基于ＧＳＭ的智能家居報警系統(tǒng)設(shè)計

學號： 11034020415 畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計計說說明明書書 基于基于 GSMGSM 的智能家居報警系統(tǒng)設(shè)計的智能家居報警系統(tǒng)設(shè)計 DesignDesign ofof warningwarning systemsystem ofof smartsmart homehome basedbased onon GSMGSM 學院學院 電信學院電信學院 專業(yè)專業(yè) 電氣工程及其自動化電氣工程及其自動化 班級班級 電氣電氣 11- 4 學生學生 黃仁超黃仁超 指導教師（職稱）指導教師（職稱） 熊建斌（副教授）熊建斌（副教授） 論文時間論文時間 2015 年年 1 月月 1 日至日至 2015 年年 6 月月 7 日日 廣東石油化工學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）誠信承諾保證書廣東石油化工學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）誠信承諾保證書 本人鄭重承諾：基于 GSM 的智能家居報警系統(tǒng)設(shè)計畢 業(yè)設(shè)計（論文）的內(nèi)容真實、可靠，是本人在熊建斌副教授的指 導下，獨立進行研究所完成。畢業(yè)設(shè)計（論文）中引用他人已經(jīng) 發(fā)表或未發(fā)表的成果、數(shù)據(jù)、觀點等，均已明確注明出處，如果 存在弄虛作假、抄襲、剽竊的情況，本人愿承擔全部責任。 學生簽名： 年 月 日 I 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計計 任任 務(wù)務(wù) 書書 院（系）： 計算機與電子信息學院 專業(yè) 電氣工程及其自動化 班 級： 電氣 11-4 班 學生： 黃仁超 學號： 11034020415 一、畢業(yè)設(shè)計課題 基于的智能家居報警系統(tǒng)設(shè)計 二、畢業(yè)設(shè)計工作自 2015 年 1 月 1 日起至 2015 年 6 月 7 日止 三、畢業(yè)設(shè)計進行地點 廣東石油化工學院 四、畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容要求 系統(tǒng)硬件設(shè)計:由電路設(shè)計部分以單片機控制電路為核心， 由時鐘電路，復位電路，電源電路，按鍵電路，12864 顯示電路，語音播報電路，GSM 模塊電路和傳感器電路共同組成 GSM 智能家居報警系統(tǒng)電路。 指導教師 接受畢業(yè)設(shè)計任務(wù)開始執(zhí)行日期 年 月 日 學生簽名 專業(yè)負責人 批準日期 I 摘摘 要要 本文提出了一種基于 GSM 短消息的遠程控制系統(tǒng)，在給出系統(tǒng)的總體設(shè)計的基礎(chǔ) 上，設(shè)計了系統(tǒng)的硬件和軟件。系統(tǒng)以 GSM 網(wǎng)絡(luò)作為遠程信號的傳輸平臺。對 GSM 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)作了詳細的講解，并且著重講述了對于本課題相當重要的短消息業(yè)務(wù)的 通信原理。數(shù)據(jù)的傳輸方式主要是短消息方式，系統(tǒng)中采用 PDU 模式，對短消息的 PDU 編碼和解碼進行詳細的講述。短消息的接收和發(fā)送是通過 AT 指令來實現(xiàn)的，講 述了常見的 AT 指令及其使用方法1。 本設(shè)計利用 TC35i GSM 模塊與 STC89C52 單片機組建控制終端，用戶通過手機發(fā) 送短信指令到控制終端，控制終端提取短信控制指令通過單片機控制各個功能模塊從 而實現(xiàn)對智能家居的遠程控制。本設(shè)計設(shè)計包含的系統(tǒng)有：智能照明控制系統(tǒng)、環(huán)境 監(jiān)測報警系統(tǒng)。該設(shè)計的各個系統(tǒng)不是獨立的，而是彼此相互聯(lián)系，融合為一個統(tǒng)一 的整體，并相互響應，做到真正意義上的智能集中控制和遠程 GSM 控制。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：智能家居 ；GSM ；單片機 ；報警系統(tǒng) I Abstract In this system GSM network is a medium for transmitting the remote signal, it presents detailed explanation of GSM networks system structure and emphasizes the communication principle that is important for the task. The mode of transmitting data is most SMS. PDU mode is used during transmitting SMS. It presents en cording and decoding of SMS PDU mode. Transmitting and receiving SMS is realized by using AT command. It presents the familiar AT command and using method. This design uses the TC35i GSM module and STC89C52 MCU to control a control terminal, the user terminal through the mobile phone SMS command, control terminal extracts the SMS control instruction through the single-chip microcomputer to control each function module to realize the remote control of intelligent home furnishing. The system contains the design are: the design of intelligent lighting control system, environmental monitoring and alarm system. All the design of the system is not independent, but interrelated, integrated into a unified whole, and mutual response, do intelligence on the true meaning of the centralized control and remote control of GSM. Keywords: smart home ;GSM ;singlechip ;warning;system 廣東石油化工學院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文：基于 GSM 的智能家居報警系統(tǒng)設(shè)計 II 目 錄 摘摘 要要.I 第第 1 1 章章 緒論緒論.1 1.1 智能家居報警系統(tǒng)介紹.1 1.2 智能家居的國內(nèi)外現(xiàn)狀1 1.2.1 智能家居的國外發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.2.2 國內(nèi)智能家居發(fā)展狀況2 1.2.3 智能化家居系統(tǒng)在國內(nèi)的發(fā)展特點 2 1.2.4 智能家居發(fā)展方向3 1.2.5 智能家居的功能3 第第 2 2 章章 GSMGSM 原理及概述原理及概述.5 2.1 GSM 原理5 2.2 使用人群.5 2.3 GSM 使用安全5 第第 3 3 章章 系統(tǒng)各組成單元方案設(shè)計與論證系統(tǒng)各組成單元方案設(shè)計與論證7 3.1 系統(tǒng)總框圖.7 3.2 方案論證比較.7 3.2.1 CPU 控制模塊方案設(shè)計7 3.2.2 顯示模塊方案設(shè)計.8 3.2.3 氣體傳感器模塊的方案設(shè)計 .8 3.2.4 GSM 模塊方案設(shè)計8 第第 4 4 章章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 9 4.1 單片機最小系統(tǒng)模塊設(shè)計.9 4.2 ISD4004 語音芯片10 4.3 顯示電路設(shè)計.10 4.4 熱釋電傳感器電路設(shè)計.11 4.5 氣體傳感器電路設(shè)計.12 第第 5 5 章章 系統(tǒng)軟件電路設(shè)計系統(tǒng)軟件電路設(shè)計 14 5.1 系統(tǒng)程序的主要部分.14 5.2 顯示程序設(shè)計.15 5.3 按鍵程序設(shè)計.15 目錄 III 5.4 語音模塊程序設(shè)計16 第第 6 6 章章 系統(tǒng)測試及分析系統(tǒng)測試及分析17 6.1 系統(tǒng)測試.17 6.2 測試數(shù)據(jù)及分析.17 6.2.1 熱釋電感應距離測量17 6.2.2 溫度測試.18 6.3 不足與展望.18 總結(jié)總結(jié)19 致謝致謝20 參考文獻參考文獻 21 附錄一：附錄一： 原理圖原理圖 .22 附錄二：電路附錄二：電路 PCBPCB 圖圖23 附錄三：源程序代碼附錄三：源程序代碼24 廣東石油化工學院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文：基于 GSM 的智能家居報警系統(tǒng)設(shè)計 0 第第 1 1 章章 緒論緒論 1.1 智能家居報警系統(tǒng)介紹 隨著現(xiàn)代電子技術(shù)和通信技術(shù)的迅速發(fā)展，人們的家居生活正在變得越來越舒適 便利。現(xiàn)在居住的環(huán)境已經(jīng)滿足不了人們的基本要求了，所以對家居提出了更高的要 求。因為，生活中總存在一些這樣那樣的安全隱患，如火災、煤氣中毒、匪盜等，這 些很多東西都關(guān)乎到了家庭幸福。于是關(guān)于智能家居的概念應運而生，在這其中，家 居安全報警系統(tǒng)就是智能家居的及其重要組成部分。在早前的家庭，安全報警系統(tǒng)只 是針對某個具體的安全隱患而進行設(shè)計的，比如煤氣報警器、紅外線防盜報警器和火 災報警器等，雖然這些報警裝置基本能夠滿足一般的需求，但是它功能比較單一、并 且不具有二次報警功能，性價比很低。例如燃氣泄漏致人昏迷后，很可能無人知道， 而且沒有進一步防護措施，這個或許會對家庭造成了重大傷害；或無人在家時而發(fā)生 的匪盜或火災，單純的警鈴報警會失去了意義，這顯然不能滿足人們的要求。而現(xiàn)在 全智能家庭防盜報警采用的是 ADT 全球安防系統(tǒng)。我們可以看到它的特點是功能強大、 技術(shù)成熟，但是價格昂貴，不適宜普及，所以沒有被人們大量使用。不過從中我們也 可以看出，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展，將家庭安全報警系統(tǒng)進行區(qū)域的聯(lián)網(wǎng)，可以使 得安全系數(shù)大大提高。 GSM報警系統(tǒng)采用了工業(yè)級無線移動通訊網(wǎng)絡(luò)以及相關(guān)的數(shù)字處理技術(shù)，已經(jīng)逐步 應用在技術(shù)安全防范領(lǐng)域，以及廣泛應用于家庭、商用、小區(qū)物業(yè)、電力、交通、石 油、煤炭、鐵道、市政、公安等部門行業(yè)的安防裝置，數(shù)據(jù)監(jiān)測以及遠程監(jiān)控系統(tǒng)等 等。它利用GSM無線移動通訊網(wǎng)絡(luò)短信息數(shù)據(jù)傳輸模式平臺，真正實現(xiàn)了超遠距離方便、 靈活的無線報警處理及控制，解決了固定電話或有線寬帶網(wǎng)絡(luò)有線數(shù)據(jù)傳輸模式報警 的局限性，真正做到全無線報警。本系統(tǒng)就是利用GSM來完成檢測區(qū)的遠程報警設(shè)計， 設(shè)計中我們使用是溫度傳感器，氣體傳感器以及熱釋電傳感器完成多方為的設(shè)防保護 和使用ISD4004芯片對數(shù)據(jù)進行語音播報，同時可以根據(jù)用戶需要設(shè)置手機號功能。未 來的發(fā)展趨勢將以智能、信息為主流，使GSM智能家居警儀的發(fā)展更人性化。 1.2 智能家居的國內(nèi)外現(xiàn)狀 1.2.1 智能家居的國外發(fā)展現(xiàn)狀 智能建筑的第一次出生，是在 1984 年的美國，此后，一些經(jīng)濟比較發(fā)達的國家慢 第 1 章 緒論 1 慢開始嘗試不同的智能家居，特別是在西方的美國、德國以及亞洲日本，新加坡等， 漸漸地智能家居開始進入民眾，被人們普遍使用。 目前主導的智能家居類產(chǎn)品是以下三個： (1)美國的 X 一 10 系統(tǒng),在此中有一個網(wǎng)絡(luò)平臺,它是經(jīng)過電力線而形成的，應用 集中控制方式實現(xiàn)多種功能,因為這個系統(tǒng)造價相對便宜,性能不錯,所以該這個系統(tǒng)在 美國占據(jù)大部分市場,僅僅美國就有接近 400 萬戶人家采取了這個系統(tǒng)。 (2)其次是德國的 EIB 系統(tǒng),此系統(tǒng)的控制功能的實現(xiàn)，是通過預埋總線、中央控 制的方法。不過在我們國家一般不采用這個做法,原因在于：一是不僅在工程上要求更 加地嚴格、復雜；而且二是需要預埋總線,價格昂貴。 (3)最后一個是新加坡的 SX 系統(tǒng),跟 EIB 類似,這里也是通過預埋總線及中央控制 方式,進而達到人們想要的功能。不過這個系統(tǒng)在我們的應用不多，因為雖然它系統(tǒng)比 較成熟，符合我們國家的情況，但是缺點在于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、多樣性、性價比等跟不上人 們的需要。不管如何，未來必定是智能化，所以智能家居有著極大的商機和不亞于互 聯(lián)網(wǎng)的市場。雖然現(xiàn)在還未能崛起,但各大企業(yè)已經(jīng)開始對它研究和開發(fā)。 1.2.2 國內(nèi)智能家居發(fā)展狀況 在我們國家，智能家居并不是單一的，更不是一個關(guān)于智能小區(qū)理念，最重要的 是多方面去實現(xiàn)人們想要的功能，讓人們生活更加方便，更安全。它是通過計算機、 通信、智能布線等方面，把建筑智能化建立、網(wǎng)絡(luò)通訊服務(wù)、建筑安防系統(tǒng)等方面方 便快速結(jié)合在一起，使得在傳統(tǒng)智能小區(qū)展現(xiàn)了通向大眾的延伸，使得人們的生活質(zhì) 量能夠得到極大提高和賠有安全感。 1.2.3 智能化家居系統(tǒng)在國內(nèi)的發(fā)展特點 (1)有著極大的發(fā)展前景，在現(xiàn)階段，房地產(chǎn)業(yè)異常火爆，智能化家具與之息息相 關(guān),可以說對企業(yè)家有著巨大的誘惑。 (2)雖然智能化家居有著一定的發(fā)展了，但其產(chǎn)業(yè)還處于發(fā)展初期，還需要引導其 去發(fā)展。因為現(xiàn)在這個產(chǎn)業(yè)各走各路，沒有領(lǐng)頭羊,帶領(lǐng)人們走向更廣更專業(yè)的路，其 次智能家居市場較為混亂，技術(shù)力量重復投入，各種層次的只能家居大同小異，沒有 更多創(chuàng)新性的發(fā)展，使得智能家居在國內(nèi)的發(fā)展停滯不前。 (3)智能家居市場遠遠不夠成熟，畢竟屬于新興行業(yè)，真正在做只能家居的行家并 不多，廣告、服務(wù)、價格等的競爭也還不夠，所以導致市場份額并不集中，人們對這 個行業(yè)的了解也不夠，只停留在簡單的認知中。 (4)但不管怎樣，這個市場非常有前景。人們對高智能的需要越來越高也更加迫切， 廣東石油化工學院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文：基于 GSM 的智能家居報警系統(tǒng)設(shè)計 2 雖然有著巨大的市場，但是市場區(qū)域的需求極不平衡。以臨海的省份為主以及江蘇、 北京等經(jīng)濟發(fā)達的地方占了大部分份額，而西北西南占的比例并不多，這主要與居民 的總體消費水平有關(guān)。 1.2.4 智能家居發(fā)展方向 (1)向一體化、系統(tǒng)集成化方向發(fā)展； (2)向節(jié)能環(huán)保方向發(fā)展； (3)向智能化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化方向發(fā)展； (4)向規(guī)范化、標準化方向發(fā)展我國智能家居發(fā)展較晚，新技術(shù)、新產(chǎn)品層出不窮， 標準和規(guī)范還在制定之中； (5)向具有中國特色的家居智能化方向發(fā)展。家居智能化系統(tǒng)需要大量的適合中國 國情的產(chǎn)品和運行軟件，目前開發(fā)的軟硬件產(chǎn)品的種類較少，水平較低2。 1.2.5 智能家居的功能 智能家居首先應理解成為住戶提供一種服務(wù)，而不只是一件產(chǎn)品或一套簡單的系 統(tǒng)設(shè)備。所以我們要明白它能夠使人們通過家居控制系統(tǒng)更加便捷實現(xiàn)對家里面的所 有電氣設(shè)施實現(xiàn)控制和管理的功能。并且能夠使每個家庭的計算機、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、家電 等各類信息終端真正跨平臺，通過網(wǎng)絡(luò)讓普通消費者從家就能感受到煥然一新的只能 數(shù)字生活或者體驗，實現(xiàn)安全服務(wù)、通信服務(wù)、能源管理、自動控制等功能。 家庭報警功能： (1)基本功能 能連接紅外傳感器實現(xiàn)防盜、瓦斯等可燃氣體防漏、及時知道火災等一些突發(fā)情 況。并且可以及時發(fā)送一些信息到小區(qū)或者房主手中，使得人可以迅速采取策施，進 而阻止或補救。 (2)需要說明的問題 對于居民來說，安全永遠是排在第一，所以這也是我們對智能家居的最重要的一 個要求。由此，我們就能夠明白為什么安防能夠成為智能家居最重要的一部分。所以， 報警系統(tǒng)是一個不可或缺的一個模塊，而且對它的要求也較高，系統(tǒng)必須具備一些基 本功能：線路與設(shè)備運行狀態(tài)與故障的輪詢檢查。由此我們可以知道當發(fā)生故障或遭 到破壞時，相關(guān)人員可以迅速采取措施。同時必須選擇品質(zhì)良好的報警探頭才能確保 系統(tǒng)運行的正常運行，減少誤操作。而警燈或者警鈴等警示設(shè)備在室內(nèi)的配置則是體 現(xiàn)人性的關(guān)懷。因為我們使用報警系統(tǒng)的原因是為了嚇走嫌疑犯而不是為了抓住他。 第 1 章 緒論 3 家電控制功能 廣東石油化工學院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文：基于 GSM 的智能家居報警系統(tǒng)設(shè)計 4 （1）基本功能 在屋里終端能夠?qū)译?、燈光進行開關(guān)，并且隔一段時間控制住戶通過網(wǎng)絡(luò)通訊 的方式，實現(xiàn)對家電設(shè)備的遠程控制。 (2)需要說明的問題 雖然智能化家居的技術(shù)發(fā)展迅速，且已經(jīng)出現(xiàn)了多種不同的方式，如預布的總線 制、電力載波方案和無線射頻方案等。而作為智能家居終端廠家很重要的 一點就是： 研發(fā)出一套屬于自己的家電控制智能模塊產(chǎn)品，又或是擁有一套成熟的系統(tǒng)和根據(jù)不 同的需求去研發(fā)出不同的接口。遠程控制的建立，要求有配套的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺，而網(wǎng) 絡(luò)安全是一個及其重要的事情，因為這關(guān)系著人們的切身利益。 系統(tǒng)布線 (1)基本功能 網(wǎng)絡(luò)布線的功能：把語音、數(shù)據(jù)、圖像和部分控制信號系統(tǒng)用統(tǒng)一的傳輸媒介進 行綜合，經(jīng)過統(tǒng)一的規(guī)劃設(shè)計，綜合在一套標準的布線系統(tǒng)中 (2)需要說明的問題 在組網(wǎng)中分為兩種模式，一是利用小區(qū)寬帶網(wǎng)絡(luò)布線，二是小區(qū)單獨建設(shè)專用網(wǎng) 絡(luò)。我們知道寬帶開通要收費，由于中國網(wǎng)絡(luò)企業(yè)的壟斷，我們會受制于他們。更重 要的一點是，因為僅僅只有報警和對講等功能，并沒有實際的保護措施，所以無法確 保我們的安全，因此在這里設(shè)置獨立的網(wǎng)絡(luò)布線系統(tǒng)是非常有必要的。為了使智能家 居系統(tǒng)能夠更好的運行，有一個更好的辦法就是采取層次化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計交換機帶網(wǎng)絡(luò)管 理功能。不同網(wǎng)段之間的通信通過核心交換機的第三層功能來進行。限制廣播風暴， 防火墻的設(shè)置就可以很好的解決此問題，使我們能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)的安全能夠有一個自主的 掌握。 輔助功能： 其他輔助的功能很多。但從用戶的角度出發(fā)系統(tǒng)設(shè)備安全穩(wěn)定最重要，功能上要 有較強的抗干擾能力。也就是基本功能便捷實用(像語音通訊、報警功能、紅外感應器 等)、核心功能適度超前(如電話功能及信息功能等)、拓展功能(如家電燈光控制、系 統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊等)，便于實現(xiàn)與未來技術(shù)發(fā)展對接可能。 第 2 章 GSM 原理與概述 5 第第 2 2 章章 GSMGSM 原理及概述原理及概述 2.1 GSM 原理 第 2 代蜂窩移動的通信技術(shù)稱為 GSM，即是 2G。模擬蜂窩技術(shù)由于它的快速發(fā)展 現(xiàn)在被人們稱為一代移動通信技術(shù)，第三代移動通信技術(shù)被人們稱為寬帶 CDMA 技術(shù)， 即是 3G。GSM 其實是一個蜂窩網(wǎng)絡(luò)，在本質(zhì)上即為移動電話要連接到它之后，才能找 到的距離比較近的蜂窩單元區(qū)域。GSM 網(wǎng)絡(luò)運行在多個不同的無線電頻率上。 GSM 網(wǎng)絡(luò)也稱為蜂窩單元，其中分為 4 種不同尺寸:微微蜂窩，傘蜂窩，巨蜂窩， 微蜂窩，。當環(huán)境不同時，網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積也就不一樣了。其中巨蜂窩常常被認為是那 種基站天線安裝在天線桿，或者是那種建立在房子上的。而微蜂窩被看做那些天線高 度比起平均建筑高度要低一些，市區(qū)里一般都是用的這個。那種很小的蜂窩稱為微微 蜂窩，它只覆蓋了范圍只有幾十米，而且室外一般不用這個。顧名思義，用更小的蜂 窩網(wǎng)覆蓋的盲區(qū)叫做傘蜂窩，填補蜂窩之間的信號空白區(qū)域。 蜂窩的使用范圍在很多情況下都要根據(jù)天線高度以及增益大小等情景來，大概可 以從百米以上一直到接近數(shù)十公里。最長距離 GSM 規(guī)范在實際生活使用的是可以一直 到 30 千米。其實在這里還有個擴展蜂窩的應用，顧名思義就是擴展使用范圍，一到數(shù) 倍，在條件允許下或許會有更多。不管是室內(nèi)室外 gsm 都能用，因為室內(nèi)天線分布系 統(tǒng)上能夠通過功率分配器室外天線的功率應用而被分配到。這是一種很常用的配置方 案，因為它不僅支持室內(nèi)高密度通話所需要的要求，并且在很多時候會被采取在購物 中心和機場等公共場所的做法。但是這有時候并不是必須的，無線信號也可以通過穿 過建筑物的做法來實現(xiàn)室內(nèi)覆蓋，因為它可以提升信號的質(zhì)量，以及減少干擾和回聲 的影響。 2.2 使用人群 GSM 是全球移動通信系統(tǒng)的簡稱。目前它是使用人數(shù)最多，范圍最廣的移動電話標 準，在全世界有不低于 200 個的國家和地區(qū)，以及超過 10 億人是使用的 GSM。 2.3 GSM 使用安全 中等安全水平：在這個系統(tǒng)中設(shè)計成我們可以使用共享密鑰和用戶認證。而且 在用戶與基站中，它們的通訊可以被加密使用。UMTS 的發(fā)展更是為我們的方便，提供 了一個方式，即是 USIM，它能夠使用更長鑒別密鑰，并且可以進一步保障好使用安全、 廣東石油化工學院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文：基于 GSM 的智能家居報警系統(tǒng)設(shè)計 6 保障好雙向驗證。美中不足的是，GSM 只有單向的網(wǎng)絡(luò)用戶驗證.盡管安全模塊可以為 我們提供了兩個方法：保密與鑒別。但是鑒別能力不足，而且容易被偽造。 考慮到不足，GSM 便采取了多種加密算法的做法。其中在空中語音的保密性使用 了兩種串流密碼：A5/1 和 A5/2。A5/1 是一種強力算法，英國，法國等歐洲多使用這 個，相反，A5/2 蔚弱度算法，亞，非，美洲多是使用這個。在兩種算法中嚴重漏洞都 已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，例如一個單一密文攻擊可能實時的中斷掉 A5/2. 但是系統(tǒng)支持多個不同 算法，這樣運營商就可以換一個安全等級更強的。 GSM 系統(tǒng)有幾個重要的性能:高安全性、網(wǎng)絡(luò)容量大、號碼庫豐富、通話質(zhì)量佳、 有著較強的穩(wěn)定性、信息收發(fā)快速方便、機卡分離、電量消耗低。 GSM 的主要技術(shù)特點如下: 1.頻譜效率。因為選擇的是效率極佳的調(diào)制器、交織、均衡以及語音編碼技術(shù)， 這樣系統(tǒng)就獲得了高頻譜效率。 2.容量。因為在這里信道傳輸帶寬都增大了，因此同頻復用栽干比必須減小，直 到 9dB，如此一來，GSM 系統(tǒng)的所用的同頻復用模式便能夠降低至到 4/12 或 3/9 或 者可以更小。 3.話音質(zhì)量。鑒于數(shù)字傳輸技術(shù)的特點以及 GSM 規(guī)范中有關(guān)空中接口和話音編碼 的定義，在門限值以上時，話音質(zhì)量總是達到相同的水平而與無線傳輸質(zhì)量無關(guān)。 4.開放的接口。GSM 標準所準備的開放性接口，不是僅在空中接口，更重要的是 在網(wǎng)絡(luò)之間和網(wǎng)絡(luò)中各種實物之間，就像 A 接口和 Abis 接口一樣。 5. 安全性。采用了監(jiān)督權(quán)力、加密以及 TMSI 號碼等，如此便可以使系統(tǒng)更加安 全了。其中鑒權(quán)是為了檢驗用戶是否有入網(wǎng)權(quán)力；加密是為了空中接口，這個是根據(jù) SIM 卡和網(wǎng)絡(luò) AUC 的所帶的密鑰來決定的。而 TMSI 是一個臨時識別號，它們是被用 戶所指定的，主要的作用是為了防止別人的跟蹤。 6.與 ISDN、PSTN 等的互連。當需要連通其他的網(wǎng)絡(luò)時，一般是采用現(xiàn)有的接口， 比如 ISUP 或是 TUP 接口。 第 3 章 系統(tǒng)各組成單元方案設(shè)計與論證 7 第第 3 3 章章 系統(tǒng)各組成單元方案設(shè)計與論證系統(tǒng)各組成單元方案設(shè)計與論證 3.1 系統(tǒng)總框圖 這個系統(tǒng)是用 STC12C5A60S2 單片機做為核心部件，然后去連接各外部電路，去完 成我們所需要功能。此系統(tǒng)的總體框圖如圖 3-1 所示： 圖 3-1 系統(tǒng)總體框圖 電路設(shè)計部分以單片機控制電路為核心，時鐘電路，復位電路，電源電路，按鍵 電路，12864 顯示電路，語音播報電路，GSM 模塊電路和傳感器電路共同組成 GSM 智能 家居報警系統(tǒng)電路。 3.2 方案論證比較 3.2.1 CPU 控制模塊方案設(shè)計 方案一：在這里我們選擇 32 位的 LPC2138 做為單片機去控制 CPU，這個單片機采 用的是 PARM7TDMI-S 核的 ARM 芯片，它有 3 個在國內(nèi)是最好的的技術(shù)：RDI 標準接口、 同步 Flash 刷新技術(shù)、影射寄存器窗口。而且在這個內(nèi)部它是通過 PLL 鎖相環(huán)倍頻的 方法，這樣我們就能夠獲得更高的 CPU 處理速度使我們運用速度更快，還有一點很重 要，通過它的 AD、DA、捕獲、匹配和在網(wǎng)絡(luò)通訊的同步與異步等，會更便捷的會方便 那些用戶的對它的編程設(shè)計。雖然性能方面非常的不錯，但是價格偏貴。 方案二：在這里我們采用的是 STC12C 系列 5A60S2 單片機，它是兩路 PCA 捕獲/匹 配，變換速率能夠高達 250000 次/秒，主要是因為它擁有 8 路 10 位高速 A/D 轉(zhuǎn)換，性 價比高，目前已經(jīng)廣泛的在各種儀器與工業(yè)控制普及了。 單 片 機 時鐘電路 復位電路語音播報電路 12864 顯示電路 電源電路 按鍵電路 GSM 模塊電路 傳感器電路 廣東石油化工學院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文：基于 GSM 的智能家居報警系統(tǒng)設(shè)計 8 所以，通過兩個方案的比較之后，我決定使用 STC12C5A60S2 的單片機。主要是因 為當我們使用 ARM 控制時，我們需要對它的全部接口都做電平轉(zhuǎn)換，固然就加大了硬 件電路的復雜性。而方案二來帶給我更加簡單便捷，且價格優(yōu)惠。 3.2.2 顯示模塊方案設(shè)計 這里需要用到中文信息顯示，這里我采用 LCD12864 液晶顯示屏，因為它非常的簡 單使用。因為它不僅可以顯示字母、數(shù)字，而且還有自帶符號和漢字庫，我們可以直 接快速方便使用它。因此可以發(fā)現(xiàn)此顯示屏是很適合智能化顯示。它里面的信息通俗 易懂，有一些不錯的優(yōu)點：功耗低，體積小，重量輕，壽命長，沒有輻射等。 3.2.3 氣體傳感器模塊的方案設(shè)計 方案一：金屬氧化物半導體傳感器 通過%LEL/LFL 去檢測可燃氣體和蒸氣的傳感器即為金屬氧化物半導體傳感器（或 稱 MOS）。MOS 的用處之一是檢測毒性水平。當在空氣清新時，它的電導較小；但是當 接觸還原性氣體或那些易燃易爆氣體時，電導會隨之增加。在這里我們可以改變傳感 器的加熱溫度，進而去改變它的靈敏度。通過查閱，我了解到有毒氣體和易燃易爆氣 體它同樣也可以檢測到。如今它常用于檢測 ppm 級的碳氫化合物和有毒氣體，不過它 的價錢不便宜。 方案二 ：MQ 系列氣體傳感器 這個器件的特性是，當某些可燃氣體的濃度由于意外而增大時，它的阻抗與濃度 成反比，會慢慢降低。我們利用這一特性，去做一個可燃氣體泄漏的報警器：我們用 氣敏傳感器去檢測可燃氣體在空氣的濃度，根據(jù)檢測出來的信號來判斷是否要觸發(fā)報 警器。而且重要的是這個器件對液化氣,丁烷,丙烷著不錯的靈敏度反應，但乙醇蒸氣, 煙霧卻影響不了它。那么人們對 LPG,丁烷,丙烷,LNG 的檢測很多是使用它。另外它還 有一些不錯的優(yōu)點：反應快速、穩(wěn)定、價錢并不昂貴，而且驅(qū)動也不復雜等。 比較這兩個方案，我們很容易做出選擇，即方案 2。我們讓單片機對傳感器的 AD 值做一個檢測，然后就可以通過報警器來知道是否有可燃氣體泄漏出來。 3.2.4 GSM 模塊方案設(shè)計 在我們國家所使用的GSM模塊有不少，但其實總的來說這些模塊的功能、以及他們 的用法并沒有太多的差異。在這里我們選擇是西門子TC35系列的TC35i。它的無線模塊 在功能上與TC35兼容，并且由于它的設(shè)計緊湊，使得它的體積縮小了許多，更方便用 戶去做不同設(shè)計。TC35i與GSM2/2兼容、雙頻、RS232數(shù)據(jù)接口。這樣使得GSM的模塊和 射頻電路和基帶于一體，如此它就可以向用戶提供標準的AT命令接口了，使得那些數(shù) 據(jù)、語音、短消息和傳真等，能夠提供更加便捷、高效的傳輸了。 第 4 章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 9 第第 4 4 章章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 4.1 單片機最小系統(tǒng)模塊設(shè)計 本系統(tǒng)采用 STC89C52 單片機為控制核心，STC89C52 作為普通 51 單片機已廣泛應 用于各種產(chǎn)品中，其接口簡單，方便使用，且功能強大。單片機不斷監(jiān)測有沒有異常 信息，當發(fā)現(xiàn)異常信息時，就會出現(xiàn)中斷，使得單片機可以經(jīng)過 UART 串口傳輸 AT 指 令到 GSM 模塊，同事開啟 GSM 模塊把警報信號發(fā)送短信到設(shè)置好的人。然后再按照用 戶傳遞過來的指令，啟動繼電器去控制家電。 STC89C52 單片機是一種功率消耗少、高效便捷的微控制器，它包含了 8K 在系統(tǒng) 可編程 Flash 存儲器。STC89C52 之所以能夠提供高靈活多變好用東西給嵌入式控制應 用系統(tǒng)，是因為在它有 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash。 并且它具有以下標準功能 ：8k 字節(jié) Flash，512 字節(jié) RAM，32 位 I/O 口線，看門狗定時器，三個 16 位定時器/ 計數(shù)器，一個 6 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。此外 STC89X52 能夠減低到 0 赫茲 的靜態(tài)動作。在無人操作時，CPU 會靜止，這時候 RAM、定時器/計數(shù)器、串口中斷。 其次掉電的情形下，RAM 里面的內(nèi)容依然可以保存下來，振蕩器也會凍結(jié)，單片機此時 會停下來，一直到下一個中斷，或者等到硬件復位。這個單片機的最高運作頻率為 35Mhz，6T/12T 可選。 本系統(tǒng)設(shè)計主要應用其 PWM（或捕捉/比較單元）、四路 10 位高速 A/D 轉(zhuǎn)換模塊、 SPI 接口、定時/計數(shù)器、I/O 接口等功能模塊。 圖 4.1 單片機最小系統(tǒng)模塊電路圖 廣東石油化工學院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文：基于 GSM 的智能家居報警系統(tǒng)設(shè)計 10 4.2 ISD4004 語音芯片 ISD4004 系列一般是在 3V 的電壓下工作,它的單片錄放時間可以達到 8 至 16 分 鐘,音色和質(zhì)量很不錯,常用于手機或者一些電子產(chǎn)品里。里面的芯片運用的是 CMOS 技 術(shù),它包括了振蕩器、濾波器、帶有放大功能的音頻器、并且還可以自動靜止噪音，高 密度多電平閃爍存貯陳列。芯片是由所有操作必須由微控制器控制的為基礎(chǔ)的,串行通 信接口能夠把操作命令送入進去。芯片運用了多電平模擬量的存儲技術(shù), 在這里，每 一個采樣值偶可以存儲在片內(nèi)閃爍存貯器里面,所以根據(jù)這特性，芯片可以很真實、自 然地重現(xiàn)語音、音樂、音色等,使得一些噪聲或金屬聲可以被過濾掉。采樣頻率可為 4.0,5.3,6.4,8.0k 赫茲,但是頻率越低,雖然會錄放時間長一點,美中不足的是音質(zhì)會下 降,單片機里面的數(shù)據(jù)存儲在閃爍存儲器中,在一般情況下，可在斷電情況下保存 100 年,反復錄音高達 10 萬次。 自動靜噪：如果錄音信號電平下降到內(nèi)部設(shè)定的某一定數(shù)以下時,然后自動靜噪就 可以使信號變小,對信號的噪聲有不小的幫助。一般情況下，本端對地接 1mF 的電容, 如此能夠形成內(nèi)部信號，使得電平峰值成了電路檢驗的一塊。然后把檢測出來的的最 高值電平跟內(nèi)部我們設(shè)定好的定數(shù)作一個比較,這樣就能夠確定好自動靜噪的轉(zhuǎn)折點了； 而當信號比較大的時侯,自動靜噪電路并不下降；當靜音的時候會衰減 6dB。 ISD4004 工作于 SPI 串行接口。SPI 協(xié)議是一個同步串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,協(xié)議假定 微控制器的 SPI 移位寄存器在 SCLK 的下降沿動作,因此對 ISD4004 而言,在時鐘上升 沿鎖存 MOSI 引腳的數(shù)據(jù),在下降沿將數(shù)據(jù)送至 MISO 引腳。電路圖如圖 4.2 所示： 圖 4.2 ISD4004 語音芯片模塊電路圖 4.3 顯示電路設(shè)計 在這個系統(tǒng)中，因為我需要顯示漢字以及了解到轉(zhuǎn)速變化曲線，因此在這里我選 擇了 12864 液晶顯示器。這個顯示器中有自帶的中文字庫的 128X64，它擁有 4/8 位并 第 4 章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 11 行、2 線或者是 3 線串行的不同接口，在它的里面存儲著國標一級、二級簡體中文字庫； 這種顯示器的分辨率是 12864 規(guī)模的,在這里面放有 8192 個 16*16 點漢字，以及 128 個 16*8 點字符集.所以，我們可以利用這個模塊多樣的接口方式以及便捷的的操作 指令，就能夠形成中文人機交互圖形界面；也能夠顯示 84 行 1616 點陣的漢字。 用這個模塊所形成的液晶顯示方法跟同類型相比下來，我們發(fā)現(xiàn)不論硬件電路結(jié)構(gòu)， 還是顯示程序的復雜性都大大縮減了，而且這個顯示器的價錢也比較實惠。 基本特性：1,低電源電壓（VDD:+3.0-+5.5V）； 2,顯示分辨率：12864 點； 3,內(nèi)置漢字字庫，提供 8192 個 1616 點陣漢字(簡繁體可選)； 4,內(nèi)置 128 個 168 點陣字符； 5,2MHZ 時鐘頻率； 6,顯示方式：STN、半透、正顯； 7,驅(qū)動方式：1/32DUTY，1/5BIAS； 8，視角方向：6 點； 9，背光方式：側(cè)部高亮白色 LED，功耗僅為普通 LED 的 1/51/10； 10，通訊方式：串行、并口可選； 11，內(nèi)置 DC-DC 轉(zhuǎn)換電路，無需外加負壓； 12，無需片選信號，簡化軟件設(shè)計； 13，工作溫度：0 - +55,存儲溫度： -20 - +60。 12864 電路圖如圖 4.3 所示。 圖 4.3 12864 顯示電路 4.4 熱釋電傳感器電路設(shè)計 在熱釋電傳感器電路中，選擇的元件有紅外探測器專用芯片紅外傳感信號處理 器 BISS0001、熱釋電紅外探頭 RE200B(傳感器)及一些外圍元件(電阻電容)。它的正常 工作電壓是+4.5V(工作范圍可在 3V 到 5V 之間)9。 廣東石油化工學院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文：基于 GSM 的智能家居報警系統(tǒng)設(shè)計 12 其中在這里所用的檢測元件 BISS0001，它經(jīng)常用于 CMOS 中的電路，它的特性是帶 有高阻抗運算放大器，以便和其它的傳感器進行匹配，就可以應用信號預處理了。此 外這個傳感器帶有雙向鑒幅器，能夠非常有效的去抗干擾，在電路傳感器的內(nèi)部裝有 延遲時間定時器和封鎖時間定時器。管腳排列及各點波形如圖 4.4.1 和 4.4.2 所示。 圖4.4.1 BISS0001的管腳排列圖 圖4.4.2 BISS0001的管腳波形圖 當 A 端等于“0”時，此時的工作方式是不能夠重復觸發(fā)的，就是說在 TX 時間內(nèi)， 所有的 IC7 的變化都會被跳過，這個過程是一直持續(xù)到時間 TX 結(jié)束的。而 TX 時間完 結(jié)時，UO 會回到低電平，在這個時候，就會進入封鎖周期 Ti。其中，Ti 周期內(nèi)，所有 的 IC7 變化都不能夠讓 UO 變?yōu)橛行顟B(tài)。 在這個電路中，因為 BISS0001 的 1 腳所接到的為低電平，就是說在這個時候芯片 不可重復觸發(fā)狀態(tài)，即是說在延時這個周期內(nèi)，電路并不會再次觸發(fā)。因為此功能的 設(shè)置，可有效抑制負載切換過程中產(chǎn)生的各種干擾。 當人體所發(fā)出的紅外線被紅外探頭接收到之后，然后通過內(nèi)部轉(zhuǎn)換，這時候會輸 出一個較弱的低頻電信號到 BISS0001 芯片的第一級運算放大器工 Cl 的同相輸入端， 接著會對所接受到的信號進行處理，處理后 UO 腳輸出高電平信號，經(jīng)非門后送單片機 的 P0.0 腳進行報警處理5。紅外探測器電路如圖 4.4.3。 圖4.4.3 紅外探測器部分的原理圖 4.5 氣體傳感器電路設(shè)計 MQ-6 型液化氣氣體傳感器對液化氣,丁烷,丙烷有較高的靈敏度，對乙醇蒸氣,煙霧 幾乎不響應。具有快速的響應恢特牲，長期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性和簡單的驅(qū)動 電路等特點，適用于家庭或工業(yè)上對 LPG,丁烷,丙烷,LNG 的檢測。裝置 MQ-6 氣敏元件 第 4 章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 13 的結(jié)構(gòu)和外形如圖所示(結(jié)構(gòu) A 或 B)，由微型 AL2O3 陶瓷管、SnO2 敏感層，測量電極 和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在塑料或不繡鋼制成的腔體內(nèi)，加熱器為氣敏元件提供 了必要的工作條件。MQ-6 型氣敏器件對不同種類，不同濃度的氣體有不同的電阻值。 因此，在使用此類型氣敏器件時，靈敏度的調(diào)整是很重要的，一般用 1000ppm 液化氣 校正傳感器13。其原理圖如圖 4.5 所示。 圖 4.5 MQ-6 型液化氣氣體傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 圖 4.5 MQ-6 氣體傳感器模塊電路圖 第 5 章 系統(tǒng)軟件電路設(shè)計 14 第第 5 5 章章 系統(tǒng)軟件電路設(shè)計系統(tǒng)軟件電路設(shè)計 5.1 系統(tǒng)程序的主要部分 本系統(tǒng)的軟件設(shè)計采用數(shù)據(jù)與圖形相結(jié)合的表示方式, 功能清晰、 使用方便。主 程序是單片機程序的主體，整個單片機端系統(tǒng)軟件的功能的實現(xiàn)都是在其中完成的， 在此過程中主程序調(diào)用了子程序及中斷服務(wù)程序。程序首先完成初始化過程，然后判 斷是否有報警，然后根據(jù)判斷發(fā)送報警。流程圖如圖 5.1 所示。 是否調(diào)整短信 中心號碼 開始 單片機寄存器初始化 NO YES LCD初始化 傳感器初始化 進行調(diào)整 是否調(diào)整 目標號碼 讀取溫度值 溫度是否 超過初始值 播報溫度 發(fā)送短信 讀取氣體傳感器 是否有氣體泄漏 讀取紅外傳感器 是否有人入侵 返回 進行調(diào)整 播報溫度 發(fā)送短信 播報溫度 發(fā)送短信 NO YES YES YES YES NO NO NO 顯示 圖 5.1 程序總體流程 第 5 章 系統(tǒng)軟件電路設(shè)計 15 5.2 顯示程序設(shè)計 本設(shè)計除了實現(xiàn)防盜、煤氣泄漏報警的功能外 u 實時日歷時鐘顯示的功能，如圖 5.2 所示為 LCD12864 顯示流程圖。 A0是否為高電平 開始 LCD參數(shù)初始化 LCD實時顯示時鐘 及參數(shù) 返回 NO YES 圖 5.2 LCD 顯示流程 5.3 按鍵程序設(shè)計 接通電源后系統(tǒng)進入待機狀態(tài)，此時通過按鍵輸入手機和短信中心等數(shù)值。如下 圖 5.3 所示。 是否按鍵按下 開始 檢測按鍵序號 NO YES 繼續(xù)等待是否為按鍵1 YES 是否為按鍵2 YES NO 在上電過程中 進入時間模式 否則進入設(shè)置 模式 是否為按鍵3 是否為按鍵4 檢測按鍵序號 檢測按鍵序號 檢測按鍵序號 在上電過程中進 入錄音模式否則 進入設(shè)置模式 在上電過程中進 入放音模式否則 進入設(shè)置模式 YES NO 在上電過程中進 入暫停模式否則 進入設(shè)置模式 NO 返回 圖 5.3 按鍵流程圖 廣東石油化工學院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文：基于 GSM 的智能家居報警系統(tǒng)設(shè)計 16 5.4 語音模塊程序設(shè)計 通過單片機模擬 SPI 總線來實現(xiàn)對單片機的讀寫控制，可在指定的地址播放內(nèi)容可 以在指定的地址錄相關(guān)內(nèi)容具體程序如圖如下 4.5。 語音芯片初始化 是否錄音 開始 語音參數(shù)初始化 延時 到指定地址錄音 是否放音到指定位置播放 延時 返回 NO YES NO YES 圖 5.4 ISD4004 程序流程圖 第 6 章 系統(tǒng)測試與分析 17 第第 6 6 章章 系統(tǒng)測試及分析系統(tǒng)測試及分析 6.1 系統(tǒng)測試 整個系統(tǒng)設(shè)計完成后，要進行運行調(diào)試，排除軟件和硬件的故障，同時驗證系統(tǒng) 的可靠性及穩(wěn)定性，使系統(tǒng)符合設(shè)計要求。本系統(tǒng)的調(diào)試主要分兩個步驟：單片機系 統(tǒng)調(diào)試及整個控制系統(tǒng)運行調(diào)試。 結(jié)合系統(tǒng)軟件測試，利用硬件平臺進行功能性檢測，即驗證系統(tǒng)軟硬件綜合測試 正常。主要包括了溫度傳感器電路、MQ-6 氣體傳感器電路、熱釋電傳感器、鍵盤輸入、 液晶顯示等，并實現(xiàn)各部分功能的綜合測試。 該綜合測試主要在系統(tǒng)調(diào)試正常的情況下，驗證煤氣氣體綜合測試情況。首先對 調(diào)整 MQ-6 的靈敏度，在液晶上顯示，通過一些特殊手段，改變環(huán)境的液化氣氣體含量， 看液晶上氣體靈敏度是否會改變。通過測量當液化氣濃度達到 1000ppm 時，系統(tǒng)發(fā)出 “煤氣泄漏”語音報警和 GSM 發(fā)出“煤氣泄漏”中文短信報警到用戶手機；當室內(nèi)溫 度高于假設(shè)的 70時，系統(tǒng)發(fā)出“火災報警”語音報警和 GSM 發(fā)出“火災報警”中文 短信到用戶手機；當室內(nèi)有人入侵時，系統(tǒng)發(fā)出“有人入侵”語音報警和 GSM 發(fā)出 “有人入侵”中文短信報警。實現(xiàn)了險情識別報警，同時減小了誤報的幾率，使得設(shè) 計更加人性化。 6.2 測試數(shù)據(jù)及分析 6.2.1 熱釋電感應距離測量 在主人外出模式下，當室內(nèi)有人入侵的時候，熱釋電可以感應到人的存在，同時 發(fā)出遠程報警。在調(diào)節(jié)好紅外熱釋電模塊的靈敏度后，通過測量，我們可以測得熱釋 電的感應有效范圍，并實現(xiàn)語音報警和遠程短信報警，數(shù)據(jù)記錄于表 6.2.1。 表 6.2.1 熱釋電感應有效范圍 范圍/m 序號 2.5 3.4 3.8 4.3 4.9 5.4 5.7 6.3 6.5 7. 0 1 報警 報警 報警 報警 報警 報警 報警 報警 無報警 無報警 2 報警 報警 報警 報警 報警 報警 報警 報警 報警 無報警 3 報警 報警 報警 報警 報警 報警 報警 報警 無報警 無報警 4 報警 報警 報警 報警 報警 報警 報警 報警 無報警 無報警 5 報警 報警 報警 報警 報警 報警 報警 報警 無報警 無報警 6 報警 報警 報警 報警 報警 報警 報警 報警 報警 無報警 7 報警 報警 報警 報警 報警 報警 報警 報警 無報警 無報警 廣東石油化工學院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文：基于 GSM 的智能家居報警系統(tǒng)設(shè)計 18 分析：理論上紅外熱釋電的有效感應范圍應該為 0-7m，通過測試，從 0m 開始到 7m,其中到 6.3m 的范圍都能感應到，但是到 6.5m 的時候開始出現(xiàn)感應不靈，主要可能 是出現(xiàn)些電子干擾及線路誤差。 6.2.2 溫度測試 本系統(tǒng)通過用 DS18B20 測試溫度高低，實現(xiàn)火災報警功能。開始設(shè)定一個初值如 70，當溫度傳感器測得值超過這個初值時則系統(tǒng)進行語音報警和遠程短信報警。調(diào) 試的過程中，為了更方便調(diào)試及測量，設(shè)計中使用了電吹風加熱，同時通過與四位半 高精確溫度測量儀器相比較，多次測量，判斷出誤差。并記錄表 6.2.2。 表 6.2.2：溫度傳感器測得的溫值與高靈敏度溫度測量儀測出室溫值記錄表 次數(shù) 溫度/ 12345678 傳感器 溫度值 / 7071717071707071 高靈敏 度溫度 測量儀 / 70.371.571.870.671.870.570.471.2 分析：當電吹風加熱到 70左右的時候，系統(tǒng)發(fā)出語音報警和遠程短信報警，但 有時可能因為系統(tǒng)響應較慢，所以當溫度檢測到 71時才開始發(fā)出報警。由實驗數(shù)據(jù) 所得本系統(tǒng)所使用的 DS18B20 測得的數(shù)值在精度上和準確度上都比高精度的溫度測量 儀低，但是相差不是很大，因而使用 DS18B20 作為火災溫度檢測是具有一定的可行性 的，同時其較低的價格，也可以降低設(shè)計成本。 6.3 不足與展望 本設(shè)計經(jīng)過硬件與軟件的調(diào)試運行，基本完成了對智能住宅盜情、火情、煤氣泄 漏等進行自動監(jiān)測，并實現(xiàn)了自動報警功能。運行結(jié)果表明該裝置在技術(shù)上有一定的 可靠性，但也存在著一些問題。例如有人放置信號干擾器，則 GSM 報警可能不能發(fā)出 短信報警；防火探測器檢測過于單一，可能會有漏報的情況，另外尚有許多理論問題 和工程應用問題需要進一步的探索和研究，就研究和發(fā)展狀況來看今后仍需在以下幾 個方面努力： 1、由于火災探測器過于簡單，可以在系統(tǒng)中加入 MQ-2 煙霧檢測傳感器，對煙霧 進行濃度檢測； 2、熱釋電紅外傳感器的檢測能力會隨著距離的增加而減弱，因而可以在門窗增加 電磁閥控制器，當有人破門而入時，就可以及時檢測到有人入侵，然后通過單片機控 總結(jié) 19 制系統(tǒng)發(fā)出語音報警和短信報警。 總結(jié) 本文從整體到部分詳細介紹了智能家居報警控制器的設(shè)計。通過查閱大量資料， 本文提出了幾種可行性方案，對硬件電路的實現(xiàn)方案進行了分析對比，并最終選擇了 基于 GSM 模塊的實現(xiàn)方案。在比較重要的部分進行了詳細的論述，并且給出了程序及 說明，其可靠性和穩(wěn)定性都達到了很好的效果。本設(shè)計已經(jīng)完成了對智能住宅盜情、 火情、煤氣泄漏等進行自動監(jiān)測并實現(xiàn)了自動報警功能。經(jīng)測試，熱釋電紅外傳感器 的感應范圍為 6.3m 左右；在外界溫度為 70時，DS18B20 溫度傳感器能夠準確感應， 并發(fā)出報警，基本實現(xiàn)預期目的，同時系統(tǒng)還能夠辨別不同險情，進行不同的報警， 方便主人正確處理險情，使設(shè)計跟家智能化、人性化。 在現(xiàn)代電子科技的高速發(fā)展過程中，微型化、集成化、高密度化以及設(shè)備的高精 度化已經(jīng)成為一種長期的趨勢，這就要求我們力求使用更精確的設(shè)備。本設(shè)計中使用 的芯片只是當前電子科技發(fā)展的一般產(chǎn)物，隨著科技的不斷發(fā)展，更高密度，更高精 度的芯片將會取代現(xiàn)有的產(chǎn)品，所以我們還要不斷的學習，不斷的豐富和更新我們的 產(chǎn)品，提出更高的要求。 致謝 20 致謝