基于單片機(jī)的智能家居安防系統(tǒng)36

1、 IV基于單片機(jī)的智能家居安防系統(tǒng)作者姓名：XXX 專業(yè)班級(jí)：XXXXXXXX指導(dǎo)教師：易詩摘要 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市居民住宅小區(qū)的大量崛起和人們生活水平的不斷提高，人們?cè)诩彝プ≌挠^念上逐步發(fā)生變化。人們不僅需要寬敞、豪華的住宅，同時(shí)也希有一個(gè)安全、放心的生活空間。安全,就是有一個(gè)快速、有效、連動(dòng)的防火、防盜、防爆的安防體系；同時(shí)要求家庭人員、社區(qū)管理中心及其有關(guān)單位部門都能及時(shí)獲得相關(guān)信息并采取相應(yīng)措施。這些都要求家庭不再是一個(gè)孤立場(chǎng)所，而是一個(gè)能與外界進(jìn)行信息交流的單元。 自此，本文研究出一套基于51單片機(jī)的智能家居安防系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有采集現(xiàn)場(chǎng)信息，并將信息分析處理，結(jié)果通過短信的方式傳

2、遞到預(yù)設(shè)的電話號(hào)碼上。本系統(tǒng)還能顯示險(xiǎn)情種類信息的功能，并且能夠在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)火災(zāi)進(jìn)行鈴聲報(bào)警的功能。智能家居安防系統(tǒng)是以家庭住宅為平臺(tái)，融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和自動(dòng)控制等技術(shù)，將與家庭生活相關(guān)的各種應(yīng)用子系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合在一起，為人們提供更加舒適、高效、便捷、安全的現(xiàn)代居住環(huán)境。新的智能型家庭安防報(bào)警系統(tǒng)在感應(yīng)端主要通過磁紅外、溫度、煤氣、玻璃破碎等探測(cè)器來感應(yīng)異常的變化，當(dāng)感應(yīng)器感應(yīng)到異常情況時(shí)，自動(dòng)地把警情發(fā)送至相關(guān)部門和人員，以便得到及時(shí)的處理，減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。關(guān)鍵詞：AT89C51；溫度傳感器；煙霧傳感器；紅外傳感器；GPRS模塊；智能安防Intelligent securi

3、ty system design and implementation based on 51-MCUAbstract：With the development of economy, urban residential district of rise and the people living standard unceasing enhancement, people gradually changing ideas on family homes.People not only need spacious and luxurious houses, as well as mothbal

4、led a safe, rest assured of living space. Security, that is, there is a rapid, effective, the gearing of fire prevention, guard against theft, explosion-proof security system; Also asking family members, community management center and its related units can timely access to relevant information and

5、take corresponding measures. These require family is no longer an isolated place, but a unit capable of carrying out information exchange with the outside world.Since then, this paper studies a set of intelligent household security system based on 51 single chip microcomputer. This system has the co

6、llection site information, and analysis the information processing, the results by text message is passed on to the preset phone number. This system can also display danger species information function, and can carry on the ring at the scene of fire alarm function. Smart home security system is a fa

7、mily home as a platform, combined with computer technology, network communication technology and automatic control technology, will and household life of all kinds of application subsystems organic unifies in together, provide people with more comfortable, efficient, convenient and safe environment

8、of modern living. New intelligent home security alarm system in magnetic induction end mainly through infrared detector such as, temperature, gas, glass broken to induction abnormal changes, when the sensor sensing abnormalities, automatically send alert to relevant departments and personnel, in ord

9、er to get timely treatment, reduce casualties and property losses.Key words: AT89C51. Temperature sensor; Smoke sensor; Infrared sensor; GPRS module;Intelligent security目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc358029722 第1章 緒論 PAGEREF _Toc358029722 h 1 HYPERLINK l _Toc358029723 1.1選題依據(jù)及其意義 PAGEREF _Toc35

10、8029723 h 1 HYPERLINK l _Toc358029724 1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc358029724 h 2 HYPERLINK l _Toc358029725 1.3本系統(tǒng)特點(diǎn) PAGEREF _Toc358029725 h 3 HYPERLINK l _Toc358029726 第2章 基本原理 PAGEREF _Toc358029726 h 4 HYPERLINK l _Toc358029727 2.1單片機(jī)技術(shù)及AT89c51系列的簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc358029727 h 4 HYPERLINK l _Toc358029728 2.2

11、 GPRS模塊基本原理 PAGEREF _Toc358029728 h 6 HYPERLINK l _Toc358029729 2.3傳感器原理 PAGEREF _Toc358029729 h 7 HYPERLINK l _Toc358029730 2.3.1紅外傳感器 PAGEREF _Toc358029730 h 7 HYPERLINK l _Toc358029731 2.3.2煙霧氣體傳感器 PAGEREF _Toc358029731 h 7 HYPERLINK l _Toc358029732 2.4本系統(tǒng)基本框架 PAGEREF _Toc358029732 h 8 HYPERLINK

12、l _Toc358029733 第3章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc358029733 h 9 HYPERLINK l _Toc358029734 3.1方案選擇論證 PAGEREF _Toc358029734 h 9 HYPERLINK l _Toc358029735 3.2系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc358029735 h 9 HYPERLINK l _Toc358029736 3.3系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc358029736 h 10 HYPERLINK l _Toc358029737 第4章 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc358029737

13、h 12 HYPERLINK l _Toc358029738 4.1 系統(tǒng)硬件平臺(tái)介紹 PAGEREF _Toc358029738 h 12 HYPERLINK l _Toc358029739 4.1.1 YT-16D實(shí)驗(yàn)箱 PAGEREF _Toc358029739 h 12 HYPERLINK l _Toc358029741 4.1.2 GPRD模塊 PAGEREF _Toc358029741 h 12 HYPERLINK l _Toc358029742 4.2 紅外報(bào)警器模塊的實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc358029742 h 13 HYPERLINK l _Toc358029743

14、4.3 溫度報(bào)警模塊的實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc358029743 h 15 HYPERLINK l _Toc358029744 4.3.1 概述 PAGEREF _Toc358029744 h 15 HYPERLINK l _Toc358029745 4.3.2 A/D轉(zhuǎn)換器 PAGEREF _Toc358029745 h 15 HYPERLINK l _Toc358029746 4.4 液晶顯示模塊 PAGEREF _Toc358029746 h 18 HYPERLINK l _Toc358029747 4.4.1 概述 PAGEREF _Toc358029747 h 18 HYPER

15、LINK l _Toc358029748 4.4.2 液晶顯示原理 PAGEREF _Toc358029748 h 18 HYPERLINK l _Toc358029749 4.4.3TFT的基本特點(diǎn) PAGEREF _Toc358029749 h 19 HYPERLINK l _Toc358029750 4.3.1 TFT的連接原理圖 PAGEREF _Toc358029750 h 19 HYPERLINK l _Toc358029751 4.4.5 TFT的程序 PAGEREF _Toc358029751 h 20 HYPERLINK l _Toc358029752 第5章 系統(tǒng)的測(cè)試 P

16、AGEREF _Toc358029752 h 26 HYPERLINK l _Toc358029753 5.1 系統(tǒng)初始及顯示 PAGEREF _Toc358029753 h 26 HYPERLINK l _Toc358029754 5.2氣體泄漏時(shí)系統(tǒng)顯示及短信內(nèi)容 PAGEREF _Toc358029754 h 26 HYPERLINK l _Toc358029755 5.3 溫度超標(biāo)時(shí)系統(tǒng)顯示及短信內(nèi)容 PAGEREF _Toc358029755 h 27 HYPERLINK l _Toc358029757 5.4 有人闖入時(shí)系統(tǒng)顯示及短信內(nèi)容 PAGEREF _Toc358029757

17、 h 28 HYPERLINK l _Toc358029757 5.5 測(cè)試總結(jié) PAGEREF _Toc358029757 h 28 HYPERLINK l _Toc358029759 總結(jié) PAGEREF _Toc358029759 h 29 HYPERLINK l _Toc358029760 致謝 PAGEREF _Toc358029760 h 30 HYPERLINK l _Toc358029761 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc358029761 h 31 成都理工大學(xué)2013屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第1章 緒論1.1選題依據(jù)及其意義隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活水平的不斷提高，人們

18、的家居生活條件不斷得到改善。由于當(dāng)今社會(huì)城市化進(jìn)程不斷加快，城市人口膨脹，外來人口的增加，城市里建成了大量現(xiàn)代化小區(qū)。另外，加上煤氣和家用電器設(shè)備使用中的不安全因素等，對(duì)居民的生命和財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成了很大的潛在威脅。經(jīng)過分析，給居民生命和財(cái)產(chǎn)安全帶來最大的威脅包括有兩大方面，一方面是人為引起的破壞(如盜竊、搶劫、兇殺)，另一方面是自然災(zāi)害引起的破壞(如火災(zāi))。因此，人們迫切需要一種對(duì)室內(nèi)出現(xiàn)的各種緊急意外事件（如發(fā)生入室盜竊、火災(zāi)等）自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信息并通知戶主進(jìn)行及時(shí)處理的住宅安防系統(tǒng)。傳統(tǒng)的機(jī)械式（防盜網(wǎng)、防盜窗）家居防衛(wèi)系統(tǒng)在實(shí)際使用中暴露了很多隱患，除了操作繁瑣之外，還沒達(dá)到安全的效果。同時(shí)

19、，隨著社會(huì)信息化進(jìn)程的逐步深入，特別是傳感器技術(shù)和先進(jìn)的電子通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，家居生活的網(wǎng)絡(luò)化與智能化將成為人們新的需求，智能家居系統(tǒng)也由此成為了目前世界范圍內(nèi)的熱門的研究領(lǐng)域之一。智能家居安防系統(tǒng)是以家庭住宅為平臺(tái)，融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和自動(dòng)控制等技術(shù)，將與家庭生活相關(guān)的各種應(yīng)用子系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合在一起，為人們提供更加舒適、高效、便捷、安全的現(xiàn)代居住環(huán)境。新的智能型家庭安防報(bào)警系統(tǒng)在感應(yīng)端主要通過磁紅外、溫度、煤氣、玻璃破碎等探測(cè)器來感應(yīng)異常的變化，當(dāng)感應(yīng)器感應(yīng)到異常情況時(shí)，自動(dòng)地把警情發(fā)送至相關(guān)部門和人員，以便得到及時(shí)的處理，減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。因此，研究智能家居安防系統(tǒng)很有

20、必要。本課題旨在開發(fā)出能夠準(zhǔn)確檢測(cè)是否有陌生人闖入居室、是否有發(fā)生火災(zāi)的入門級(jí)家居安防報(bào)警系統(tǒng)。該課題的研究，符合社會(huì)的需求，與同類的智能家居系統(tǒng)相比具有使用簡(jiǎn)單方便、價(jià)格低廉、安裝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的市場(chǎng)前景，同時(shí)有利于更好的改善人們生活水平，保障家居人身和財(cái)產(chǎn)安全，是一項(xiàng)非常具有研究和開發(fā)意義的題目。文中設(shè)計(jì)基于51單片機(jī)為核心的新型智能家居安防系統(tǒng)， 使原來小區(qū)安防系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性有了一個(gè)新層次的提高。本系統(tǒng)可以對(duì)整個(gè)家居的安全環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控， 監(jiān)控的范圍包括室內(nèi)防盜、火災(zāi)報(bào)警、煤氣泄露等一系列不安全因素。一旦有上述事故發(fā)生， 該報(bào)警系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信息， 用警報(bào)音向用戶發(fā)

21、出警報(bào)，并且向遠(yuǎn)方用戶發(fā)送相應(yīng)的短信?，F(xiàn)代的單片機(jī)普遍具備通信接口，可以很方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，為在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)智能控制，從手機(jī)，電話機(jī)、小型程控交換機(jī)、樓宇自動(dòng)通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動(dòng)電話，集群移動(dòng)通信，無線電對(duì)講機(jī)等。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在如今互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)日益繁榮的時(shí)代，小區(qū)和家庭智能化的安防建設(shè)已經(jīng)受到越來越多的重視，國(guó)外很多知名企業(yè)已經(jīng)能為用戶提供帶有安防報(bào)警系統(tǒng)的智能化的住宅解決方案，為眾多小區(qū)和家庭用戶提供全面的安全防護(hù)和信息服務(wù)，其自動(dòng)化、智能化水平已相當(dāng)?shù)母?。如西方發(fā)達(dá)國(guó)

22、家，他們具有比較完善的火災(zāi)，闖入等預(yù)防，監(jiān)測(cè)，報(bào)警，搶救及善后處理等體系。他們采用有計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息采集，統(tǒng)一到中央計(jì)算機(jī)來進(jìn)行實(shí)時(shí)的分析處理，準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情隱患點(diǎn)，同時(shí)判斷出險(xiǎn)情的類型，特點(diǎn)，以啟動(dòng)不同的應(yīng)急預(yù)案。這些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)將家居火災(zāi)報(bào)警等安防系統(tǒng)和公共監(jiān)控系統(tǒng)連接在一起，及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情，最大化的降低損失，值得我們學(xué)習(xí)！在國(guó)外各大企業(yè)研發(fā)智能家居安防產(chǎn)品的同時(shí)，國(guó)內(nèi)廠商也已開始智能家居安防產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)，特別是一些大型IT企業(yè)利用自身在資金與技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)，在低端產(chǎn)品市場(chǎng)上占據(jù)了相當(dāng)重要的地位?？傮w來說，由于國(guó)內(nèi)智能安防報(bào)警系統(tǒng)起步較晚，相對(duì)于國(guó)外來說還是有不少

23、差距。但有些產(chǎn)品，比如家庭智能終端，中國(guó)的幾個(gè)廠商的產(chǎn)品已經(jīng)做的很好了，不但外觀漂亮，而且功能齊全，與國(guó)外的品牌相比非常具有競(jìng)爭(zhēng)力，比如海爾和聯(lián)想公司出的家庭智能終端。由于目前國(guó)家尚沒有正式頒布相關(guān)的行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，廠家采用各自不同的技術(shù)解決方案，這在某種程度上制約了我國(guó)家居安防行業(yè)的發(fā)展，在今后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)問內(nèi)技術(shù)的整合趨勢(shì)將形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。另外國(guó)內(nèi)建成的智能安防系統(tǒng)大部分采用的是有線通信技術(shù)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工成本較高，基于無線通信技術(shù)的家居安防系統(tǒng)目前還處于起步階段，具有廣闊的發(fā)展前景。1.3本系統(tǒng)特點(diǎn)本設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容是以單片機(jī)為主要控制元件，利用熱釋電紅外傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)住宅陌生人的入侵檢測(cè)，利

24、用溫度傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)的檢測(cè)，利用液晶屏顯示當(dāng)前的安防信息。當(dāng)出現(xiàn)警情時(shí)，通過單片機(jī)控制報(bào)警電路完成警情的聲光報(bào)警，并在顯示屏上顯示警情種類，用戶可以根據(jù)安置場(chǎng)所可能出現(xiàn)的警情種類，開啟合適的報(bào)警器開關(guān)，以達(dá)到針對(duì)性的布防效果。本系統(tǒng)制作簡(jiǎn)單、成本低，功能齊全，安裝方便，而且防盜性能比較穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、安全可靠。它是可以廣泛應(yīng)用于小區(qū)住宅、酒店、倉庫等領(lǐng)域的多功能安防報(bào)警系統(tǒng)。本系統(tǒng)還可以通過GPRS模塊發(fā)送相應(yīng)險(xiǎn)情到指定手機(jī)號(hào)碼上，具有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性和可靠性。第2章 基本原理2.1單片機(jī)技術(shù)及AT89c51系列的簡(jiǎn)介單片機(jī)是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處

25、理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在工業(yè)控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。從上世紀(jì)80年代，由當(dāng)時(shí)的4位、8位單片機(jī)，發(fā)展到現(xiàn)在的32位300M的高速單片機(jī)。單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的縮寫MCU表示單片機(jī)，單片機(jī)又稱單片微控制器，它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片，而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。單片機(jī)由運(yùn)算器，控制器，存儲(chǔ)器，輸

26、入輸出設(shè)備構(gòu)成，相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)（最小系統(tǒng)），和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)缺少了外圍設(shè)備等。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。由于單片機(jī)在工業(yè)控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，單片機(jī)由僅有CPU的專用處理器芯片發(fā)展而來。最早的設(shè)計(jì)理念是通過將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。AT89C51是帶4k字節(jié)閃爍可編程可擦除的低電壓高性能CMOS8位微處理器。也就是我們通常所說的單片機(jī)。它是ATMEL

27、公司生產(chǎn)的一種高效微處理器，采用了ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)制造技術(shù)，和MCS-51指令集兼容。同時(shí)ATMEL的AT89c51可以應(yīng)用到很多的嵌入式系統(tǒng)中。主要特性：壽命1000寫/擦循環(huán)4k字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)保留時(shí)間10年128*8位內(nèi)部RAM5個(gè)中斷源可編程串行通道全靜態(tài)工作：0HZ-24HZ三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定32可編程I/O線兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器低功耗的閑置及掉電模式片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路管腳原理圖如圖2-1所示 圖2-1管腳說明VCC：接入電源。VSS:接地。P0口：P0口是8位漏極開路雙向I/0口，每個(gè)腳可以吸收8TTL門電流。它可以用于外部的程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，為地址/數(shù)據(jù)分時(shí)

28、復(fù)用口。P1口：p1口是內(nèi)部已經(jīng)提供了上拉電阻的8位雙向I/O口，它的緩沖器能接受4TTL門電流。P2口：p2口也是內(nèi)部上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O接口。同樣其緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收控制信號(hào)和高八位地址信號(hào)。P3口：它是雙功能口?？梢宰鳛橐话愕臏?zhǔn)雙向I/O口。RST：復(fù)位輸入口。ALE/PROG：在訪問外部存儲(chǔ)器是，ALE(允許地址鎖存信號(hào))用于鎖存出現(xiàn)在P0口的低8位地址。當(dāng)不訪問外部存儲(chǔ)器是，ALE仍以振蕩器頻率的1/6周期性的輸出正脈沖信號(hào)，可用作對(duì)外輸出的時(shí)鐘脈沖或定時(shí)目的。/PSEN:外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)，低電平有效。當(dāng)從外部程序存儲(chǔ)器讀

29、取指令或常數(shù)時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期/PSEN兩次有效，而訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是，/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。/EA/Vpp:/EA位訪問外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。當(dāng)/EA低電平時(shí)，不管片內(nèi)是否有程序存儲(chǔ)器，都只是訪問外部程序存儲(chǔ)器。而在高電平時(shí)訪問片內(nèi)程序存儲(chǔ)器。XTAL1：方向放大器的輸入和內(nèi)部時(shí)鐘電路的輸入。XTAL2：片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸出端。2.2 GPRS模塊基本原理通用分組無線服務(wù)技術(shù)（General Packet Radio Service)的簡(jiǎn)稱，它是GSM移動(dòng)電話用戶可用的一種移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS可說是GSM的延續(xù)。GPRS和以往連續(xù)在頻道傳輸?shù)姆绞讲煌且苑獍≒acket）式

30、來傳輸，因此使用者所負(fù)擔(dān)的費(fèi)用是以其傳輸資料單位計(jì)算，并非使用其整個(gè)頻道，理論上較為便宜。GPRS的傳輸速率可提升至56甚至114Kbps。自從首次實(shí)現(xiàn)文本信息傳輸以來，無線數(shù)據(jù)應(yīng)用已經(jīng)歷了飛躍式的增長(zhǎng)，單是看看歐美知名廠商大肆宣傳通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS)的勁頭，似乎也能讓人感到下一代移動(dòng)數(shù)據(jù)應(yīng)用時(shí)代的行將來臨。將在99年底或是2000年初開啟的通用分組無線業(yè)務(wù)GPRS，作為邁向第三代個(gè)人多媒體業(yè)務(wù)的重要里程碑，將使移動(dòng)通信與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)合二為一，使IP業(yè)務(wù)得以引入廣闊的移動(dòng)市場(chǎng)。盡管目前移動(dòng)數(shù)據(jù)的使用相對(duì)較少，但在某些市場(chǎng)中，不同的用戶群卻正在快速發(fā)展，其推動(dòng)力量主要是在移動(dòng)領(lǐng)域中采用數(shù)據(jù)業(yè)

31、務(wù)的商業(yè)市場(chǎng)。不論是愛立信、諾基亞還是阿爾卡特，幾乎所有宣傳GPRS的廠商都以商業(yè)用戶市場(chǎng)的快速成長(zhǎng)來游說運(yùn)營(yíng)商。 GSM系統(tǒng)的分組移動(dòng)數(shù)據(jù)通信（即GPRS）是基本分組無線業(yè)務(wù)，采用分組交換的方式，數(shù)據(jù)速率最高可達(dá)164kbs、它可以給GSM用戶提供移動(dòng)環(huán)境下的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，還可以提供收發(fā)Emai1、Internet例覽等功能。2.3傳感器原理2.3.1紅外傳感器紅外技術(shù)是在最近幾十年中發(fā)展起來的一門新興技術(shù)。它已經(jīng)在科技國(guó)防和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。紅外光傳感器按其應(yīng)用可以分為以下幾個(gè)方面1 紅外輻射計(jì)用于輻射和光譜輻射測(cè)量2搜索和跟蹤系統(tǒng)用于搜索和跟蹤紅外目標(biāo)確定其空間位置并對(duì)其

32、運(yùn)動(dòng)進(jìn)行跟蹤3熱成像系統(tǒng)可以產(chǎn)生整個(gè)目標(biāo)紅外輻射的分布圖像如紅外圖像儀多光譜掃描儀等。4紅外測(cè)距和通訊系5混合系統(tǒng)是指以上各類系統(tǒng)中的兩個(gè)或多個(gè)的組合一紅外輻射基礎(chǔ) 紅外輻射又稱紅外線它是一種不可見光由于是位于可見光中紅色光以外的光線故稱為紅外線。它的波長(zhǎng)在0.76um1000um紅外線在電磁波譜中的位置如圖所示工程上又把紅外線所占據(jù)的波段分為四部分即近紅外中紅外遠(yuǎn)紅外和極遠(yuǎn)紅外紅外光傳感器按工作原理可以分為光量子型和熱電型兩大類其量子型可以直接把紅外光能轉(zhuǎn)換成電能如對(duì)紅外線敏感的光敏電阻和PN結(jié)型光生伏特效應(yīng)器件它們能在低溫下工作靈敏度高響應(yīng)速度快但紅外光的波長(zhǎng)響應(yīng)范圍窄可以用于遙感成像等方

33、面。熱電型吸收紅外光后變成熱能使材料的溫度上升電化學(xué)特性改變?nèi)藗兝眠@個(gè)現(xiàn)象制成了測(cè)量光輻射的器件。這類器件中應(yīng)用最廣泛的是紅外光敏熱釋電效應(yīng)器件2.3.2煙霧氣體傳感器在探測(cè)器的電離室內(nèi)放一放射源Am241，其不斷地持續(xù)放射出粒子射線，以高速運(yùn)動(dòng)撞擊空氣中的氮、氧等分子，在粒子的轟擊下引起電離，產(chǎn)生大量的帶正負(fù)電荷的離子，從而使得原來不導(dǎo)電的空氣具有導(dǎo)電性，當(dāng)在電離室兩端加上一定的電壓后，使得空氣中的正負(fù)離子向相反的電極移動(dòng)，形成電離電流。具體電流的大小與電離室本身的幾何形狀、放射源活度、粒子能量、電極電壓的大小及空氣的密度、溫度、濕度和氣流速度等因素有關(guān)。當(dāng)煙霧粒子進(jìn)入電離室后，由于氣熔膠

34、吸附大量的正負(fù)離子，使其中和。煙霧越濃，導(dǎo)致離子復(fù)合幾率加快，從而使空氣中電離電流迅速下降，電離室阻抗增加，因此根據(jù)R值變化可以感受到煙霧濃度的變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)的探測(cè)。傳感器的感煙時(shí)當(dāng)火災(zāi)場(chǎng)所發(fā)生的煙霧進(jìn)入到監(jiān)測(cè)電離室，位于電離室中的檢測(cè)源镅241放射a射線，使電離室內(nèi)的空氣離成正負(fù)離子。當(dāng)煙霧進(jìn)入時(shí)，內(nèi)外電離室因極性相反，所產(chǎn)生的離子電流保持相對(duì)穩(wěn)定，處于平衡狀態(tài)；火災(zāi)發(fā)生初期釋放的氣溶膠亞微粒子及可見煙霧大量進(jìn)入檢測(cè)電離室，吸附并中和正負(fù)離子，使電離電流急劇減少，改變電離平衡狀態(tài)而輸出檢測(cè)電信號(hào)，經(jīng)后級(jí)電路處理識(shí)別后，發(fā)出報(bào)警，并向配套監(jiān)控系統(tǒng)輸出報(bào)警開關(guān)信號(hào)。 2.4本系統(tǒng)基本框架本

35、設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。硬件模塊劃分為紅外傳感器模塊、煙霧傳感器模塊、單片機(jī)控制模塊、聲報(bào)警模塊、TFT顯示模塊、控制模塊。就此設(shè)計(jì)的幾個(gè)模塊來說，單片機(jī)是設(shè)計(jì)的中心模塊，所以此系統(tǒng)也是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一種應(yīng)用。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)也是有硬件和軟件組成。硬件包括單片機(jī)、輸入/輸出設(shè)備、以及外圍應(yīng)用電路等組成的系統(tǒng)，軟件是各種工作程序的總稱。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制過程包括總體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)等幾個(gè)階段。從設(shè)計(jì)的要求來分析該設(shè)計(jì)需包含如下結(jié)構(gòu)：電源、傳感器電路、單片機(jī)控制電路、鈴音報(bào)警電路、復(fù)位電路、TFT顯示組成。處理器采用51系列單片機(jī)。整個(gè)系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。設(shè)置在監(jiān)測(cè)

36、點(diǎn)上的各種數(shù)據(jù)采集模塊將原始信息轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，經(jīng)放大電路、比較電路送至門限開關(guān)，打開門限閥門送出TTL 電平至單片機(jī)。在單片機(jī)內(nèi)，經(jīng)軟件查詢、識(shí)別判決等環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)發(fā)出報(bào)警狀態(tài)控制信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路將控制信號(hào)放大并驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警電路完成相應(yīng)動(dòng)作。當(dāng)報(bào)警延遲5秒后自動(dòng)解除，也可人工手動(dòng)解除報(bào)警信號(hào)，當(dāng)警情消除后復(fù)位電路可使系統(tǒng)復(fù)位。第3章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1方案選擇論證家庭安防報(bào)警系統(tǒng)一般包含幾個(gè)部分，包括數(shù)據(jù)采集部分、數(shù)據(jù)處理部分、報(bào)警顯示部分。數(shù)據(jù)采集部分具體可分為：紅外入侵檢測(cè)報(bào)警，火災(zāi)報(bào)警，煤氣泄漏報(bào)警三大塊?？梢钥闯鰯?shù)據(jù)采集部分可供選擇的只有傳感器模塊，數(shù)據(jù)處理部分和報(bào)警顯示部分有多重選擇。該部分系

37、統(tǒng)設(shè)計(jì)方案有以下三種：方案一；利用ARM作為數(shù)據(jù)處理器，以GPRS模塊發(fā)送短息為報(bào)警警示，以TFT顯示屏作為顯示警報(bào)。好無疑問，ARM具備強(qiáng)大的計(jì)算能力，能夠輕易勝任此數(shù)據(jù)處理工作。但是目前市場(chǎng)上ARM模塊價(jià)格大大增加的本系統(tǒng)的成本。本方案有待商榷。方案三：以MSP430芯片為數(shù)據(jù)處理器，配合GPRS模塊等進(jìn)行作業(yè)。MSP擁有低功耗，片上資源豐富等優(yōu)點(diǎn)。但是考慮到本系統(tǒng)需求，采用MSP將浪費(fèi)大兩資源。方案三：以MCU51作為數(shù)據(jù)處理中心。目前MCU技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，價(jià)格便宜，開發(fā)容易，后期維護(hù)簡(jiǎn)單。就功能而言，MCU完全能夠處理本系統(tǒng)數(shù)據(jù)。通過比較，方案三能滿足我們的多樣化需求，更加人性化，更

38、加簡(jiǎn)單有效，故本設(shè)計(jì)選擇方案三3.2系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)單片機(jī)是本設(shè)計(jì)的中心模塊，所以此系統(tǒng)也是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一種應(yīng)用。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)也是有硬件和軟件組成。硬件包括單片機(jī)、輸入/輸出設(shè)備、以及外圍應(yīng)用電路等組成的系統(tǒng)，軟件是各種工作程序的總稱。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制過程包括總體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)等幾個(gè)階段。從設(shè)計(jì)的要求來分析該設(shè)計(jì)需包含如下結(jié)構(gòu)：傳感器ADC電路、單片機(jī)控制模塊、GPRS模塊、TFT顯示模塊組成。它們之間的構(gòu)成框圖如圖3-1所示：圖3-1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖處理器采用58系列單片機(jī)。整個(gè)系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。設(shè)置在監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的各種數(shù)據(jù)采集模塊將原始信息轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，經(jīng)ADC模

39、擬轉(zhuǎn)數(shù)字電路，將 TTL 電平至單片機(jī)。在單片機(jī)內(nèi)，經(jīng)軟件查詢、識(shí)別判決等環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)發(fā)出報(bào)警狀態(tài)控制信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路將控制信號(hào)放大并驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警電路和GPRS模塊完成相應(yīng)報(bào)警。當(dāng)報(bào)警延遲5秒后自動(dòng)解除，也可人工手動(dòng)解除報(bào)警信號(hào)，當(dāng)警情消除后復(fù)位電路可使系統(tǒng)復(fù)位。3.3系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)主要是通過單片機(jī)實(shí)時(shí)檢測(cè)ADC輸入電平變化。當(dāng)單片機(jī)判斷出警情時(shí)，單片機(jī)會(huì)處理并控制聲光報(bào)警電路、顯示電路和GPRS模塊完成報(bào)警動(dòng)作。本系統(tǒng)軟件部分流程大致為：首先初始化MCU，判斷ADC信號(hào)是否正常，如果指標(biāo)不正常，進(jìn)行煙霧氣體報(bào)警，指標(biāo)正常則返回初始化階段反復(fù)進(jìn)行檢測(cè)；同時(shí)進(jìn)行紅外傳感器的檢測(cè)，如果不

40、正常，則進(jìn)行闖入報(bào)警，正常則返回初始化階段，反復(fù)檢測(cè)數(shù)據(jù)。在確認(rèn)發(fā)生險(xiǎn)情的情況下，發(fā)送相應(yīng)的短信到指定的手機(jī)號(hào)碼上，并可與物管點(diǎn)電腦進(jìn)行互動(dòng)，達(dá)到防火滅火保護(hù)人身財(cái)產(chǎn)安全的目的。本系統(tǒng)所涉及的軟件部分的框圖如圖3-2所示：圖3-2 主程序工作流程圖本主程序?qū)崿F(xiàn)的功能是：當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到ADC數(shù)據(jù)異常時(shí)，表示有人闖入監(jiān)控區(qū)或發(fā)生了火災(zāi)險(xiǎn)情，從而經(jīng)過單片機(jī)內(nèi)部程序處理后，驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警電路開始報(bào)警，報(bào)警持續(xù)5秒鐘后自動(dòng)停止報(bào)警，然后程序開始循環(huán)工作，檢測(cè)是否還有下次觸發(fā)信號(hào)，等待報(bào)警從而使報(bào)警器進(jìn)入連續(xù)工作狀態(tài)。同時(shí)，利用中斷方式可以實(shí)現(xiàn)報(bào)警持續(xù)時(shí)間未到5秒鐘時(shí)，用手工按鍵復(fù)位停止聲光報(bào)警的作用。第4

41、章 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)4.1 系統(tǒng)硬件平臺(tái)介紹4.1.1 YT-16D實(shí)驗(yàn)箱 本系統(tǒng)以單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱YT-16D為硬件平臺(tái)，該試驗(yàn)箱功能強(qiáng)大，攜帶方便，能實(shí)現(xiàn)多個(gè)功能。下圖4-1為試驗(yàn)箱具體功能構(gòu)造圖樣。圖4-1 YT-16D試驗(yàn)箱4.1.2 GPRD模塊 系統(tǒng)采用SIM300GPRS/GSM模塊進(jìn)行短信報(bào)警。SIM300是小體積即插即用模組中完善的三頻/四頻* GSM/GPRS解決方案。使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)界面，使得具備GSM/GPRS 900/1800/1900MHz功能的SIM300C以小尺寸和低功耗實(shí)現(xiàn)語音、SMS、數(shù)據(jù)和傳真信息的高速傳輸。SIM300的優(yōu)良性能讓它應(yīng)用于許多方面，例如WLL、M2M、

42、手持設(shè)備等等：三頻/四頻GSM/GPRS模塊，外形尺寸40 x33x2.85mm支持用戶定制的MMI和鍵盤/LCD內(nèi)嵌強(qiáng)大的TCP/IP協(xié)議?；诔墒炜煽康募夹g(shù)平臺(tái)，無線通訊模塊的技術(shù)支持從產(chǎn)品定義到設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的全程服務(wù)4.2 紅外報(bào)警器模塊的實(shí)現(xiàn)紅外入侵報(bào)警器是由發(fā)射機(jī)和接收機(jī)組成，發(fā)射機(jī)是由電源、發(fā)光源和光學(xué)系統(tǒng)組成，接收機(jī)是光學(xué)系統(tǒng)、光電傳感器、放大器、信號(hào)處理器等部分組成。主動(dòng)紅外報(bào)警器是一種紅外線光束遮擋型報(bào)警器，發(fā)射機(jī)中的紅外發(fā)光二極管在電源的激發(fā)下，發(fā)出一束經(jīng)過調(diào)制的紅外光束(此光束的波長(zhǎng)約在0.80.95微米之間)，經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)的作用變成平行光發(fā)射出去。此光束被接收機(jī)接收，由接

43、收機(jī)中的紅外光電傳感器把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成信號(hào)，經(jīng)過電路處理后傳給報(bào)警控制器。由發(fā)射機(jī)發(fā)射出的紅外線經(jīng)過防范區(qū)到達(dá)接收機(jī)，構(gòu)成了一條警戒線。正常情況下，接收機(jī)收到的是一個(gè)穩(wěn)定的光信號(hào)，紅外光束被遮擋，接收機(jī)收到的紅外信號(hào)發(fā)生變化，提取這一變化，經(jīng)放大和適當(dāng)處理，控制器發(fā)出的報(bào)警信號(hào)。一般應(yīng)用在周界防范居多，最大的優(yōu)點(diǎn)就是防范距離遠(yuǎn)，能達(dá)到被動(dòng)紅外的十倍以上探測(cè)距離。紅外傳感器發(fā)射及接受連接原理圖如圖4-2。圖4-2紅外傳感器發(fā)射及接受連接原理圖在本系統(tǒng)中，紅外線報(bào)警器為單片機(jī)控制核心提供闖入信號(hào)的檢測(cè)。主要程序段為：void IR_Send_Rev (void)unsigned char i,pul

44、se_num;IRSend_A=0; /關(guān)閉2個(gè)發(fā)射管IRSend_B=0; pulse_num=0;/清零脈沖計(jì)數(shù) for(i=0;i8) Left_Flag=1;/如果判斷有障礙，點(diǎn)亮LED_B指示，否則熄滅else Left_Flag=0;pulse_num=0; /脈沖計(jì)數(shù)for(i=0;i8) Right_Flag=1;/如果判斷有障礙，點(diǎn)亮LED_A指示，否則熄else Right_Flag=0;4.3 溫度報(bào)警模塊的實(shí)現(xiàn)4.3.1 概述本系統(tǒng)采用的是電阻控制型的氣敏器件MQ-2，其阻值隨被測(cè)氣體的濃度而變化。氣敏器件又是一種“氣電”傳感器件，它將被側(cè)氣體的濃度信號(hào)轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的電信

45、號(hào)。器件放置一段時(shí)間后， 再通電使用時(shí)，阻值是先下降，然后又上升，通電大約10分鐘后（叫初期穩(wěn)定時(shí)間），才能穩(wěn)定到與氣氛狀態(tài)相應(yīng)的阻值。為了避免通電開始時(shí)的誤報(bào)動(dòng)作，應(yīng)特別注意要設(shè)置十幾分鐘的延遲電路。器件的響應(yīng)時(shí)間約為10秒，恢復(fù)時(shí)間約為30秒60秒。使用氣敏器件，要避免油浸或油垢污染，更不要將氣敏器件長(zhǎng)時(shí)間放在腐蝕氣體中。長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)，要有防止灰塵堵塞不銹鋼網(wǎng)的措施。煙霧氣感火災(zāi)報(bào)警模塊的原理圖如圖4-3.4.3.2 A/D轉(zhuǎn)換器本系統(tǒng)使用的AD轉(zhuǎn)換器是PCF859.PCF8591是一個(gè)單片集成、單獨(dú)供電、低功耗、8-bit CMOS數(shù)據(jù)獲取器件。PCF8591具有4個(gè)模擬輸入、1個(gè)模擬輸

46、出和1個(gè)串行I2C總線接口。PCF8591的3個(gè)地址引腳A0, A1和A2可用于硬件地址編程，允許在同個(gè)I2C總線上接入8個(gè)PCF8591器件，而無需額外的硬件。在PCF8591器件上輸入輸出的地址、控制和數(shù)據(jù)信號(hào)都是通過雙線雙向I2C總線以串行的方式進(jìn)行傳輸。ADC連接原理圖如圖4-4.圖4-3 ADC連接原理圖PCF859程序代碼：/*讀ADC0832函數(shù)*/采集并返回unsigned int Adc0832(unsigned char channel) /AD轉(zhuǎn)換，返回結(jié)果 uchar i=0; uchar j; uint dat=0; uchar ndat=0; if(channel=

47、0)channel=2; if(channel=1)channel=3; ADDI=1; _nop_(); _nop_(); ADCS=0;/拉低CS端 _nop_(); _nop_(); ADCLK=1;/拉高CLK端 _nop_(); _nop_(); ADCLK=0;/拉低CLK端,形成下降沿1 _nop_(); _nop_(); ADCLK=1;/拉高CLK端 ADDI=channel&0 x1; _nop_(); _nop_(); ADCLK=0;/拉低CLK端,形成下降沿2 _nop_(); _nop_(); ADCLK=1;/拉高CLK端 ADDI=(channel1)&0 x1

48、; _nop_(); _nop_(); ADCLK=0;/拉低CLK端,形成下降沿3 ADDI=1;/控制命令結(jié)束 _nop_(); _nop_(); dat=0; for(i=0;i8;i+) dat|=ADDO;/收數(shù)據(jù) ADCLK=1; _nop_(); _nop_(); ADCLK=0;/形成一次時(shí)鐘脈沖 _nop_(); _nop_(); dat=1; if(i=7)dat|=ADDO; for(i=0;i8;i+) j=0; j=j|ADDO;/收數(shù)據(jù) ADCLK=1; _nop_(); _nop_(); ADCLK=0;/形成一次時(shí)鐘脈沖 _nop_(); _nop_(); j=

49、j7; ndat=ndat|j; if(i=1; ADCS=1;/拉低CS端 ADCLK=0;/拉低CLK端 ADDO=1;/拉高數(shù)據(jù)端,回到初始狀態(tài) dat=8; dat|=ndat; return(dat); /return ad k4.4 液晶顯示模塊4.4.1 概述 液晶顯示器簡(jiǎn)稱LCD，是一種低壓微耗的平板型顯示器，屬于被動(dòng)顯示器件，本身并不發(fā)光，是借助于對(duì)外界光的調(diào)制來顯示的。液晶顯示器具有壽命長(zhǎng)、功耗低、體重輕、抗干擾能力強(qiáng)、顯示內(nèi)容豐富等眾多優(yōu)點(diǎn)，所以在很多單片機(jī)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。4.4.2 液晶顯示原理 液晶是一種性能介于液體和晶體之間的有機(jī)高分子材料，它能在一定溫度范

50、圍內(nèi)具有液體的流動(dòng)性、黏度、形變等機(jī)械特性，同時(shí)又具有晶體的熱（熱效應(yīng)）、光（光學(xué)各向異性）、電（電光效應(yīng)）、磁（磁光效應(yīng)）等物理特性。 我們知道，光線穿透液晶的路徑由構(gòu)成它的分子排列所決定。人們發(fā)現(xiàn)在給液晶充電時(shí)會(huì)改變它的分子排列，從而造成光線的扭曲或折射。液晶面板自身是被動(dòng)顯示器件無法實(shí)現(xiàn)自主發(fā)光，但是它可以起到對(duì)光的遮擋作用，所以在顯示屏的兩邊都設(shè)有作為光源的燈管，同時(shí)在液晶顯示器的背面有一塊背光板和反光膜。背光板由熒光物質(zhì)組成，可以發(fā)射光線，作用主要是提供均勻的背景光源。背光板發(fā)出的光線在穿過偏振過濾層之后，進(jìn)入了包含成千上萬水晶液滴的液晶層，液晶層中的水晶液滴都會(huì)被包含在細(xì)小的單元格

51、結(jié)構(gòu)中，一個(gè)或者多個(gè)單元格構(gòu)成屏幕上的一個(gè)像素，而這些像素可以是亮的或者不亮的，這樣大量排列整齊的像素中亮與不亮便形成了單色的圖像。為了實(shí)現(xiàn)完整的顯示功能，必須為它設(shè)計(jì)一套背光組件。背光源發(fā)出光線，經(jīng)反射板、導(dǎo)光板、光學(xué)擴(kuò)散片、棱鏡片等輔助部件后再照射到液晶面板上，液晶面板在電信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下確定每個(gè)像素區(qū)域的光通和光斷情況，并在彩色濾光片的作用下形成明暗不一、顏色各異的光線再輸出。這樣就是用戶所看到的液晶顯示屏上的彩色畫面。本課題的研究選取TFT彩屏液晶顯示器。4.4.3TFT的基本特點(diǎn) TFT屏幕是薄膜晶體管，是有源矩陣類型液晶顯示器，在其背部設(shè)置了特殊光管，可以主動(dòng)對(duì)屏幕上的各個(gè)獨(dú)立的像素進(jìn)

52、行控制，這也是所謂的主動(dòng)矩陣TFT的來歷，這樣可以大大提高響應(yīng)時(shí)間，約為80ms，它還有出色的色彩飽和度，還原能力和高對(duì)比度，在太陽光下依然看得很清晰。缺點(diǎn)是比較耗電和成本較高。4.3.1 TFT的連接原理圖本流程圖首先進(jìn)行系統(tǒng)的初始化，然后對(duì)LCD控制寄存器及地址寄存器進(jìn)行改寫，設(shè)置一些LCD的參數(shù)，配置Buffer的起始地址和Buffer大小等一些參數(shù)，然后清屏，最后系統(tǒng)可以通過控制器發(fā)出的指令來調(diào)用相關(guān)函數(shù)，完成相應(yīng)的示功能。原理圖如圖4-4.圖4-4TFT連接原理圖4.4.5 TFT的程序TFT部分的程序主要是顯示英文字符、漢字、字符串、寫命令、寫數(shù)據(jù)等等。具體的程序代碼如下：/* 顯

53、示英文字符輸入?yún)?shù)：x 橫坐標(biāo) y 縱坐標(biāo) c 需要顯示的字符 fColor 字符顏色 bColor 字符背景顏色*/#include 8X16.hvoid LCD_PutChar8x16(unsigned short x, unsigned short y, char c, unsigned int fColor, unsigned int bColor) unsigned int i,j; LCD_SetPos(x,x+8-1,y,y+16-1); for(i=0; i16;i+) unsigned char m=Font8x16c*16+i;for(j=0;j8;j+) if(m&0 x

54、80)=0 x80) Write_Data_U16(fColor);else Write_Data_U16(bColor);m=1;/* 顯示英文字符輸入?yún)?shù)：x 橫坐標(biāo) y 縱坐標(biāo) c 需要顯示的字符 fColor 字符顏色 bColor 字符背景顏色*/void LCD_PutChar(unsigned short x, unsigned short y, char c, unsigned int fColor, unsigned int bColor) LCD_PutChar8x16( x, y, c, fColor, bColor );/* 顯示漢字輸入?yún)?shù)：x 橫坐標(biāo) y 縱坐標(biāo) c

55、 需要顯示的漢字碼 fColor 字符顏色 bColor 字符背景顏色*/#include GB1616.h/16*16漢字字模void PutGB1616(unsigned short x, unsigned short y, unsigned char c2, unsigned int fColor,unsigned int bColor)unsigned int i,j,k;LCD_SetPos(x, x+16-1,y, y+16-1);for (k=0;k64;k+) /64標(biāo)示自建漢字庫中的個(gè)數(shù)，循環(huán)查詢內(nèi)碼 if (codeGB_16k.Index0=c0)&(codeGB_16k

56、.Index1=c1) for(i=0;i32;i+) unsigned short m=codeGB_16k.Mski; for(j=0;j8;j+) if(m&0 x80)=0 x80) Write_Data_U16(fColor);else Write_Data_U16(bColor);m=1; /* 顯示字符串可以中英文同時(shí)顯示輸入?yún)?shù)：x 橫坐標(biāo) y 縱坐標(biāo) *s 需要顯示的字符串 fColor 字符顏色 bColor 字符背景顏色*/void LCD_PutString(unsigned short x, unsigned short y, unsigned char *s, un

57、signed int fColor, unsigned int bColor) unsigned char l=0;while(*s) if( *s 8;n=y;Write_Cmd(0 x00,x);Write_Data(m,n);/* 寫16位數(shù)據(jù)*/void Write_Data_U16(unsigned int y)unsigned char m,n;m=y8;n=y;Write_Data(m,n);/* 寫命令*/void Write_Cmd(unsigned char DH,unsigned char DL)CS=0;RS=0;DataPort=DH;RW=0;RW=1;DataPo

58、rt=DL;RW=0;RW=1;CS=1;/* 寫數(shù)據(jù) 雙8位*/void Write_Data(unsigned char DH,unsigned char DL)CS=0;RS=1;DataPort=DH;RW=0; RW=1;DataPort=DL;RW=0;RW=1;CS=1;第5章 系統(tǒng)的測(cè)試5.1 系統(tǒng)初始及顯示 本系統(tǒng)在YT-16D試驗(yàn)箱上的測(cè)試情況如下：TFT顯示的狀態(tài)主要包括溫度、煙霧濃度、時(shí)間日歷，設(shè)計(jì)者等信息。正常初始頁面顯示如圖5-1所示：圖5-1 初始頁面當(dāng)無任何險(xiǎn)情發(fā)生的時(shí)候，系統(tǒng)屬于待機(jī)狀態(tài)，讀取系統(tǒng)時(shí)間。讀出系統(tǒng)的溫度，顯示實(shí)時(shí)溫度。主頁面顯示設(shè)計(jì)者信息以及當(dāng)時(shí)

59、的煙霧濃度，可燃?xì)怏wCO的濃度以及可燃?xì)怏wCH4的濃度。5.2氣體泄漏時(shí)系統(tǒng)顯示及短信內(nèi)容 當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到CO或CH4濃度超標(biāo)時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)生報(bào)警，蜂鳴器連續(xù)風(fēng)鳴報(bào)警，并且在TFT顯示屏上顯示險(xiǎn)情的種類信息，具體顯示如圖5-2。圖5-2氣體濃度超標(biāo)顯示 在系統(tǒng)報(bào)警的時(shí)候同時(shí)，系統(tǒng)會(huì)把險(xiǎn)情發(fā)送到用戶指定的手機(jī)號(hào)碼上，提醒用戶及時(shí)作出措施。發(fā)動(dòng)的短信如圖5-3.圖5-3 氣體泄漏時(shí)短信內(nèi)容5.3 溫度超標(biāo)時(shí)系統(tǒng)顯示及短信內(nèi)容 當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到溫度超標(biāo)時(shí)，系統(tǒng)同樣會(huì)鳳鳴報(bào)警，作出相應(yīng)的反應(yīng)。TFT顯示和短信息如圖5-4。圖5-4 溫度超標(biāo)短信顯示5.4 有人闖入時(shí)系統(tǒng)顯示及短信內(nèi)容 當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到有人闖入時(shí)相關(guān)

60、反應(yīng)如上具體顯示如圖：圖5-4 闖入報(bào)警時(shí)TFT顯示5.5測(cè)試總結(jié) 進(jìn)過實(shí)體模擬各種險(xiǎn)情后系統(tǒng)才生的反應(yīng)及發(fā)送的短信，我們可以看出本系統(tǒng)能及時(shí)有效的檢測(cè)各種險(xiǎn)情，能有效的警示各種險(xiǎn)情。具有一定的實(shí)用性?？偨Y(jié)論文在查閱國(guó)內(nèi)、外相關(guān)資料，對(duì)現(xiàn)有家居安防系統(tǒng)性能比較的基礎(chǔ)上，完成了基于單片機(jī)的智能家居安防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。論文完成的主要工作如下：1）.完成了火災(zāi)，闖入自動(dòng)警報(bào)系統(tǒng)的系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖，包括硬件部分和軟件部分。2）.完成了軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，完成了總體系統(tǒng)流程圖的設(shè)計(jì)，并完成了信號(hào)采集、液晶顯示、A/D轉(zhuǎn)換等模塊的子程序編寫和調(diào)試。4）.系統(tǒng)采用多傳感器綜合應(yīng)用采集信號(hào)，提高了系統(tǒng)信息傳輸?shù)目煽啃?/p>