單片機家居智能控制系統(tǒng)

年4月19日單片機家居智能控制系統(tǒng)文檔僅供參考基于單片機的家居智能控制系統(tǒng)目錄引言 31緒論 41.1課題背景 41.2智能家居控制系統(tǒng)的概述 51.3課題研究的目的及意義 61.4系統(tǒng)設計主要任務 62方案設計 72.1系統(tǒng)總體設計與分析 72.1.1單片機控制部分 72.1.2系統(tǒng)工作流程部分 82.2遠程控制設計與分析 82.2.1控制系統(tǒng)設計分析 82.2.2控制要求 92.2.3單元功能模塊 92.3傳感器信號采集設計與分析 92.3.1防火災發(fā)生傳感器 92.3.2可燃氣體泄漏傳感器 102.3.3防盜傳感器 102.3.4信號采集設計與分析 102.4GSM模塊的接口與設計 102.4.1TC35模塊組成 102.4.2TC35模塊通信電路 102.4.3TC35模塊與MCU連接方式 102.5紅外學習遙控設計 112.5.1紅外學習遙控的設想 112.5.2紅外學習遙控的實現(xiàn) 113硬件電路設計 123.1相關(guān)芯片及模塊簡介 123.1.1MCUSM8952AC25P簡介 123.1.2雙音多頻收發(fā)器MT8870簡介 123.1.3ISD2500系列單片語音錄放簡介 133.1.4固態(tài)繼電器(SSR)簡介 133.2遠程控制電路設計 133.2.1振鈴檢測電路 133.2.3雙音頻解碼電路 153.2.4語言提示電路 163.3電源電路設計 173.3.15V開關(guān)電源穩(wěn)壓器電路 173.3.2其它電源穩(wěn)壓器電路 173.4TC35短消息模塊電路設計 173.4.1TC35短消息模塊接口電路 173.4.2TC35短消息模塊控制設計 183.5紅外學習遙控電路設計 193.5.1紅外學習遙控接收電路設計 193.5.2紅外學習遙控發(fā)送電路設計 194軟件部分 194.1下位機編程 194.1.1主控單片機系統(tǒng)軟件設計 194.1.2遠程控制程序設計 214.1.3短信息發(fā)送程序設計 224.1.4紅外學習遙控程序設計 234.2上位機（PC機）編程 244.2.1用戶界面的設計 244.2.2串行通信的實現(xiàn) 244.2.3控件MSComm使用方法 255系統(tǒng)制作及調(diào)試 265.1使用的儀器儀表及工具 275.2硬件制作與調(diào)試 275.2.1系統(tǒng)PCB板的設計 275.2.2系統(tǒng)硬件調(diào)試 275.3軟件及聯(lián)機調(diào)試 285.3.1主控程序調(diào)試 285.3.2短消息發(fā)送調(diào)試 286結(jié)論 29謝辭 30附錄1 32附錄2 54附錄3 62附錄4 63引言21世紀是信息化的世紀，各種電信和互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)推動了人類文明的巨大進步。本文介紹的數(shù)字化家居控制系統(tǒng)能夠使得人們能夠經(jīng)過手機或電話在任何時候、任意地點對家中的任意電器（空調(diào)、熱水器、電飯煲、燈光、音響、DVD錄像機）進行遠程控制；也能夠在下班途中，預先將家中的空調(diào)打開、讓熱水器提前燒好熱水、電飯煲煮好香噴噴的米飯……；而這一切的實現(xiàn)都僅僅是打一個簡單的電話。另外，該系統(tǒng)還可使家庭具有多途徑報警、遠程監(jiān)控等多種功能，如果不幸出現(xiàn)某種險情，您和110能夠在第一時間獲得通知以便進一步采取行動。舒適、時尚的家居生活是社會進步的標志，智能家居控制系統(tǒng)能夠在不改變家中任何家電的情況下，對家里的電器、燈光、電源、家庭環(huán)境進行方便地控制，使人們盡享高科技帶來的簡便而時尚的現(xiàn)代生活。實現(xiàn)智能化離不開運算和控制單元，本系統(tǒng)采用MCU(SM8952AC25P)作為主控器件，單片機應用系統(tǒng)由硬件和軟件組成。硬件由單片機擴展的存儲器、輸入/出設備以及各種實現(xiàn)單片機系統(tǒng)控制要求的接口電路和有關(guān)的外圍電路芯片或部件組成；軟件由單片機應用系統(tǒng)實現(xiàn)其特定控制功能的各種工作程序和管理程序組成。在單片機應用系統(tǒng)開發(fā)的過程中，應不斷調(diào)整軟、硬件，協(xié)調(diào)地進行軟、硬件設計，以提高工作效率，當系統(tǒng)硬件和軟件緊密配合、協(xié)調(diào)一致，就能夠組成高性能的單片機應用系統(tǒng)。本課題完成了單片機應用系統(tǒng)其開發(fā)過程的系統(tǒng)的總體設計、硬件設計、軟件設計和系統(tǒng)調(diào)試，根據(jù)開發(fā)的實際需要，相互協(xié)調(diào)、交叉，有機的進行。本設計的MCU與各個芯片和模塊的接口、各項標準都嚴格遵循國家有關(guān)標準，為以后的產(chǎn)品化提供了良好的基礎(chǔ)。本系統(tǒng)的電話遠程控制是基于電話交換網(wǎng)絡的國際雙音頻通信標準DTMF通信方式，程控交換信令作為系統(tǒng)控制命令，采用MT8870雙音頻編解碼電路實現(xiàn)，單片機經(jīng)過MT8870識別來自電話程控交換機的網(wǎng)絡的控制信號，用戶只需撥通家中的電話能夠根據(jù)系統(tǒng)的語音提示進行按鍵選擇以實現(xiàn)用戶身份的識別、遠程控制和安防操作；各種傳感器的檢測是利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將多路被測量值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再經(jīng)過單片機進行數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)實時測控；短消息發(fā)送部分采用基于SIEMENSTC35GSM模塊TC35modem和TI公司的電平轉(zhuǎn)換芯片MAX3238等器件構(gòu)成的移動終端的硬件電路能夠完成短消息收發(fā)等功能。在設計本系統(tǒng)時，面對各種檢測對象和大量控制單元，需要利用各種接口標準和MCU進行連接，再經(jīng)過MCU進行數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)實時測控。而此時采用單片機來實現(xiàn)智能家居控制系統(tǒng)不但具有采集控制方便、簡單、靈活等優(yōu)點，而且能夠大幅度提高采各模塊和芯片的協(xié)調(diào)性，從而大大提高系統(tǒng)的可利用性。此次系統(tǒng)設計統(tǒng)正是把MT8870、TC35modem與SM8952AC25P單片機有機的結(jié)合起來，順利的完成了本設計的要求。而且實現(xiàn)了學習型遠程紅外遙控功能，為控制紅外家電和設備提供了良好的基礎(chǔ)。本系統(tǒng)也可應用于工農(nóng)業(yè)中,實現(xiàn)對無人值守崗位的遠程監(jiān)控等。緒論課題背景21世紀是信息時代，各種電信新技術(shù)推動了人類文明的進步。自從1876年，AlexanderGrahamBell（貝爾）創(chuàng)造電話以來，世界各國的電話網(wǎng)絡發(fā)展非常迅速，近十年來，中國的固定電話業(yè)務呈現(xiàn)出舉世矚目的快速增長。1997年8月局用電話交換機總?cè)萘客黄?億門，網(wǎng)絡規(guī)模躍居世界第二位，初固定電話用戶總數(shù)達到35539.2萬戶，移動電話用戶達到40407.2萬戶，現(xiàn)代電話網(wǎng)絡是由程控交換機進行交換傳輸，移動通信也從模擬時代走向了高度數(shù)字化時代，它們的性能已經(jīng)有了很大的進展，而且可靠性非常高。正是因為通信技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、控制技術(shù)的迅猛發(fā)展與提高，促使了家庭實現(xiàn)了生活現(xiàn)代化，居住環(huán)境舒適化、安全化。這些高科技已經(jīng)影響到人們生活的方方面面，改變了人們生活習慣，提高了人們生活質(zhì)量，家居智能化也正是在這種形勢下應運而生的。智能家居控制系統(tǒng)的主要功能包括通信、設備自動控制、安全防范三個方面。隨著新技術(shù)和自動化的發(fā)展，傳感器的使用數(shù)量越來越大，功能也越來越強，各種傳感器都已經(jīng)標準化、模塊化這給智能家居控制系統(tǒng)的設計提供極大方便。電話遠程控制作為一較新的課題與常規(guī)的遙控方式相比，顯示出一定的優(yōu)越性，不需進行專門的布線，不占用無線電頻率資源，避免了電磁污染。同時，由于電話線路各地聯(lián)網(wǎng)，能夠充分利用現(xiàn)有的電話網(wǎng)，因此遙控距離可跨省市，甚至跨越國家。另外電話屬雙工通信手段。因此，這能夠大大致現(xiàn)出利用電話進行遙控的更大優(yōu)越性。操作者能夠經(jīng)過各種提示音即時了解受控對象的有關(guān)信息，從而進行進一步的操作。電話遙控部分課題當前已有涉足者，可是只是還只限于實驗室階段，因而距離實際應用，特別是對于日常生活尚有一定的差距，并不能完全體現(xiàn)出電話遙控方式的雙工通信特點。本設計正是針對這一點進行了較大改進，采取單片機智能控制，利用不同的提示音達到對于不同操作的提示及對受控方狀態(tài)的信息反饋，從而使操作者能夠及時了解受控方信息，使產(chǎn)品達到交互式與智能化。而且本設計的調(diào)試都是在線調(diào)試，已經(jīng)在電信、鐵通的交換機實驗而且能夠成功的使用移動電話進行操作。短信息服務（ShortMessageService，SMS）是GSM（GlobalSystemforMobileCommunication）系統(tǒng)中提供的一種GSM終端（手機）之間，經(jīng)過服務中心(servicecenter)進行文本信息收發(fā)的應用服務，其中服務中心完成信息的存儲和轉(zhuǎn)發(fā)功能。短信息服務作為GSM網(wǎng)絡的一種基本業(yè)務，已得到越來越多的系統(tǒng)運營商和系統(tǒng)開發(fā)商的重視，基于這種業(yè)務的各種應用也蓬勃發(fā)展起來。由于GSM網(wǎng)絡在全國范圍內(nèi)實現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)和漫游，具有網(wǎng)絡能力強的特點，用戶無需另外組網(wǎng)，在極大提高網(wǎng)絡覆蓋范圍的同時為客戶節(jié)省了昂貴的建網(wǎng)費用和維護費用。同時，她對用戶的數(shù)量也沒有限制，克服了傳統(tǒng)的專網(wǎng)通信系統(tǒng)投資成本大、維護費用高、且網(wǎng)絡監(jiān)控的覆蓋范圍和用戶數(shù)量有限的缺陷。比傳統(tǒng)的集群系統(tǒng)在無線網(wǎng)絡覆蓋上具有無法比擬的優(yōu)勢，加上GSM的SMS本身具備的數(shù)據(jù)傳送功能，都使得這些應用得到迅速的普及。利用GSM短信息系統(tǒng)進行無線通信還具有雙向數(shù)據(jù)傳輸功能，性能穩(wěn)定，為遠程數(shù)據(jù)傳送和監(jiān)控設備的通信提供了一個強大的支持平臺。在此以GSM網(wǎng)絡作為數(shù)據(jù)無線傳輸網(wǎng)絡，它能夠應用在銀行、儲蓄點機房監(jiān)控、電信機房動力環(huán)境監(jiān)控、通信行業(yè)遠端無人值守站機房監(jiān)控和遠程維護（如移動通信基站、微波站、光纖中繼站等）及其它無人值守點（如倉庫、辦公樓等）監(jiān)控及城市公用事業(yè)實時監(jiān)控維護系統(tǒng)像煤氣調(diào)壓站、自來水、污水管網(wǎng)和熱力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)城市中電網(wǎng)等情況中。在此本系統(tǒng)采用了Siemens公司新一代無線通信GSM模塊TC35是，它設計小巧、功耗很低很大程度上方便了智能家居控制系統(tǒng)的設計。智能家居控制系統(tǒng)的概述圖1.1-1智能家居控制系統(tǒng)示意圖隨著社會信息化的加快，人們的工作、生活和通訊、信息的關(guān)系日益緊密。信息化社會在改變?nèi)藗兩罘绞脚c工作習慣的同時，也對傳統(tǒng)的住宅提出了挑戰(zhàn)，社會、技術(shù)以及經(jīng)濟的進步更使人們的觀念隨之巨變。人們對家居的要求早已不只是物理空間，更為關(guān)注的是一個安全、方便、舒適的居家環(huán)境。家居智能化技術(shù)起源于美國，它是以家為平臺進行設計的。智能家居控制系統(tǒng)是以HFC、以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線、公共電話網(wǎng)、無線網(wǎng)的傳輸網(wǎng)絡為物理平臺，計算機網(wǎng)絡技術(shù)為技術(shù)平臺，現(xiàn)場總線為應用操作平臺，構(gòu)成一個完整的集家庭通信、家庭設備自動控制、家庭安全防范等功能的控制系統(tǒng)。智能家居控制系統(tǒng)的總體目標是經(jīng)過采用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、控制技術(shù)和集成技術(shù)建立一個由家庭到小區(qū)乃至整個城市的綜合信息服務和管理系統(tǒng)，以此來提高住宅高新技術(shù)的含量和居民居住環(huán)境水平。大型的智能家居控制系統(tǒng)一般由系統(tǒng)服務器、家庭控制器(各種模塊)、各種路由器、電纜調(diào)制解調(diào)器頭端設備CMTS、交換機、通訊器、控制器、無線收發(fā)器、各種探測器、各種傳感器、各種執(zhí)行機構(gòu)、打印機等主要部分組成。1.3課題研究的目的及意義智能家居控制系統(tǒng)能夠定義為一個過程或者一個系統(tǒng)。利用先進的計算機技術(shù)、網(wǎng)絡通訊技術(shù)、綜合布線技術(shù)、將與家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)，有機地結(jié)合在一起，經(jīng)過統(tǒng)籌管理，讓家居生活更加舒適、安全、有效。與普通家居相比，智能家居不但具有傳統(tǒng)的居住功能，提供舒適安全、高品位且宜人的家庭生活空間。還將原來的被動靜止結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心軇又腔鄣墓ぞ?，提供全方位的信息交換功能，幫助家庭與外部保持信息交換暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效安排時間，增強家居生活的安全性，甚至為各種能源費用節(jié)約資金。系統(tǒng)的網(wǎng)絡化功能能夠提供遙控、家電（空調(diào)，熱水器等）控制、照明控制、室內(nèi)外遙控、窗簾自控、防盜報警、電話遠程控制、可編程定時控制及計算機控制等多種功能和手段。使生活更加舒適、便利和安全。因智能家居控制系統(tǒng)布線簡單、功能靈活，擴展容易而被人們廣泛接受和應用。1.4系統(tǒng)設計主要任務本文利用SM8952AC25P、MT8870、TC35modem和各類家居傳感器設計制作一款智能家居控制系統(tǒng)樣機。實驗樣機的設計包括：系統(tǒng)硬件的設計與調(diào)試和控制軟件的編寫與調(diào)試。(1)硬件部分智能家居控制系統(tǒng)其硬件部分主要由五大部分構(gòu)成，即電話交換網(wǎng)程控交換信令部分、控制單元、傳感器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、GSM模塊TC35modem與接口和電源部分。電話交換網(wǎng)程控交換信令部分主要由MT8870和電壓檢測元件組成，它是系統(tǒng)中控制部分關(guān)鍵的元件，它與控制單元組成控制部分功能；傳感器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、GSM模塊TC35modem和控制單元完成報警等信號的處理和發(fā)送；電源部分則為各個部分提供工作電源。(2)軟件部分軟件設計部分主要由五大部分構(gòu)成：即數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)分析部分、電話交換網(wǎng)程控交換信令識別與分析部分、GSM模塊TC35modem接口程序部分、分析控制部分。其中數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)分析部分和電話交換網(wǎng)程控交換信令識別需要作實時處理；GSM模塊TC35modem接口程序部分和分析控制部分則是根據(jù)采集和電話交換網(wǎng)交換信令進行分時操作有利于提高系統(tǒng)效率。2方案設計2.1系統(tǒng)總體設計與分析本設計屬于單片機應用系統(tǒng)。確定單片機控制系統(tǒng)總體方案，是進行系統(tǒng)設計最重要、最關(guān)鍵的一步。總體方案的好壞，直接影響整個控制系統(tǒng)的性能及實施細則。總體方案的設計主要是根據(jù)被控對象的任務及工藝要求而確定的。設計方法大致如下：根據(jù)系統(tǒng)的要求，首先確定出系統(tǒng)是采用開環(huán)系統(tǒng)還是閉環(huán)系統(tǒng)，或者是數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。選擇檢測元件，在確定總體方案時，必須首先選擇好被測參數(shù)的測量元件，它是影響控制系統(tǒng)精度的重要因素之一。選擇執(zhí)行機構(gòu)，執(zhí)行機構(gòu)是微型機控制系統(tǒng)的重要組成部件之一。執(zhí)行機構(gòu)的選擇一方面要與控制算法匹配，另一方面要根據(jù)被控對象的實際情況確定。選擇輸入/輸出通道及外圍設備。選擇時應考慮以下幾個問題：被控對象參數(shù)的數(shù)量；各輸入/輸出通道是串行操作還是并行操作；各通道數(shù)據(jù)的傳遞速率；各通道數(shù)據(jù)的字長及選擇位數(shù)；對顯示、打印有何要求；畫出整個系統(tǒng)流程圖和原理圖。2.1.1單片機控制部分本系統(tǒng)是單片機在系統(tǒng)檢測以及工程控制方面的應用，其特點是體積小，成本低，功能強，功耗低，是微機應用產(chǎn)品化的最佳機種之一，它已廣泛地應用在產(chǎn)品智能化和工業(yè)自動化上。而把單片機面向工控領(lǐng)域?qū)ο?，嵌入到工控應用系統(tǒng)中，實現(xiàn)嵌入式應用的計算機稱之為嵌入式計算機系統(tǒng)，簡稱嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)一般分為四種:工控機，通用CPU模塊，嵌入式微機處理，單片機。嵌入式系統(tǒng)具有以下特點：(1)面對控制對象。如傳感信號輸入、人機交互操作,伺服驅(qū)動等。(2)嵌入到工控應用系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)形態(tài)。(3)能在工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境中可靠運行的品質(zhì)。(4)突出控制功能。如對外部信息的捕捉、對控制對象實時控制和有突出控制功能的指令系統(tǒng)(I/O控制、位操作和轉(zhuǎn)移指令等)。單片機有惟一的專門為嵌入式應用系統(tǒng)設計的體系結(jié)構(gòu)與指令系統(tǒng)，最能滿足嵌入式應用要求。單片機是完全按嵌入式系統(tǒng)要求設計的單芯片形態(tài)應用系統(tǒng)，能滿足面對控制對象、應用系統(tǒng)的嵌入、現(xiàn)場的可靠運行及非凡的控制品質(zhì)等要求，是發(fā)展最快、品種最多、數(shù)量最大的嵌入式系統(tǒng)。2.1.2系統(tǒng)工作流程部分PC機RS232單片機信號分析處理門窗磁信號電壓轉(zhuǎn)換 PC機RS232單片機信號分析處理門窗磁信號電壓轉(zhuǎn)換放大、整形火災煙霧傳感器程控交換信令放大、整形火災煙霧傳感器程控交換信令功率器件紅外學習功率器件紅外學習可燃氣體傳感器放大、整形可燃氣體傳感器放大、整形擴展信號光電隔離A/D轉(zhuǎn)換擴展信號光電隔離A/D轉(zhuǎn)換短信息發(fā)送LCD顯示執(zhí)行器件短信息發(fā)送LCD顯示執(zhí)行器件圖2.1-1系統(tǒng)工作流程2.2遠程控制設計與分析2.2.1控制系統(tǒng)設計分析系統(tǒng)控制器由MT8870接收遠端發(fā)送來的DTMF信號、并對其進行解碼，解碼后的信號由中央處理單元采集處理。為了方便用戶使用，系統(tǒng)設計了語音提示界面。電話遠程控制系統(tǒng)一般工作在無人值守環(huán)境，因此應具有自動離線、上線、復位功能。為了符合智能化要求，系統(tǒng)采用SM8952AC25P作為中央處理器。同時，電話遠程控制系統(tǒng)正常工作還需電源供電電路、驅(qū)動電路等輔助電路。系統(tǒng)組成框圖如圖2.2-1示。由圖可知，系統(tǒng)主要由振鈴檢測電路、模擬摘掛機電路、DTMF音頻解碼電路、語音提示電路、中央處理單元（SM8952AC25P）、控制電路、電源電路等組成。電源電路電源電路語音提示控制電路SM8952AC25P單片機振鈴檢測模擬摘機DTMF解碼圖2.2-1遠程控制系統(tǒng)控制器并聯(lián)于電話機的兩端，不會影響電話機的正常使用。用戶經(jīng)過異地電話撥通控制器所連接外線的電話號碼，經(jīng)過程控交換機向電話機發(fā)出振鈴信號?？刂破鳈z測到六次振鈴后，即六次響鈴后無人接聽時電話自動摘機，進入密碼檢測階段，輸入正確密碼后選擇被控電器，然后輸入開或關(guān)密碼遙控被控電器，完成后返回。2.2.2控制要求完成遠程控制部分必須完成一下要求：(1)經(jīng)過電話網(wǎng)對異地的電器實現(xiàn)控制（開/關(guān)）。(2)控制器能夠?qū)崿F(xiàn)自動模擬摘掛機。(3)控制器設置密碼校驗。2.2.3單元功能模塊本設計此系統(tǒng)必須具有以下單元功能模塊：(1)鈴音檢測、計數(shù)；(2)自動摘掛機；(3)密碼校驗；(4)在線修改密碼；(5)雙音頻信號解碼；(6)輸入信息分析；(7)控制電器開關(guān)；(8)電器狀態(tài)查詢；2.2.4軟硬件方案確定根據(jù)電話機和交換機發(fā)出的不同信號音以及電話線各種狀態(tài)的不同要求，本設計方案結(jié)合實際情況對具體的單元功能模塊作出軟件或硬件上作了以下分工：交換機所發(fā)出的各種信號音都大多數(shù)能夠經(jīng)過軟件編程來識別，即經(jīng)過單片機發(fā)出的脈沖信號來檢測信號音單位時間內(nèi)的脈沖個數(shù)計算出其頻率，從而完成信號音的識別。但從系統(tǒng)的可靠性和程序的結(jié)構(gòu)設計上分析，用硬件來解決振鈴音檢測、雙音頻信號解碼等功能相對穩(wěn)定可靠。設計中自動摘掛機和電器的控制必須使用具體硬件電路來實現(xiàn)。而振鈴音計數(shù)、密碼校驗、在線修改密碼、輸入信息分析、電器狀態(tài)查詢等功能模塊使用軟件編程方式要比硬件電路簡單的多，易于實現(xiàn)。綜上所述，本設計信號音檢測、自動摘掛機、控制電器、雙音頻解碼等功能模塊使用硬件電路實現(xiàn)。而信號音計數(shù)、密碼校驗、在線修改密碼、信息分析、電器狀態(tài)查詢等功能模塊使用軟件編程完成。2.3傳感器信號采集設計與分析2.3.1防火災發(fā)生傳感器火災煙霧傳感器是一種在消防管理、安全防范系統(tǒng)中常見的報警器材，它工作可靠、體積小巧，火災煙霧傳感器是把煙霧信號轉(zhuǎn)換為電信號，電路設計時能夠在背后設計專用的卡口以便地固定在墻體或者天花板上，使用時經(jīng)過設置在廚房的感溫探測器和設置在客廳、臥室等的感煙探測器，監(jiān)視各個房間內(nèi)有無火災的發(fā)生。如有火災發(fā)生控制器發(fā)出聲光和短信報警信號，通知家人及小區(qū)物業(yè)管理部門。家庭控制器還能夠根據(jù)有人在家或無人在家的情況，調(diào)節(jié)感溫探測器和感煙探測器的靈敏度。本系統(tǒng)采用NIS-09C型煙霧傳感器。2.3.2可燃氣體泄漏傳感器經(jīng)過設置在廚房的可燃氣體探測器，監(jiān)視燃氣管道、灶具有無燃氣泄漏。如有燃氣泄漏家庭控制器發(fā)出聲光報警信號，并聯(lián)動關(guān)閉燃氣管道上的電磁閥，同時短信通知家人及小區(qū)物業(yè)管理部門。這里采用TP-2高溫型一氧化碳傳感器報警器需在一氧化碳濃度達到設定制值時系統(tǒng)應啟動報警。2.3.3防盜傳感器防盜報警的防護區(qū)域分成兩部分，即住宅周界防護和住宅內(nèi)區(qū)域防護。住宅周界防護是指在住宅的門、窗上安裝門磁開關(guān)，在對外的玻璃窗、門附近安裝玻璃破碎探測器；住宅內(nèi)區(qū)域防護是指在主要通道、重要的房間內(nèi)安裝被動紅外探測器或被動紅外／微波雙技術(shù)探測器。當家中有人時，住宅周界防護的防盜報警設備(門磁開關(guān)、玻璃破碎探測器)設防，住宅內(nèi)區(qū)域防護的防盜報警設備(紅外探測器或被動紅外／微波雙技術(shù)探測器)撤防。當家人出門后，住宅周界防護的防盜報警設備(門磁開關(guān)、玻璃破碎探測器)和住宅內(nèi)區(qū)域防護的防盜報警設備(被動紅外探測器或被動紅外／微波雙技術(shù)探測器)均設防。當有非法侵入時，家庭控制器發(fā)出聲光報警信號，并短信通知家人及小區(qū)物業(yè)管理部門。另外，經(jīng)過程序可設定報警裝置的等級和報警器的靈敏度。2.3.4信號采集設計與分析傳感器是將外界信息轉(zhuǎn)換成電信號的裝置，其中的電信號包括數(shù)字信號和模擬信號，數(shù)字信號能夠經(jīng)過電氣隔離直接送給單片機或微型計算機進行處理，模擬信號則利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將多路被測量值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再經(jīng)過單片機或微型計算機進行數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)實時測控。2.4GSM模塊的接口與設計2.4.1TC35模塊組成Siemens公司的TC35模塊主要由GSM基帶處理器、GSM射頻模塊、供電模塊(ASIC)、閃存、ZIF連接器、天線接口六部分組成。作為TC35的核心，基帶處理器主要處理GSM終端內(nèi)的語音、數(shù)據(jù)信號，并涵蓋了蜂窩射頻設備中的所有的模擬和數(shù)字功能。在不需要額外硬件電路的前提下，可支持FR、HR和EFR語音信道編碼。2.4.2TC35模塊通信電路數(shù)據(jù)通信電路主要完成短消息收發(fā)、與微機機通信、軟件流控制等功能。TC35的數(shù)據(jù)接口采用串行異步收發(fā)，符合ITU-TRS-232接口電路標準，工作在CMOS電平(2.65V)。數(shù)據(jù)接口配置為8位數(shù)據(jù)位、1位停止位、無校驗位，能夠在300bps～115kbps的波特率下運行，支持的自動波特率為4.8kbps～115kbps（14.4kbps和28.8kbps除外）。TC35模塊還支持RTS0/CTS0的硬件握手和XON/XOFF的軟件流控制。2.4.3TC35模塊與MCU連接方式單片機與TC35一般采用串行異步通信接口，具有紅外和通信電纜兩種連接方式其中電平轉(zhuǎn)換及串口通信功能以TI公司的MAX3238芯片為核心，通信速度可設定，一般為19200bps。采用紅外接口的優(yōu)點是單片機系統(tǒng)與手機電氣隔離，相互不干擾，接口各自獨立，使用方便；缺點是通信距離較短，紅外傳播的方向性對接口相對位置有要求。采用電纜連接時，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃暂^好；其主要缺點是接口的電氣參數(shù)不兼容，設計不當時就會對手機的通信質(zhì)量產(chǎn)生影響。這個單片機系統(tǒng)其實就是一個具有GPRS功能的GSM手機模塊加上單片機控制系統(tǒng)，GSM手機模塊主要是用來建立無線信道，接收和發(fā)出短消息。單片機系統(tǒng)用來控制手機模塊，而且對收到的短消息信息進行解釋并執(zhí)行，當前全國共有8種短消息格式包含從互聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)出的短消息。本系統(tǒng)采用通信電纜的連接方式。2.5紅外學習遙控設計2.5.1紅外學習遙控的設想對于空調(diào)、電視等需要紅外遙控器才可控制的紅外控制類家電僅靠接通交流電源是無法使其進入工作狀態(tài)的。因此本人提出使用紅外遙控進行對空調(diào)以及其它紅外電氣的控制方案，使系統(tǒng)具有的紅外學習功能可實現(xiàn)對這類家電的有效控制。又如紅外插座、紅外開關(guān)等，雖然紅外遙控在家電產(chǎn)品中有廣泛應用，但各產(chǎn)品的遙控器不能相互兼容，當前市面上常見的萬能遙控器只能對某幾種產(chǎn)品進行控制，不是真正的“萬能”。本系統(tǒng)能夠?qū)W習并記憶各種紅外控制類家電的遙控指令，利用單片機對遙控器的發(fā)射信號的波形進行測量，然后將測量的數(shù)據(jù)回放，由于只關(guān)心發(fā)射信號波形中的高低電平的寬度，不論其如何編碼，因此做到了真正的“萬能”。也為整個控制器的實現(xiàn)提供了良好的基礎(chǔ)。當用戶能夠經(jīng)過任意操作方式對這類家電進行控制時，紅外插座或開關(guān)會向受控電器發(fā)送相應的紅外遙控指令，從而控制電器的運行狀態(tài)。2.5.2紅外學習遙控的實現(xiàn)經(jīng)過充分的論證和研討，本系統(tǒng)采用各設備集中控制的方式實現(xiàn)。集中各設備的方法是首先對各設備的紅外遙控信號進行識別并存儲，然后在需要時進行還原，以控制對應設備動作。由單片機構(gòu)成集中控制器，它是自學習與還原的核心部分，紅外接收部分由CX6解調(diào)電路或一體化紅外接收頭組成，發(fā)射部分有紅外發(fā)光管極其驅(qū)動部分組成。一般，紅外遙控器將遙控信號調(diào)制在38KHz的載波上，經(jīng)緩沖放大后送至紅外發(fā)光二極管，轉(zhuǎn)化為紅外信號發(fā)射出去。二進制脈沖碼的形式有多種，其中最為常見的是PWM碼(脈沖寬度調(diào)制碼)和PPM碼(脈沖位置調(diào)制碼)。PWM碼以寬脈沖表示1，窄脈沖表示0。PPM碼脈沖寬度一樣，可是碼位的寬度不一樣，碼位寬的代表1，碼位窄的代表0。遙控編碼脈沖信號（以PPM碼為例）一般由引導碼、系統(tǒng)碼、系統(tǒng)反碼、功能碼、功能反碼等信號組成。引導碼也叫起始碼，由寬度為9ms的高電平和寬度為4.5ms的低電平組成（不同的遙控系統(tǒng)在高低電平上有一定的區(qū)別），用來標志遙控編碼脈沖的開始。系統(tǒng)碼也叫識別碼，它用來指示遙控系統(tǒng)的種類，以區(qū)別其它遙控系統(tǒng)，防止各種遙控系統(tǒng)的誤操作。功能碼也叫指令碼，它代表了相應的控制功能，接收機中的微控制器可根據(jù)功能碼的數(shù)值完成各種功能操作。系統(tǒng)反碼與功能反碼是系統(tǒng)碼與功能碼的反碼，反碼的加入是為了能在接收端校對傳輸過程中是否產(chǎn)生差錯。為了提高抗干擾性能和降低電源消耗，將上述的遙控編碼脈沖對頻率為38KHz（周期為26.3ms）的載波信號進行脈幅調(diào)制（PAM），再經(jīng)緩沖放大后送到紅外發(fā)光管，將遙控信號發(fā)射出去。

由于遙控器的二進制編碼脈沖有一定的寬度，而且它的高低電平均不斷的交替變化，因此容易讓我們想到一種容易且方便的方法，脈寬測量。雖然它的二進制脈沖的高低電平的寬度有所不同，但它們大都是毫秒級的，因而，采用單片機的定時器來測量它的脈沖寬度，然后存儲，還原是完全能夠?qū)崿F(xiàn)的。實際證明這種思路是可行的，而且電路簡單，容易實現(xiàn)。硬件電路設計3.1相關(guān)芯片及模塊簡介3.1.1MCUSM8952AC25P簡介SM8952C25的最高主頻為25MHz,內(nèi)帶8KB閃存的MCU，SM8951/8952系列產(chǎn)品是內(nèi)嵌4/8K字節(jié)閃存的8位單片微控制器它具有多達32個I/O口其4K/8K的閃存既可作程序存儲空間也能夠作數(shù)據(jù)存儲空間或程序數(shù)據(jù)混合空間這些硬件特征和其強大的指令系統(tǒng)和其自帶可編程看門狗使它能應用于不同的場合，因此是一種通用的和性能價格比高的控制器，SM8951/8952允許用戶還能夠經(jīng)過置位SCONF寄存器的位0(ALE1)來降低EMI，其中的看門狗定時器(WDT)是1個16位自運行計數(shù)器在計數(shù)器溢出時會產(chǎn)生復位信號。WDT對那些易受噪聲干擾電壓波動或放電現(xiàn)象影響的系統(tǒng)很有用在程序跑飛或死機的情況下，WDT能夠使用戶程序脫離不正常狀態(tài)。WDT不同于8052系統(tǒng)的定時器0定時器1和定時器2。經(jīng)過軟件周期性的清除WDT計數(shù)器的值能夠防止WDT產(chǎn)生復位信號。片上閃存能夠使用商用編程器進行編程。3.1.2雙音多頻收發(fā)器MT8870簡介MT8870是一種帶呼叫進展過濾器的單片雙音多頻收發(fā)器。它包括一個帶增益可調(diào)放大器的DTMF接收器和一個DTMF發(fā)送器。其中濾波電路采用高頻群和低頻群兩個六階開關(guān)電容帶通濾波器，解碼采用數(shù)字計數(shù)器技術(shù)來確定輸入的DTMF音調(diào)的頻率，并將其譯成標準的四位二進制碼。發(fā)送器采用開關(guān)電容D/A變換器。片內(nèi)使用了一個脈沖計數(shù)器，能合成精確的音調(diào)脈沖，保證音調(diào)脈沖準確的定時發(fā)送。MT8870提供了一個標準的微處理器總線接口，能夠直接與MCS-51系列MCU和微機接口。它還能夠選用呼叫進展方式工作，經(jīng)過呼叫進展濾波器來檢測特定通帶內(nèi)的信號頻率，供微處理機或計數(shù)器電路分析，以確定檢測到的呼叫進展音的性質(zhì)。它從接收端接收來自電話機的雙音多頻脈沖信號該雙音多頻信號先經(jīng)其內(nèi)部的撥號音濾波器，濾除撥號音信號，然后經(jīng)前置放大后送入雙音頻濾波器，將雙音頻信號按高，低音頻信號分開，再經(jīng)高，低群濾波器，幅度檢測器送入輸出譯碼電路，經(jīng)過數(shù)字運算后，在其數(shù)據(jù)輸出端輸出相對應的8421碼。3.1.3ISD2500系列單片語音錄放簡介美國ISD公司的2500芯片，按錄放時間60秒、75秒、90秒和120秒分成ISD2560、2575、2590和25120四個品種。ISD2500系列和1400系列語音電路一樣，具有抗斷電、音質(zhì)好，使用方便等優(yōu)點。它的最大特點在于片內(nèi)E2PROM容量為480K(1400系列為128K)，因此錄放時間長；有10個地址輸入端(1400系列僅為8個)，尋址能力可達1024位；2500系列最多可分為600段，只要在分段錄/放音操作前(不少于300納秒)，給地址A0~A9賦值，錄音及放音功能均從設定的起始地址開始，錄音結(jié)束由停止鍵操作決定，芯片內(nèi)部自動在該段的結(jié)束位置插入結(jié)束標志（EOM）；而放音時芯片遇到EOM標志即自動停止放音，設有OVF（溢出）端，便于多個器件級聯(lián)。3.1.4固態(tài)繼電器(SSR)簡介繼電器是本系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)，本系統(tǒng)選用D4810型固態(tài)繼電器，固態(tài)繼電器(SSR)與機電繼電器相比，是一種沒有機械運動，不含運動零件的繼電器，但它具有與機電繼電器本質(zhì)上相同的功能。SSR是一種全部由固態(tài)電子元件組成的無觸點開關(guān)元件，她利用電子元器件的點，磁和光特性來完成輸入與輸出的可靠隔離，利用大功率三極管，功率場效應管，單項可控硅和雙向可控硅等器件的開關(guān)特性，來達到無觸點，無火花地接通和斷開被控電路。固態(tài)繼電器有三部分組成:輸入電路，隔離(耦合)和輸出電路。安輸入電壓的不同類別，輸入電路可分為直流輸入電路，交流輸入電路和交直流輸入電路三種。有些輸入控制電路還具有與TTL/CMOS兼容，正負邏輯控制和反相等功能。固態(tài)繼電器的輸入與輸出電路的隔離和耦合方式有光電耦合和變壓器耦合兩種。固態(tài)繼電器的輸出電路也可分為直流輸出電路，交流輸出電路和交直流輸出電路等形式。交流輸出時，一般使用兩個可控硅或一個雙向可控硅，直流輸出時可使用雙極性器件或功率場效應管。固態(tài)繼電器有壽命長、可靠性高、靈敏度高、控制功率小、電磁兼容性好、快速轉(zhuǎn)換、電磁干擾小的優(yōu)點。D4810型繼電器輸入電流為5-40mA，電壓3－30V，額定輸出電流10A，輸出電壓范圍寬為20-220V，滿足項目的要求。3.2遠程控制電路設計3.2.1振鈴檢測電路振鈴檢測電路如圖3.2-1所示，圖中二極管有2種作用：（1）將不確定的線路供電正負變?yōu)楣潭ǖ恼撦敵?；?）將交流的振鈴信號變?yōu)槊}動直流以供檢測。當沒有振鈴信號時，線路上的供電電壓為48V（部分交換機為60V），經(jīng)四個二極管構(gòu)成的全橋整流后，不足以使62V穩(wěn)壓管導通，振鈴信號輸出端電壓接近0V，當振鈴信號到來時，線路上的90V交流振鈴信號經(jīng)全橋整流變換后90V的脈動直流電，其峰值足以擊穿耐壓值為62V穩(wěn)壓管，經(jīng)電阻R1給U1提供電壓，從光電耦合器輸出的波形是時通時斷的方波方波信號，能夠直接輸出至單片機的中斷輸入口，CPU能夠根據(jù)振鈴信號光電轉(zhuǎn)換后的高低電平檢測有無振鈴。其中經(jīng)過光電耦合一次側(cè)的輸入及的電流為：（3-1）即R1取5.1K滿足設計要求。電路中光電耦合U1隔離了振鈴信號和單片機的直接連接，光電耦合器以光電轉(zhuǎn)換原理傳輸信息，它不但使信息發(fā)出端（一次側(cè)）與信息接收并輸出端（二次側(cè)）是絕緣的，從而對地電位差干擾有很強的抑制能力，而且有很強的抑制電磁干擾能力。保護單片機也提高了穩(wěn)定性。圖3.2-1振鈴檢測電路3.2.2模擬摘掛機電路設計主要思路：根據(jù)ITU及國家標準規(guī)定：不論任何電話機，摘機狀態(tài)的直流電阻應≤300Ω，有“R”鍵的電子電話機的摘機狀態(tài)直流電阻應≤350Ω。在掛機狀態(tài)下，其漏電流≤5μA。當用戶摘機時，電話機經(jīng)過叉簧接上約250Ω的負載，使整個電話線回路流過約30mA的電流。交換機檢測到該電流后便停止鈴流發(fā)送，并將線路電壓變?yōu)槭畮追闹绷?，完成接續(xù)。模擬摘掛機電路如圖3.2-2所示。平時電話掛機時，兩條電話線處于開路狀態(tài)，兩電話線的電壓為48V（部分電話為60V），加到電話機的振鈴電路兩端，當摘機時振鈴電路斷開，兩電話線接通，阻值大約250Ω。當撥打電話號碼時，來自電話線的高壓振鈴信號經(jīng)鈴流檢測電路，經(jīng)過光電耦合器在其二次側(cè)形成方波脈沖信號送到單片機進行振鈴脈沖進行計數(shù)，當振鈴次數(shù)達到設定次數(shù)時，由單片機內(nèi)部軟件程序控制，控制摘掛機口輸出一個低電平，然后電平送到三極管PNP1的基極，使三極管飽和此時，+5V電源經(jīng)三極管，再經(jīng)過繼電器線圈接地，繼電器線圈得電，使繼電器的常開觸電閉合，250Ω的電阻接入電路當中，電話接通。當用戶輸入密碼錯誤，或者是操作結(jié)束后，系統(tǒng)由軟件控制PNP1截止，繼電器線圈失電，常開觸點斷開，電話線又處于開路狀態(tài)，從而實現(xiàn)模擬掛機。圖3.2-2模擬摘掛機電路3.2.3雙音頻解碼電路DTMF（DualToneMultiFrequency）雙音多頻信號解碼電路是當前在按鍵電話（固定電話、移動電話）、程控交換機及無線通信設備中廣泛應用的集成電路。它包括DTMF發(fā)送器與DTMF接受器，前者主要應用于按鍵電話作雙音頻信號發(fā)送器，發(fā)送一組雙音多頻信號，從而實現(xiàn)音頻撥號。雙音多頻信號是一組由高頻信號與低頻信號疊加而成的組合信號，CCITT和中國國家標準都規(guī)定了電話鍵盤按鍵與雙音多頻信號的對應關(guān)系如表1所示：電話遠程控制系統(tǒng)采用MITEL公司生產(chǎn)的MT8870DTMF接受器作為DTMF信號的解碼核心器件。MT8870主要用于程控交換機、遙控、無線通信及廣播系統(tǒng)，實現(xiàn)DTMF信號的分離濾波和譯碼功能，輸出相應16種頻率組合的四位并行二進制碼。MT8870具有撥號音抑制和模擬信號輸入可調(diào)功能，因此在設計MT8870DTMF解碼電路時，只需外加一些阻容元件即可。表1電話鍵盤與DTMF頻率對應關(guān)系表 高頻低頻1209Hz1336Hz1477Hz1633Hz697Hz123A770Hz456B852Hz789C941Hz*0#D本系統(tǒng)的雙音多頻DTMF信號解碼電路由MT8870主要承擔。MT8870的連線如圖3.2-3所示，其的2、3腳接收來自電話機的雙音多頻脈沖信號該雙音多頻信號先經(jīng)其內(nèi)部的撥號音濾波器，濾除撥號音信號，然后經(jīng)前置放大后送入雙音頻濾波器，將雙音頻信號按高，低音頻信號分開，再經(jīng)高，低群濾波器，幅度檢測器送入輸出譯碼電路，經(jīng)過數(shù)字運算后，在其數(shù)據(jù)輸出端（11~14腳）輸出相對應的8421碼。MT8870的數(shù)據(jù)輸出端Q4~Q1連到單片機，單片機識別4位代碼。電話按鍵與相應譯碼（Q4~Q1）輸出。其中，A，B，C，D4個按鍵常被當作R/P，REDIAL，HOLD，HANDSFREE等功能使用。為了使單片機及時獲取有效數(shù)據(jù)，MT8870的CLD有效端經(jīng)反相后接CPU的INT0引腳。當MT8870獲取有效雙音多頻信號后，CLD電平由低變高，再反相為低，CPU檢測后，指示輸入口接收有效二進制代碼。而無效的雙音頻信號（電話線路雜音、人們的語音信號等）是不會引起MT8870的CLD端變化的。DTMF接收器的外圍電路如圖3.2-3所示。圖3.2-3雙音頻解碼電路3.2.4語言提示電路ISD2560芯片采用多電平直接模擬量存儲專利技術(shù)，每個采樣值直接存儲在片內(nèi)單個E2PROM單元中，不需另加A/D或D/A變換來存儲和重放，能夠非常自然、真實地再現(xiàn)語音，音樂，音調(diào)和效果聲，避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和"金屬聲"，因此，作為當前國內(nèi)外較為理想的語音芯片，在許多領(lǐng)域得到了廣泛地應用。語音芯片音質(zhì)的優(yōu)劣、功能的強弱決定了報站器的語音效果和性能。如圖3.2-4所示，語音控制電路由單片機完成。其中，系統(tǒng)中單片機P0端口為單片機與語音芯片的通訊口。ISD2560中，模擬電源(VCCA)和數(shù)字電源(VCCD)使用不同的電源總線，分別引到外封裝上；模擬地(VSSA)和數(shù)字地(VSSD)也使用不同的地線。圖3.2-4語言錄放電路3.3電源電路設計3.3.15V開關(guān)電源穩(wěn)壓器電路由于本控制系統(tǒng)單元電路較多對且對5V電源的要求比較高，其中TC35模塊的突發(fā)耗電電流峰值可達2.5A,故外加的穩(wěn)壓器件必須達到足以提供TC35和其它電路額定電流的條件。在本系統(tǒng)中,采用了開關(guān)電源芯片LM2576完成從12V到5V的轉(zhuǎn)換,作為對TC35終端和其它5V單元的供電。必須特別注意的是,如圖3.3-1由LM2576芯片完成開關(guān)電源轉(zhuǎn)換需要大功率的電感(100uH)和電容,以提高儲能的能力,達到單元電路的耗電需求。LM2576為5.0V3A開關(guān)電源穩(wěn)壓器。圖3.3-15V開關(guān)電源穩(wěn)壓器電路3.3.2其它電源穩(wěn)壓器電路本系統(tǒng)的設計還涉及到傳感器信號采集與信號放大，其中放大器等部分需要用到±12V電源，因此根據(jù)設計要求增加了7812/7912三端穩(wěn)壓IC提供的±12V電源，如圖3.3-2由220V的交流電經(jīng)交流變壓器T降壓，變成12V交流電，低壓交流電再經(jīng)過全橋整流變成脈動直流17V左右為三端穩(wěn)壓提供電源，脈動直流電經(jīng)4700u電解電容和0.1u瓷片電容濾波，送到穩(wěn)壓塊輸入端，進行穩(wěn)壓，然后由三端穩(wěn)壓輸出端輸出±12V直流電壓，±12V直流電再由2200u和0.1u電容進行濾波，輸出比較穩(wěn)定的±12V直流電壓，給模塊供電源。圖3.3-2±12V電源穩(wěn)壓器電路3.4TC35短消息模塊電路設計3.4.1TC35短消息模塊接口電路TC35短消息模塊是RS-232C標準接口，RS-232C標準（協(xié)議）的全稱是EIA-RS-232C標準，其中EIA(ElectronicIndustryAssociation)代表美國電子工業(yè)協(xié)會，RS（recommededstandard）代表推薦標準，232是標識號，C代表RS232的最新一次修改（1969），在這之前，有RS232B、RS232A。它規(guī)定連接電纜和機械、電氣特性、信號功能及傳送過程。當前在PC機上的COM1、COM2接口就是RS-232C接口。TI公司的MAX3238芯片如圖3.4-1供電電壓為3～5.5V，符合TIA/EIA-232-F和ITUv.28標準。具有獨特的±15KV人體靜電保護措施，兼容5V邏輯輸入，內(nèi)含3路接收、5路發(fā)送串行通信接口，最大數(shù)據(jù)傳輸速率可達250kbps。該芯片的最大特點是，在串行口無數(shù)據(jù)輸入的情況下，能夠靈活的進行電源管理，即當FORCEON(13腳)為低電平、/FORCEOFF(14腳)為高電平時，Auto-PowerdownPlus功能有效。在正常運行模式下，約30秒事件內(nèi)若芯片在接收和發(fā)送引腳沒有檢測到有效信號，將自動進入Powerdown模式，此時耗電1uA。如果FORCEON和/FORCEOFF引腳均為高電平，那么Auto-PowerdownPlus功能失效。在Auto-PowerdownPlus功能有效的時，如果檢測到接收或發(fā)送引腳有信號輸入，該芯片自動被激活，轉(zhuǎn)入正常工作狀態(tài)。如果任一接收通道的輸入電壓高于2.7V或小于-2.7V，或者位于-0.3V～0.3V的時間小于30uS，則/INVALID(15腳)引腳為高電平(數(shù)據(jù)有效)。如果所有接收通道的輸入電壓位于-0.3V～0.3V的時間大于30uS，則/INVALID(15腳)引腳為低電平(數(shù)據(jù)無效)。該芯片的以上特性，滿足了TC35作為移動終端的接收和發(fā)送電路連接要求。圖3.4-1RS232接口電路3.4.2TC35短消息模塊控制設計SM8952AC25P與TC35之間經(jīng)過異步串行接口進行通信，通信速率為9600b／s,具有1位起始位、8位數(shù)據(jù)位、1位停止位，無奇偶校驗。由于TC35的數(shù)據(jù)接口工作在CMOS電平,接口電平為3.3V～5.5V，而SM8952AC25P單片機串口工作在TTL電平，工作電壓范圍一般比TC35寬，故應在SM8952AC25P和TC35之間加電平轉(zhuǎn)換電路和電平限制電路。若無電平轉(zhuǎn)換，則有可能使智能模塊的性能不太穩(wěn)定。ZIF連接器給SIM卡接口提供6個引腳，其中CCIN用來檢測SIM卡是否插好，其它5個引腳分別為ccvcc(電源，2．9v)、CCGND(地)、CCRST(復位)、CCCLK(時鐘)和CCIO(數(shù)據(jù))。ZIF連接器的SYNC腳控制燈的狀態(tài)，以此判斷TC35的工作狀態(tài)。系統(tǒng)加電后，為使TC35進入工作狀態(tài)，必須給IGT加一延時大于100ms的低脈沖，電平下降持續(xù)時間不可超過lms；啟動后，IGT應保持高電平(3.3V)：驅(qū)動IGT時，TC35的供電電壓不能低于3.3V．否則TC35不能被激活。3.5紅外學習遙控電路設計3.5.1紅外學習遙控接收電路設計所有紅外遙控器的輸出都是用編碼后的串行數(shù)據(jù)對38kHz～40kHz的方波進行脈沖幅度調(diào)制而產(chǎn)生的。如果直接對已調(diào)波進行測量，而其脈寬只有20多微秒，由于單片機的指令周期是微秒級，會產(chǎn)生很大的誤差。因此，先要對已調(diào)波進行解調(diào)，對解調(diào)后的波形進行測量。將CX6或一體化紅外接收頭解調(diào)出的遙控編碼脈沖直接連入SM8952AC25P單片機的INT0和T0腳，定時器T0和T1都初始化為定時工作方式1，T0的GATE位置位。每次外部中斷首先停止定時，記錄T0、T1的計數(shù)值，然后將T0、T1的計數(shù)值清零，并重新啟動定時。T0的值即為高電平脈寬，T1～T0的值為低電平脈寬。T0、T1與紅外編碼信號脈寬的對應關(guān)系而且存儲到外部儲蓄器24C256中等待發(fā)送調(diào)用。圖3.5-1紅外學習遙控接收電路設計3.5.2紅外學習遙控發(fā)送電路設計遙控信號的還原是經(jīng)過SM8952AC25P的T2特殊輸出口進行二進制脈沖碼的高電平與低電平的調(diào)制輸出，其中調(diào)制為利用單片機特殊功能進行內(nèi)部調(diào)制這也是本設計的一個創(chuàng)新點，調(diào)制后的信號如圖3.5-2驅(qū)動紅外發(fā)光管工作。該設計的硬件電路相對簡單，因此系統(tǒng)的調(diào)試重點在軟件上。圖3.5-2紅外學習遙控發(fā)送電路設計軟件部分4.1下位機編程4.1.1主控單片機系統(tǒng)軟件設計主控單元部分由于任務多、對可靠性的要求高，本系統(tǒng)的主控部分軟件設計為分時操作系統(tǒng)控制，采用RTX51Tiny版操作系統(tǒng)。作為嵌入式系統(tǒng)主控單元的單片機，其軟件一般是一個微觀的實時操作系統(tǒng)，是為某種應用而專門設計的。系統(tǒng)程序有實時過程控制或?qū)崟r信息處理的能力，要求能夠及時響應隨機發(fā)生的外部事件并對該事件做出快速處理。分時操作系統(tǒng)是把CPU的時間劃分成長短基本相同的時間區(qū)間，即“時間片”，經(jīng)過操作系統(tǒng)的管理，把這些時間片依次輪流地分配給各個用戶使用。如果某個作業(yè)在時間片結(jié)束之前，整個任務還沒有完成，那么該作業(yè)就被暫停下來，放棄CPU，等待下一輪循環(huán)再繼續(xù)做。此時CPU又分配給另一個作業(yè)去使用。由于計算機的處理速度很快，只要時間片的間隔取得適當，那么一個用戶作業(yè)從用完分配給它的一個時間片到獲得下一個CPU時間片，中間有所“停頓”；但用戶察覺不出來，仿佛整個系統(tǒng)全由它“獨占”似的。分時操作系統(tǒng)主要具有以下3個特點：①多路性。用戶經(jīng)過各自的終端，能夠同時使用一個系統(tǒng)。②及時性。用戶提出的各種要求，能在較短或可容忍的時間內(nèi)得到響應和處理。③獨占性。在分時系統(tǒng)中，雖然允許多個用戶同時使用一個CPU，但用戶之間操作獨立，互不干涉。RTX51Tiny能夠配置成使用round-robin多任務。Round-robinp容許quasi-parallel執(zhí)行多任務。任務并不是連續(xù)執(zhí)行的，而是分時間片執(zhí)行的（本系統(tǒng)采用10毫秒作為時間片，由RTX51Tiny把時間片分配給各個任務）。由于時間片的時間很短，因此任務看起來像連續(xù)執(zhí)行一樣。在本系統(tǒng)中RTX51Tiny首先執(zhí)行信號采集job0的任務0。本函數(shù)創(chuàng)立了另一個任務報警分析job1。信號采集執(zhí)行完它的時間片后，RTX51Tiny開始執(zhí)行報警分析job1，這個函數(shù)又創(chuàng)立了另一個任務短信發(fā)送job2。如此類推，最后執(zhí)行完它的時間片后，RTX51Tiny又返回到job0開始執(zhí)行。然后再切換到job1，如此循環(huán)。voidjob0(void)_task_0{os_create(1); while(1){ job0（）; }}voidjob1(void)_task_1{os_create(2); while(1){ job1（）; }}4.1.2遠程控制程序設計遠程控制軟件設計主要分為系統(tǒng)初始化、振鈴檢測計數(shù)、控制摘掛機、雙音頻信號分析處理、控制電器、信號音提示等部分。下面，為整體流程圖：開始開始初始化模擬摘機提示輸入密碼開電器提示控制電器等待回應關(guān)電器啟動軟件計數(shù)啟動計時掛機啟動軟件計數(shù)提示重輸密碼振鈴信號振鈴六次密碼正確45S到3次提示完成按# 圖4.1-1遠程控制程序設計流程圖4.1.3短信息發(fā)送程序設計TC35模塊支持8位數(shù)據(jù)位,無奇偶校驗位,位停止位數(shù)據(jù)傳輸。傳輸速率能夠在4.8kbit/s到115kbit/s間自適應。對TC35模塊控制,IGT信號非常地重要,只有正確的IGT信號才能夠使TC35模塊正常地運行。IGT的下降沿啟動TC35,而且IGT的低電平應該至少保持100ms如圖4.1-2,TC35然后正常工作。圖4.1-2存儲示波器采集到的啟動信號單片機對TC35模塊的控制TC35模塊采用AT賀氏指令。單片機能夠經(jīng)過正確的AT指令對TC35模塊進行初始化和短消息的接收發(fā)送。對短消息的控制共有三種模式:Block模式!PDU模式和Text模式。使用Block模式需要手機生產(chǎn)廠家提供驅(qū)動支持。當前,PDU模式已取代Block模式,而Text模式不支持中文,因此本系統(tǒng)使用PDU模式進行短消息的發(fā)送。單片機經(jīng)過以下系列AT指令對短消息進行控制。TC35初始化：首先設置短消息發(fā)送格式AT+CMGF=1<CR>,設置1代表PDU模式,<CR>是回車符號,也就是0x0d。指令正確則模塊返回<CRLF>OK<CRLF>,<CRLF>是回車換行符號。其次設置短消息中心AT+CSCA=d+86d(短消息中心)<CR>,設置正確則模塊返回<CRLF>OK<CRLF>。注意短消息中心號碼可能會因不同手機或不同區(qū)域而不同。如果讀取短消息服務中心則使用命令AT+CSCA=?<CR>,模塊應該返回<CRLF>+CSCA:d86d<CRLF>。最后設置短消息到達自動提示AT+CNMI=1,1,0,0,1<CR>,設置正確則模塊返回<CRLF>OK<CRLF>。設置此命令可使模塊在短消息到達后向單片機發(fā)送指令<CRLF>+CMTI:dSMd,IN2DEX(信息存儲位置)<CRLF>。發(fā)送短消息在PDU模式,如果發(fā)送短消息,則首先發(fā)送短消息數(shù)據(jù)的長度。AT+CMGS=<length><CR>。等待TC35模塊返回ASCII字符/>0,則能夠?qū)DU數(shù)據(jù)輸入,PDU數(shù)據(jù)以<Z>(也就是0x1a)作為結(jié)束符。短消息發(fā)送成功,模塊返回<CRLF>OK<CRLF>。發(fā)送數(shù)據(jù)格式例如，需要發(fā)送漢字“一氧化碳的濃度超標，排氣扇已打開”到手機,則首先發(fā)送數(shù)據(jù)串AT+CMGS=19<CR>,然后等待ASCII字符/>0,然后輸入PDU數(shù)據(jù)。圖4.1-3TC35模塊PCB實物圖4.1.4紅外學習遙控程序設計設計的主要思路是經(jīng)過對紅外二進制脈沖的寬度進行測量，從而獲得紅外遙控的波形信息，進而實現(xiàn)存儲、還原。根據(jù)遙控信號編碼和發(fā)射過程，遙控信號的識別（也叫解碼過程）是去除38KHz載波信號后識別出二進制脈沖碼中的0和1。紅外接收頭的解調(diào)信號送到INT0引腳，由內(nèi)部定時器完成高低電平長度的采集，然后進行數(shù)據(jù)保存，由單片機進行高電平與低電平的寬度的測量。遙控信號的還原是經(jīng)過P1.0（T2）輸出二進制已調(diào)脈沖。對遙控信號還原的調(diào)制在單片機的內(nèi)部進行，利用了定時器2的捕獲工作方式，定時器2是一個16位定時/計數(shù)器。它既可當定時器使用，也可作為外部事件計數(shù)器使用，其工作方式由特殊功能寄存器T2CON的C/T2位選擇。定時器2有三種工作方式：捕獲方式，自動重裝載（向上或向下計數(shù)）方式和波特率發(fā)生器方式，工作方式由T2CON的控制位來選擇，在捕獲方式下，經(jīng)過T2CON控制位EXEN2來選擇兩種方式。如果EXEN2＝0，定時器2是一個16位定時器或計數(shù)器，計數(shù)溢出時，對T2CON的溢出標志TF2置位，同時激活中斷。如查EXEN2＝1，定時器2完成相同的操作，而當T2EX引腳外部輸入信號發(fā)生1至0負跳變時，也出現(xiàn)TH2和TL2中的值分別被捕獲到RCAP2H和RCAP2L中。另外，T2EX引腳信號的跳變使得T2CON中的EXF2置位，與TF2相仿，EXF2也會活中斷。本系統(tǒng)正是利用了捕獲方式的RCAP2H和RCAP2L自動重裝載，產(chǎn)生38K調(diào)制信號，準備還原的0，1信號的調(diào)制經(jīng)過TF2標志進行調(diào)制，該方案不但合理的利用硬件資源，而且還提高了系統(tǒng)的可靠性。4.2上位機（PC機）編程本系統(tǒng)為了給用戶提供一個良好的人機對話界面還利用RS232通信標準還特別設計了與PC機軟件，傳輸波特率為57600kbps。4.2.1用戶界面的設計用戶界面是一個應用程序最重要的部分，對用戶而言，界面就是應用程序，用戶感覺不到幕后正在執(zhí)行的代碼。不論花多少時間和精力來編制和優(yōu)化代碼，應用程序的可用性依然在很大程度上依賴于界面的好壞。首先針對本系統(tǒng)要開發(fā)的應用程序做出初步規(guī)劃設計，在設計用戶界面時，參照了Microsoft和其它公司的一些應用程序，使用了通用的設計方案，比如：工具欄、狀態(tài)條、工具提示、上下文菜單以及標記對話框等。本設計用戶界面如圖圖4.2-1。圖4.2-1系統(tǒng)用戶界面4.2.2串行通信的實現(xiàn)利用VB開發(fā)通信程序主要有兩種方法，一是利用VB本身提供的控件，另一種是利用WindowsAPI應用程序接口，WindowsAPI主要提供了三個動態(tài)鏈接庫KERNEL.EXE、USER.EXE、GDI.EXE供開發(fā)人員調(diào)用，其中KERNEL.EXE主要包括一些底層操作函數(shù)，如通信、菜單、消息等以及絕大多數(shù)非顯示函數(shù)，GDI.EXE圖形設備接口庫，主要內(nèi)容為與設備輸出有關(guān)的函數(shù)。和串口通信有關(guān)的函數(shù)均在Windows\System子目錄下的USER.EXE動態(tài)鏈接庫中。在本設計中用VB控件實現(xiàn)通信的方法比調(diào)用SDK的API動態(tài)鏈接庫的方法更加快捷，且用較少的代碼能夠?qū)崿F(xiàn)相同的功能，因此本設計使用此控件來完成串口的通信。4.2.3控件MSComm使用方法MSComm控件經(jīng)過串行端口傳輸和接收數(shù)據(jù)，為應用程序提供串行通訊功能。MSComm控件在串口編程時非常方便，程序員不必去花時間去了解較為復雜的API函數(shù)，而且在VC、VB、Delphi等語言中均可使用。

MicrosoftCommunicationsControl（以下簡稱MSComm）是Microsoft公司提供的簡化Windows下串行通信編程的ActiveX控件，它為應用程序提供了經(jīng)過串行接口收發(fā)數(shù)據(jù)的簡便方法。具體的來說，它提供了兩種處理通信問題的方法：一是事件驅(qū)動(Event－driven)方法，一是查詢法。MSComm控件提供下列兩種處理通訊的方式：事件驅(qū)動方式和查詢方式。

①事件驅(qū)動方式事件驅(qū)動通訊是處理串行端口交互作用的一種非常有效的方法。在許多情況下，在事件發(fā)生時需要得到通知，例如，在串口接收緩沖區(qū)中有字符，或者CarrierDetect(CD)或RequestToSend(RTS)線上一個字符到達或一個變化發(fā)生時。在這些情況下，能夠利用MSComm控件的OnComm事件捕獲并處理這些通訊事件。OnComm事件還能夠檢查和處理通訊錯誤。所有通訊事件和通訊錯誤的列表，參閱CommEvent屬性。在編程過程中，就能夠在OnComm事件處理函數(shù)中加入自己的處理代碼。這種方法的優(yōu)點是程序響應及時，可靠性高。每個MSComm控件對應著一個串行端口。如果應用程序需要訪問多個串行端口，必須使用多個MSComm控件。②查詢方式

查詢方式實質(zhì)上還是事件驅(qū)動，但在有些情況下，這種方式顯得更為便捷。在程序的每個關(guān)鍵功能之后，能夠經(jīng)過檢查CommEvent屬性的值來查詢事件和錯誤。如果應用程序較小，而且是自保持的，這種方法可能是更可取的。

MSComm控件有很多重要的屬性，常見的如下。CommPort設置并返回通訊端口號。Settings以字符串的形式設置并返回波特率、奇偶校驗、數(shù)據(jù)位、停止位。

PortOpen設置并返回通訊端口的狀態(tài)。也能夠打開和關(guān)閉端口。

Input從接收緩沖區(qū)返回和刪除字符。

Output向傳輸緩沖區(qū)寫一個字符串。下面分別描述。CommPort屬性設置并返回通訊端口號。語法object.CommPort[value](value一整型值，說明端口號。)

說明在設計時，value能夠設置成從1到16的任何數(shù)（缺省值為1）?？墒侨绻肞ortOpen屬性打開一個并不存在的端口時，MSComm控件會產(chǎn)生錯誤68（設備無效）。必須在打開端口之前設置CommPort屬性。RThreshold屬性在MSComm控件設置CommEvent屬性為comEvReceive并產(chǎn)生OnComm之前，設置并返回的要接收的字符數(shù)。語法object.Rthreshold[=value]（value整型表示式，說明在產(chǎn)生OnComm事件之前要接收的字符數(shù)。）說明當接收字符后，若Rthreshold屬性設置為0（缺省值）則不產(chǎn)生OnComm事件。例如，設置Rthreshold為1，接收緩沖區(qū)收到每一個字符都會使MSComm控件產(chǎn)生OnComm事件。CTSHolding屬性確定是否可經(jīng)過查詢ClearToSend(CTS)線的狀態(tài)發(fā)送數(shù)據(jù)。ClearToSend是調(diào)制解調(diào)器發(fā)送到相聯(lián)計算機的信號，指示傳輸能夠進行。該屬性在設計時無效，在運行時為只讀。語法object.CTSHolding（Boolean）說明如果ClearToSend線為低電平(CTSHolding=False)而且超時時，MSComm控件設置CommEvent屬性為comEventCTSTO(ClearToSendTimeout)并產(chǎn)生OnComm事件。ClearToSend線用于RTS/CTS(RequestToSend/ClearToSend)硬件握手。如果需要確定ClearToSend線的狀態(tài)，CTSHolding屬性給出一種手工查詢的方法。SThreshold屬性MSComm控件設置CommEvent屬性為comEvSend并產(chǎn)生OnComm事件之前，設置并返回傳輸緩沖區(qū)中允許的最小字符數(shù)。語法object.SThreshold[=value]value整形表示式，代表在OnComm事件產(chǎn)生之前在傳輸緩沖區(qū)中的最小字符數(shù)。說明若設置Sthreshold屬性為0（缺省值），數(shù)據(jù)傳輸事件不會產(chǎn)生OnComm事件。若設置Sthreshold屬性為1，當傳輸緩沖區(qū)完全空時，MSComm控件產(chǎn)生OnComm事件。如果在傳輸緩沖區(qū)中的字符數(shù)小于value，CommEvent屬性設置為comEvSend，并產(chǎn)生OnComm事件。comEvSend事件僅當字符數(shù)與Sthreshold交叉時被激活一次。例如，如果Sthreshold等于5，僅當在輸出隊列中字符數(shù)從5降到4時，comEvSend才發(fā)生。如果在輸出隊列中從沒有比Sthreshold多的字符，comEvSend事件將絕不會發(fā)生。PC上位機程序見附錄。系統(tǒng)制作及調(diào)試本系統(tǒng)的制作調(diào)試主要分為硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和聯(lián)機調(diào)試等三大部分。經(jīng)過初步的分析設計后，在設計制作硬件電路的同時，調(diào)試穿插進行，應用系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是分不開的，許多硬件故障是在調(diào)試軟件時才發(fā)現(xiàn)的。但一般是先排除系統(tǒng)中明顯的硬件故障后才和軟件結(jié)合起來調(diào)試，如此有利于問題的分析和解決，不會造成問題的積累，從而能夠節(jié)約大量的調(diào)試時間。軟件編程中，我是首先完成單元功能模塊的調(diào)試，然后進行系統(tǒng)調(diào)試，整體上采用硬件調(diào)試的調(diào)試方法。聯(lián)機調(diào)試是最重要的一部分，同時也是本系統(tǒng)成功的關(guān)鍵。5.1使用的儀器儀表及工具TOSHIBAA10移動PC一臺；TKS66S單片機仿真器一臺；TDS21060MHz雙蹤示存儲波器一臺；WYK—302Bz型直流穩(wěn)壓電源一臺；TC-108H“多路通”程控交換機一臺；HA8188(9)P/T雙音多頻電話機一臺；HA119(6)P/T雙音多頻電話機一臺；MODELHC—F1000C型頻率計一臺；EE1641B1型函數(shù)發(fā)生器/計數(shù)器一臺；MF47型機械萬用表一個；DT9208型數(shù)字萬用表一個；YEAR200型體育競賽秒表一個；TLW-T調(diào)溫烙鐵一把；Keil開發(fā)軟件一套；Protel開發(fā)工具一套；VisualBasic6.0中文版工具一套；5.2硬件制作與調(diào)試5.2.1系統(tǒng)PCB板的設計PCB即印刷電路板，是電子電路的承載體。在現(xiàn)代電子產(chǎn)品中，幾乎都要使用PCB。PCB板的設計是電路設計的最后一個環(huán)節(jié)，也是對原理電路的再設計。因此PCB板的設計是理論設計到實際應用一個十分重要的內(nèi)容。印制電路板(PCB)是電子產(chǎn)品中電路元件和器件的支撐件．它提供電路元件和器件之間的電氣連接。PCB設計的好壞對抗干擾能力影響很大．因此，在進行PCB設計時．必須遵守印制電路板設計原則和抗干擾措施的一般原則，并應符合抗干擾設計的要求。本次設計采用Altium公司PROTEL系列設計完成SCH到PCB的設計，而且手工完成電路焊接以及整機的裝配。5.2.2系統(tǒng)硬件調(diào)試本系統(tǒng)的硬件調(diào)試分為以下階段進行調(diào)試：(1)邏輯錯誤調(diào)試樣機硬件的邏輯錯誤是由于設計錯誤和加工過程中的工藝性錯誤所造成的。這類錯誤包括：錯線、開路、短路等幾種，其中短路是最常見的故障。(2)器件調(diào)試元器件失效的原因有兩個方面：一是器件本身已損壞或性能不符合要求；二是由于組裝錯誤造成的元器件失效，如電解電容、二極管的極性錯誤，集成塊安裝方向錯誤等。(3)可靠性調(diào)試引起系統(tǒng)不可靠的因素很多，如金屬化孔、接插件接觸不良會造成系統(tǒng)時好時壞；內(nèi)部和外部的干擾、電源紋波系數(shù)過大、器件負載過大等造成邏輯電平不穩(wěn)定；另外，走線和布局的不合理等也會引起系統(tǒng)可靠性差。(4)電源故障若樣機中存在電源故障，則加電后將造成器件損壞。電源的故障包括：電壓值不符合設計要求，電源引出線和插座不對應，電源功率不足、負載能力差。在本次調(diào)試在調(diào)試樣機加電之前，先用萬用表和示波器,根據(jù)硬件電氣原理圖和裝配圖仔細檢查樣機線路的正確性，并核對元器件的型號、規(guī)格和安裝是否符合要求。還特別注意電源的走線，防止電源之間的短路和極性錯誤，并重點檢查擴展系統(tǒng)總線是否存在相互間的短路；或其它信號線的短路，由于本設計的印刷電路板布線密度較高，出現(xiàn)了兩處因工藝原因造成短路，短路點用刻刀斷開。對于樣機所用的電源事先做了單獨調(diào)試，調(diào)試好后，檢查其電壓值、負載能力、極性等均符合要求，然后加到系統(tǒng)的各個部件上。在不插片子的情況下，加電檢查各插件上引腳的電位，仔細測量各地點電位是否正常，還特別注意單片機插座上的各點電位是否正常，防止了聯(lián)機時會損壞仿真器。5.3軟件及聯(lián)機調(diào)試5.3.1主控程序調(diào)試軟件調(diào)試與所選用的軟件結(jié)構(gòu)和程序設計技術(shù)有關(guān)。本系統(tǒng)采用模塊程序設計技術(shù)，逐個模塊調(diào)好以后，再進行系統(tǒng)程序總調(diào)試。由于采用了實時多任務操作系統(tǒng)，采用是逐個任務進行調(diào)試，下面進一步予以說明。在調(diào)試第一個任務時，同時也調(diào)試相關(guān)的子程序、中斷服務程序和操作系統(tǒng)的程序。等逐個任務調(diào)試好以后，再使各個任務同時運行，在本次調(diào)試中操作系統(tǒng)中沒有錯誤，在單步和斷點調(diào)試后，進行了連續(xù)調(diào)試，因為單步運行只能驗證程序的正確與否，而不能確定定時精度、CPU的實時響應等問題。等全部完成后，重復運行多次，除了觀察穩(wěn)定性之外，還觀察了用戶系統(tǒng)的操作是否符合設計要求的操等，部分程序作了適當修正后系統(tǒng)能夠正常運行。5.3.2短消息發(fā)送調(diào)試監(jiān)控軟件在平時不斷檢測各報警點的信號，當有異常情況時，系統(tǒng)經(jīng)過TC35模塊自動發(fā)出報警信息

，在TC35初始化之前要用定時器延時約5s，等待TC35自檢完畢，然后檢查SIM卡，如果檢查到無SIM卡，系統(tǒng)就會調(diào)用提示出錯程序；有SIM卡則繼續(xù)檢查移動運營商，之后再對TC35進行初始化，主要是用AT命令初始化發(fā)送方式、設置短信中心號碼和登錄網(wǎng)絡的測試。特別需要注意的是：不能給SIM卡設置開機密碼，否則不能正常登錄到GSM網(wǎng)絡，還有在收到短消息命令后必須先判斷是否是手機預設號碼，如果是就處理，否則刪除。由于GSM網(wǎng)絡有較好的安全及保密性，因此在軟件設計時不需要考慮安全方面的問題，監(jiān)控軟件在外界干擾強烈的情況下有可能跑飛，為了使跑飛的程序恢復正常，可采用定時計數(shù)器T1來完成軟件看門狗的功能．定時時間設置為監(jiān)控軟件完成1次全過程時間的3倍。TC35采用AT命令，單片機能夠經(jīng)過正確的AT指令對TC35進行初始化和短消息的接收與發(fā)送。對短消息的控制有三種模式：Block模式、PDU模式和Text模式。使用Block模式需要手機生產(chǎn)廠家提供驅(qū)動支持，當前已被PDU模式所取代；Text模式比較簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字和字符的直接收發(fā)，但Text模式不支持中文；PDU模式是將GB2312的中文編碼轉(zhuǎn)換為Unicode編碼，容易實現(xiàn)中文編解碼。本設計主要傳送中文信息，本系統(tǒng)為了編程方便，使用PDU模式完成短消息的發(fā)送。6結(jié)論本次畢業(yè)設計根據(jù)設計任務，提出了而且論證了設計方案，詳細地闡述了電話遠程控制原理、GSM短消息發(fā)送的實現(xiàn)方法、以及相關(guān)電路的設計原理，設計中充分利用了系統(tǒng)的硬件和軟件資源，實現(xiàn)了各個模塊的協(xié)調(diào)控制，提高了系統(tǒng)的可靠性和通用性。原理樣機經(jīng)過設計方案論證，設計了相應的硬件電路和系統(tǒng)軟件，制作了電路原理樣機并進行單機調(diào)試和與PC機聯(lián)機調(diào)試，結(jié)果表明，所設計的電路和軟件能完成基本的測試功能。本系統(tǒng)中的電話遠程控制，關(guān)鍵在于利用標準程控交換信令結(jié)合軟件編程，實現(xiàn)了語音界面及安全認證機制，其中GSM短消息平臺充分借助于GSM網(wǎng)絡的短消息業(yè)務實現(xiàn)了短消息遠程報警，具有投資少、成本低、可靠性高等特點，還具有良好可擴展性和實用價值，符合了未來家電的智能化、網(wǎng)絡化發(fā)展方向。本設計完成的工作超出了任務書中規(guī)定的設計任務。系統(tǒng)配合學習遙控功能，解決了控制空調(diào)等紅外遙控電器難的問題，而且取得了較好的效果。符合家居智能化系統(tǒng)是創(chuàng)造一個舒適的生活環(huán)境設計理念。在制作原理樣機后，由于時間限制，還沒有進行長時間可靠性和實際安裝測試，這是系統(tǒng)產(chǎn)品化必須做的工作。本系統(tǒng)還能夠應用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，實現(xiàn)對無人值守崗位的遠程控制和安全報警等。謝辭本設計從開題到方案的設計和具體電路試驗的實施始終是在導師許敏老師和郝衛(wèi)東老師的精心指導和周密安排下進行的。感謝她們長期在學習和生活中給予我的幫助，使我受益非淺，同時，培養(yǎng)了我處理問題和我解決問題的能力。另外，感謝童有為老師和孫安青老師多年來對我的關(guān)心和幫助，也感謝我在參加各類比賽的隊友在合作的過程中給我信心和勇氣，使我跨過一道道難關(guān)，和積累了很多實際經(jīng)驗。感謝在大學期間關(guān)心和支持我的所有老師和朋友。最后，感謝在百忙之中給我審稿的諸位老師。參考文獻[1]朱世華.程控數(shù)字交換原理與應用.西安：西安交通大學出版社，1993.[2]李延文.中文版VisualBasic6.0控件高級編程.北京：人民郵電出版社，.[3]萬福君.單片微機原理系統(tǒng)設計與開發(fā).合肥：中國科技大學出版社，1995.[4]謝自美.電子線路設計.實驗.測試.華中科技大學出版社，.[5]胡大可.基于單片機8051的嵌入式開發(fā)指南：電子工業(yè)出版社，.[6]DALASSemiconductor.AtomaticIdentificationDataBook[M].1995.[7]藍賢芳.新型電話機的使用、原理與維修.廣州：廣州科技出版社，1994.[8]SiemensTC35/TC37HardwareInterfaceDescriptionVision03.10.[9]ATCommandSetforTC35,TC37andTC35Terminal03.10.[10]SiemensAGDeveloper′sGuideSMSwiththesmsPDUmode1997.[11]王琴放.張凡.單片機原理及應用[M].北京：電子工業(yè)出版社：1997.8：3~203.[12]徐順成.實用電子技術(shù)與電子產(chǎn)品匯編.北京：電子工業(yè)出版社，1993.[13]郝建國.趙英杰.通用集成電路大全.北京：人民郵電出版社，1997.[14]沙占友.集成化智能傳感器原理與應用[M].北京：電子工業(yè)出版社..1：198~222.[15]徐愛鈞.彭秀華.單片機高級語言C51應用程序設計.北京：電子工業(yè)出版社,1999.[16]劉艷玲.采用MAX232實現(xiàn)MCS-51單片機與PC機的