1、2010.06系统硬件设计3研究背景与意义1总体设计方案2系统软件设计4电路连接与软件调试（演示）5总结6目录目录研究背景与意义12总体设计方案21.1 研究背景 随着人们生活水平的提高和生活方式的转变，家用电器的使用随之增加，安全隐患也不断增加，我们也越来越需要加强家庭安全由此许多智能化报警系统随之诞生。随着手机的普及，短消息以其使用方便和价格低廉的优势，成为通过电话网传输信息的有力竞争者。基于此，本设计提出了一种借助无线网络实现远程报警和监控的智能家居报警和控制系统。它可以实现家居环境的安全监控和家用电器的远程控制。研究背景与意义研究背景与意义11 11.2 研究的现实意义 目前，智能家居
2、取得了很好的发展，出现许多的公司和研究机构。但在中国，智能家居还仅仅处于初始阶段，对于权威的产品和统一的标准非常缺乏。智能家居控制还根本没有得到普及，很多基础设施还有待改善。到2008年底，中国的手机用户达6.9亿。想到手机的高度普及、短信息的价格低廉以及GSM网络在全国范围内实现了覆盖和漫游。我们设计了以GSM网络的短信息服务为载体的家居监控和报警系统。1 12.1 功能要求总体设计方案总体设计方案2u家居控制功能：用户通过手机发送短消息来对室内的家电进行打开、关闭等简单控制。u防火报警功能：当室内温度达到某一值后，GSM模块会给用户的手机打电话报警。2 2 2 22.2 总体方案设计2系统
3、组成框图2.2 总体方案设计 由单片机进行总控制，终端利用单片机串口线将GSM通信模块单片机模块相连，系统内部使用AT指令进行通信，以短消息的形式通过GSM网络和用户相互通信。系统硬件设计系统硬件设计3 系统硬件 单片机 温度传感器TC35i模块3.1 单片机介绍振荡器及振荡器及时序时序OSC8051CPU程序存储器程序存储器4KBROM数据存储器数据存储器256B2个个16位定时位定时器器/计数器计数器64K总线扩总线扩展控制器展控制器可编程可编程I/O可编程全双工可编程全双工串行口串行口 中断中断 控制控制 并行口并行口 串行通信串行通信 外时钟源外时钟源 外部事件计数外部事件计数80C5
4、1单片机内部结构 所谓中断，是指CPU正在处理某件事情的时候，外部发生了某一事件，请求CPU迅速去处理。CPU暂时中断当前的工作，转入处理所发生的事件，处理完毕后，再回来继续执行被中止了的工作，这个过程称为中断。在本次设计中用到的中断类型主要有：定时中断、串行中断。定时中断u作用：满足定时或计数需要而设置。u原理：每当发生计数溢出时，表明时间或计数值已 满，此时就以计数溢出信号作为中断请求。u在本次设计中用到加1计数器来实现定时功能，每来一个脉冲计数器加1，当加到计数器为全1时，再输入一个脉冲就使计数器回零，向CPU发出中断 请求。串行中断u作用：为了串行数据传送而设置。u原理：每当串行口接受
5、或发送一组串行数据完毕时，产生一个串行口中断请求。u在本次设计中，每当CPU检测到有接受到短信接受到短信或者准准备向手机用户打电话备向手机用户打电话这两项操作时，串行口向CPU发出中断请求，执行相应语句。3.2 温度传感器DS18B20DS18B20引脚分布图引脚分布图3.2 温度传感器 测温原理图3.2 温度传感器 DS18B20的测温原理：图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响不大，被用来产生固定频率脉冲信号送至减法计数器1，高温度系数晶振随温度变化其震荡频率显著地改变，产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入，图中还隐含着计数门，当计数门打开时，DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉
6、冲后进行计数，进而完成温度测量。计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定，每次测量前，首先将-55所对应的基数分别置入减法计数器1和温度寄存器中，减法计数器1和温度寄存器被预置在-55所对应的一个基数值。减法计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当减法计数器1的预置值减到0时温度寄存器的值将加1，减法计数器1的预置将重新被装入，减法计数器1重新开始对低温度系数晶振所产生的有效脉冲信号进行计数，一直循环下去直到减法计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值就是所测环境温度。3.3 TC35i 模块（1）GSM系统组成 u 网络子系统：网络子系统对GSM移动用
7、户之间的通信起到管理作用，其主要功能包括：交换、移动性管理与安全性管理等。u 基站子系统：基站子系统一方面与移动台通过无线接口相连，进行无线接收、发送及无线资源的管理。另一方面，基站子系统与网络子系统中的移动交换中心相连，实现移动用户之间的通信连接。u 移动台：移动台通过无线接口接入GSM网络，实现无线传输与处理功能。（2）SIM卡SIM卡各触点的定义如下：1：Vcc电源电压。2：RST复位端。3：CLK时钟，移动终端来提供时钟速率。4：GND接地。5：VPP编程电压。6：I/O输入输出端口。SIM卡物理结构（3）TC35i模块 功能：当有新短消息到达时，由GSM模块通过串口向STC89C52
8、发送指令，处理器读取短信内容，并对其进行解码，并根据短信内容完成相关的控制；接收来自单片机的指令，通过无线收发模块给用户手机打电话进行报警。本设计主要采用C语言进行程序编写，在C语言的程序里，主要用到了定时器中断，串行口中断。另外，还用到了子函数调用等C语言知识以及TC35i模块中的相关AT指令。系统软件设计系统软件设计4 4 4家居控制模块流程图家居控制模块流程图 防火报警模块流程图防火报警模块流程图电路连接与软件调试（演示）电路连接与软件调试（演示）55.1 keil软件介绍 Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言
9、在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势。5.2 STC-ISP软件介绍 STC-ISP 是一款单片机下载编程烧录软件，是针对STC系列单片机而设计的，可下载STC89系列、12C2052 系列和12C5410等系列的STC单片机，使用简便，现已被广泛使用。但在本次设计中，由于时间有限以及我们知识和实际设计经验不足，本系统在硬件和软件方面有很多不足之处，从而整个系统还有很多需要改进和完善的地方，下一步的工作需要对其进行深度优化和细节处理。我们想应该从以下几个方面加以改进：（1）对软件进一步的完善和细化，使系统的功能更稳定、可靠。（2）改善系统的硬件电路模块的设计方式和换用功能强大的芯片，从而提高系统的实际功能，满足更加复杂的工作条件的应用。总结总结6谢谢各位老师！下面为大家进行演示！
