大学生科技创新项目研究报告GSM温度自控与报警系统.doc
大学生科技创新项目研究报告 题目： GSM温度自控与报警系统 项目编号 2011062 学 院 电子信息工程学院 年级专业 2008级电子信息工程 负 责 人 主要成员 指导教师 2012年 4月 10日GSM温度自控与报警系统摘 要本文介绍了基于GSM模块的温度自控与报警系统的设计方法。系统由GSM模块、温度显示模块、温度传感器、单片机、红外接收、升温设备、降温设备等部分组成。该系统可实现对仓库、实验室、温室大棚等一些对温度有要求的场所实现远程控制及报警。该系统可将温度传感器采集到的温度用12864液晶显示出来，可使用户利用GSM模块，通过手机短信方式实现实时查询、控制温度的目的，并且在温度越限后系统能够自动采取相应的调节措施，并通过短信形式向用户发出报警信号。同时用户也可用手机短信形式来设置系统的温度越限值，使用灵活方便。具有体积小、价格低廉、适用性强、便于安装和携带、可调节性强等优点。关键词：GSM模块；温度控制；自动报警GSM temperature automatic control and alarm systemABSTRACTThis article describes a design method based on the temperature self-control and alarm system of the GSM module. The system consists of a GSM module, temperature module, temperature sensor, microcontroller,infrared receiver, heating equipment, cooling equipment and other components.The system can realize the remote control and alarm of the temperature of some places like warehouse, laboratory, and greenhouse. The system can display the collected temperature by 12864 LCD,and allows users to use the GSM module, real-time queries through SMS, and automatically take the appropriate adjustment measures when the temperature beyonds the temperature limits, and send an alarm signal to the user via SMS.The users can set the system temperature limits by SMS,which is easy and to use.The system is small size, low cost,easy to install and portable, and has strong applicability, adjustability,and other advantages.Keywords: GSM module ;Temperature control;Automatic alarm1 引言随着生活、生产的日益发展，很多场所对温度的要求比较严格。这些环境中温度的过高、过低都不利于生活生产。然而很多情况下工作人员去现场进行实时测量监控又不现实。因此需要对温度等进行远程控制，并且能够实时监控。一个能够实现温度自控与自动报警的系统尤为重要。本设计就是使用户通过GSM网络以短信的通信方式把命令发送到设备，设备就会把现场的实时温度发送到用户手机，达到便于用户实时监控环境温度变化的目的。当温度高过报警温度时，设计系统通过GSM模块把警报发送到用户手机，同时启动降温系统，当温度低于报警温度时，GSM模块把警报信号发送到用户手机，同时启动升温系统，使现场温度恢复到指定温度范围，从而达到及时消除安全隐患的目的。给人们的生产生活带来了极大的便利。2 系统设计2.1 系统硬件电路设计2.1.1设计思路 本次设计具有多个模块，首先设计总体电路，然后完成设计各个子模块。初期，我首先设计了一个万年历和温度显示，用1602液晶，已进行前期验证。然后在此基础上，加上TC35i模块，以完成最终的程序设计。图1 总体设计思路2.1.2温度传感器电路图2 温度传感器店里2.1.3红外设计电路图3 红外电路图2.1.4单片机电源电路图图4 电源电路2.1.5实时时钟电路图5 实时时钟电路2.1.6 TC35i电源电路图6 TC35i电源电路2.1.7 SIM卡电路图7 SIM卡电路2.1.8 TC35i指示灯电路图8 TC35i指示灯电路2.1.9 TC35i电路图9 TC35i电路21.10 USB下载电路图10 USB下载电路2.1.11 MAX232下载电路图11 MAX232下载电路2.1.12 总体电路图12 总体电路2.2 系统软件设计2.2.1 软件设计思路 首先把各个模块的的程序方针成功，并下载调试成功，最后把总体的软件程序提示成功。这样容易发现程序编写中的一些问题，并能及时解决。2.2.1 万年历+温度+1602显示程序图13 仿真图图14 实物下载调试图15 实际参考对照2.2.2 红外线调试图16 红外开始是0图17 键盘按下1图18 红外接收显示12.2.3 TC35i调试图19 按下键盘图20 接收到短信2.2.4 最终的作品设计图21 最终作品3 研究结果本设计作品成功的实现了各组成模的功能，并能顺利组装连接。完成后最终能够实现方便的应用在仓库、实验室、温室大棚、医疗器械等场合，能够通过红外遥控来设置所需的温度范围，并能在一定程度上实现温度的自动调节，一旦发现温度超过报警温度就立即短信通知用户，由用户采取相应措施消除安全隐患。在此基础上能更好安全、可靠实现各部分的功能，实用性更强，仍需进一步改进完善。例如测量温度的范围的大小，所得数据的精度，准确度能否适应各种要求，温度越限后是否能迅速、及时准确做出处理，收发双方通信数据准确性，通信网络的可靠性等4 结论与应用经测试本设计有较强的实用性能，能够适应于多种场所的温度控制，并且具有安装灵活、工作稳定可靠、体积小、价格低、操作简单、方便等优点。此外本设计也能适用于多种原因如火灾、气温骤降等引起的温度越限，从而可实现灾害自动报警的功能。5 未来展望本设计具有体积小，价格低，安装灵活的特点，在未来，能够运用于仓库，温室大棚，实验室，野外环境监测等地方，具有广泛的现实意义和应用前景。此外由于红外探测器应用可以用于非接触式的温度测量,气体成分分析,无损探伤, 热像检测,红外遥感以及军事目标的侦察,搜索,跟踪和通信等，其应用前景随现代科技的发展，将会更加广阔。因此该设计系统能够扩展成实现测量多种信号，多种检测、控制、报警功能的目的，有着广泛的应用前景和发展方向。参考文献1 基于DS18B20多点温度采集兼红外无线传输系统研究 阴志国 现代商贸工业 2010_162 基于DS18B20的温湿度采集系统设计 柴锁柱 沧州师范专科学校学报 2010_03 3 单片机原理及应用 李全利 清华大学出版社 2006_024 新概念51单片机C语言教程 郭天祥 电子工业出版社 2009_015 AT指令手册 上海龙兰新 2008_046 基于公共电话网的智能家居系统王振红，张凯，郝承祥控制工程，2002年；第9卷第3期：55577 红外遥控发射器的原理及应用 国外电子元器件1999_101 mian #include "common.h"uchar Alarm_Temp=32; /报警温度设置为32度void Key_Handle(void); /声明按键处理程序void Show_Temperature(void); /显示温度void Show_Menu(void); /显示菜单 void Show_Time(void); /显示时间 char code str9="ATrn"char code str8="AT+CSCA=13800731500n" /定义字符串8 /系统初始化void Sys_Init() PhoneNum14='0' USART_Init(); /串口初始化 Red_Init(); /红外初始化 Read_18B20(); /先读取两次温度,初次读取会不准确 write_1302_time(times); /第一次编程时设定一个时间，以后就不用了 LcmInit(); /液晶初始化 LcmClearTXT(); /清除显示 LcmClearBMP(); delay_ms(100); PutStr(0,0,"Initial OK !"); delay_ms(1000); LcmClearTXT(); /清除显示/主函数void main() Sys_Init(); /系统初始化 TI = 1; printf("%s",str9); delay_ms(200); printf("%s",str8); delay_ms(200); while(1) Key_Handle(); Show_Time(); Show_Temperature(); delay_ms(150); /显示时间函数 void Show_Time(void) read_1302_time(times); PutStr(2,0,"日期:"); PutStr(3,0,"时间:"); PutTime();/显示温度函数void Show_Temperature(void) PutStr(0,0,"GSM 温度报警系统"); PutStr(1,0,"环境温度:"); Read_18B20(); PutTemp(1,5); PutStr(1,7,""); if(zhengshu>=Alarm_Temp)key=72; /温度超过阀值,进入发短信模式，即报警/显示主菜单void Show_Menu(void) LcmClearTXT(); /清除显示 PutStr(0,0,"1.设定手机号码"); PutStr(1,0,"2.设定报警温度"); PutStr(2,0,"3.编辑短信内容"); PutStr(3,0,"4.修改日期时间");/红外按键处理程序void Key_Handle(void) unsigned long temp=0; signed char i=0; uchar cnt=0; if(key!=255) /有键按下 switch(key) /在这里可以随便添加你的按键处理程序 case 72: /发送短信 LcmClearTXT(); /清除显示 PutStr(0,0,"短信发送模式"); PutStr(1,0,"请稍候."); delay_ms(1000); Send_Message(); /while(key=72); /等待有键按下并退出 Read_18B20(); /再读一次 break; case 14: /进入主菜单 Show_Menu(); key=255; while(key=255); /等待有键按下 switch(key) case 1 : /设置手机号码 key=255; LcmClearTXT(); PutStr(0,0,"请输入手机号码"); key=255; while(key=255); WriteCommand(0x30); WriteCommand(AC_TABLE8); /在第二行开始显示键入值 while(key!=14) /不是确认键 if(key<10&&cnt<11) /11位手机号码 PhoneNum(cnt+)+3=key+48; WriteData(key+48); PhoneNum14='0' key=255; while(key=255); /等待有键按下 key=255; PutStr(2,0,PhoneNum); PutStr(3,2,"修改成功!"); delay_ms(1000); break; case 2 : /设置报警温度 key=255; LcmClearTXT(); PutStr(0,0,"请输入报警温度"); key=255; while(key=255); WriteCommand(0x30); WriteCommand(AC_TABLE8); /在第二行开始显示键入值 while(key!=14) /不是确认键 temp=(temp*10)+key; WriteData(key+48); key=255; while(key=255); /等待有键按下 key=255; Alarm_Temp=(uchar)temp; /更新报警温度 PutStr(3,2,"修改成功!"); delay_ms(1000); break; case 4 : /设置时间 key=255; for(i=6;i>=0;i-) if(i!=5) /星期不设置 LcmClearTXT(); switch(i) case 6:PutStr(0,0,"请输入年:");break; case 4:PutStr(0,0,"请输入月:");break; case 3:PutStr(0,0,"请输入日:");break; case 2:PutStr(0,0,"请输入时:");break; case 1:PutStr(0,0,"请输入分:");break; case 0:PutStr(0,0,"请输入秒:");break; default:break; timesi=0; /清0 WriteCommand(0x30); WriteCommand(AC_TABLE8); /在第二行开始显示键入值 while(cnt<2) /输入的是两位数 key=255; while(key=255); /等待有键按下 timesi=(timesi*10)+key; WriteData(key+48); cnt+; key=255; while(key=255); /等待有键按下 cnt=0; else times5=1; write_1302_time(times); /使时间生效 PutStr(3,2,"修改成功!"); delay_ms(1000); break; default:break; break; default: /其他 break; LcmClearTXT(); /清除显示 delay_ms(100); key=255; /取消键值 2 USART#ifndef _USART_INCLUDED_#define _USART_INCLUDED_#include "common.h"/延时函数ms(condition:11.0592M HSE)void delay_ms(unsigned int time) unsigned char tres; for(;time>0;time-) tres=1500; while(tres-); /串口初始化void USART_Init() SCON = 0x50;/串口:方式1,允许发送和接收 TMOD = 0x20;/定时器1:模式2,8位自动重装模式,用于产生波特率 TH1 = 0xFD; /11.0592MHZ晶振，波特率为9600 TL1 = 0xFD; TR1 = 1; /开启定时器1 /ES = 1; /开启串口中断 /EA = 1; /开启全局中断 void SendASC(uchar d) SBUF=d; while(!TI); TI=0;void SendString(uchar *str) while(*str) SendASC(*str) ; str+; / 通讯中断接收程序 中断函数无返回值void USART_Interrupt(void) interrupt 4 /放在这里 和放在main（）里面是一样的 ES=0; /关串口中断，防止中断嵌套 if(TI) /如果是发送中断，则不做任何处理 TI = 0; /清除发送中断标志位 if(RI) /如果是接送中断，则进行处理 RI = 0; /清除接收中断标志位 ES = 1; /开启串口中断#endif 3 LCD12864 #ifndef _LCD12864_INCLUDED_#define _LCD12864_INCLUDE#include "common.h"/* iO口宏定义区*/sbit CS =P21;sbit SID=P22;/r/wsbit SCK=P23;/e/* 常量声明区*/ unsigned char code AC_TABLE= /坐标编码0x80,0x81,0x82,0x83,0x84,0x85,0x86,0x87,0x90,0x91,0x92,0x93,0x94,0x95,0x96,0x97,0x88,0x89,0x8a,0x8b,0x8c,0x8d,0x8e,0x8f,0x98,0x99,0x9a,0x9b,0x9c,0x9d,0x9e,0x9f,;/* 声明：建议读者先查阅我们提供的12864word文档资料，理解12864定坐标的 方式。 发送一个字节*/void SendByte(unsigned char Dbyte) unsigned char i; for(i=0;i<8;i+) SCK = 0; Dbyte=Dbyte<<1; SID = CY; SCK = 1; SCK = 0; /* 接收一个字节*/unsigned char ReceiveByte(void) unsigned char i,temp1,temp2; temp1=temp2=0; for(i=0;i<8;i+) temp1=temp1<<1; SCK = 0; SCK = 1; SCK = 0; if(SID) temp1+; for(i=0;i<8;i+) temp2=temp2<<1; SCK = 0; SCK = 1; SCK = 0; if(SID) temp2+; return (0xf0&temp1)+(0x0f&temp2);/* 检查忙状态*/void CheckBusy( void ) do SendByte(0xfc); /11111,RW(1),RS(0),0 while(0x80&ReceiveByte();/* 写一个字节的指令*/void WriteCommand( unsigned char Cbyte ) CS = 1; CheckBusy(); SendByte(0xf8); /11111,RW(0),RS(0),0 SendByte(0xf0&Cbyte); SendByte(0xf0&Cbyte<<4); CS = 0;/* 写一个字节的数据*/void WriteData( unsigned char Dbyte ) CS = 1; CheckBusy(); SendByte(0xfa); /11111,RW(0),RS(1),0 SendByte(0xf0&Dbyte); SendByte(0xf0&Dbyte<<4); CS = 0;/* lcd初始化函数*/void LcmInit( void ) WriteCommand(0x30); WriteCommand(0x03); WriteCommand(0x0c); WriteCommand(0x01); WriteCommand(0x06);/* 设定光标函数*/void Location_xy_12864(unsigned char x,unsigned char y) switch(x) case 0: x=0x80;break; case 1: x=0x90;break; case 2: x=0x88;break; case 3: x=0x98;break; default: x=0x80; y=y&0x07; WriteCommand(0x30); WriteCommand(y+x); WriteCommand(y+x);/* 清除文本*/void LcmClearTXT( void ) unsigned char i; WriteCommand(0x30); WriteCommand(0x80); for(i=0;i<64;i+) WriteData(0x20); Location_xy_12864(0,0); /* 清除图片*/void LcmClearBMP( void ) unsigned char i,j; WriteCommand(0x34); WriteCommand(0x36); for(i=0;i<32;i+) WriteCommand(0x80|i); WriteCommand(0x80); for(j=0;j<32;j+) WriteData(0); /显示温度void PutTemp(unsigned char row,unsigned char col) WriteCommand(0x30); WriteCommand(AC_TABLE8*row+col); WriteData(zhengshu%100)/10+48); WriteData(zhengshu%10+48); WriteData('.'); WriteData(xiaoshu1+48);/* 显示字符串*/void PutStr(unsigned char row,unsigned char col,unsigned char *puts) WriteCommand(0x30); WriteCommand(AC_TABLE8*row+col); while(*puts != '0') if(col=8) col=0; row+; if(row=4) row=0; WriteCommand(AC_TABLE8*row+col); WriteData(*puts); puts+; if(*puts != '0') WriteData(*puts); puts+; col+; /*/显示一个四位的数字void PutNum(unsigned char row,unsigned char col,unsigned int num) WriteCommand(0x30); WriteCommand(AC_TABLE8*row+col); WriteData(num/1000)+48); WriteData(num%1000)/100)+48); WriteData(num%100)/10)+48); WriteData(num%10)+48); */显示一个两位的数字void PutTime(void) WriteCommand(0x
