新型家庭防盗报警系统的设计本科毕业设计论文.doc
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1、摘要本系统主要由单片机、GTM900C模块和传感器构成。本文用华为生产的GTM900C模块,借用无线发送和接收、基带处理等功能,来实现无线数据传输和短信收发任务。借助最可靠、最成熟的GSM移动网络,以最直观的中文短消息,直接把报警地点的情况反映到您的手机屏幕上。它采用被动式红外传感器进行检测,变有形的传统防盗网防盗窗为无形,给火灾时的逃生提供方便。并配备烟雾传感器和燃气泄漏传感器,实现防火、防燃气泄漏的作用。为了实现对家庭防盗的实时监控,利用被动式红外传感器,采用外部供电方式,结合AT89S52 单片机,外加串口电路,报警电路以及显示模块,设计了防盗检测并报警的硬件系统。实例表明,该系统工作稳
2、定,操作方便,成本低廉,实现了家用防盗短信报警功能。该设计主要是被动式红外传感器相关技术的工作原理,分析实现功能要求电路的工作过程及设计,软件编程来实现家庭防盗报警系统的发送及接收。关键字:GTM900C模块;单片机;被动式红外传感器 AbstractThis system is mainly composed of MCU, GTM900C module and the sensor. In this paper, with Huawei production GTM900C module, borrow the wireless transmission and reception, ba
3、seband processing function, to realize wireless data transmission and messaging tasks. With the most reliable, most mature GSM mobile network, the most intuitive Chinese short message or telephone, directly to the alarm location is reflected onto your mobile phone screen. It uses a passive infrared
4、sensor to detect, turned the traditional alarm net and alarm for the invisible window, fire escape to provide convenient. And equipped with smoke sensor and gas leakage sensors, to achieve fire, gas leakage prevention effect of. In order to achieve the anti-theft family of real-time monitoring, usin
5、g a passive infrared sensor, the external power supply, combined with AT89S52MCU, plus serial circuit, an alarm circuit and a display module, design of detection and alarm system. Examples show that, the system is stable, convenient operation, low cost, realize the home burglar alarm message functio
6、n. The design is mainly passive infrared sensor technology principle, analysis of the realization of the functional requirements of the working process of the circuit and design, software programming to achieve home burglar alarm system to send and receive.Keywords: GTM900C module ;Microcontroller ;
7、Passive infrared sensor 目录第一章 前言1第二章 单片机概述22.1AT89S52的主要性能22.2AT89S52的功能特性描述22.3AT89S52各引脚功能介绍3第三章 GTM900C无线模块73.1 GTM900C模块简介73.1.1 GTM900C模块产品定位73.1.2 GTM900C模块产品特性83.1.3 GTM900C模块产品的应用93.1.4 GTM900C模块的业务演示框图93.2 GTM900C无线模块AT命令103.2.1 AT命令类型103.2.2 消息发送和写入命令113.3 GTM900C 信号连接器和天线接口143.3.1信号连接器143
8、.3.2天线接口153.3.3接口信号163.4接口的使用183.4.1 UART 接口的功能特性193.4.2 UART 接口信号定义193.4.3 UART接口DCE-DTE 配线20第四章 系统硬件设计214.1 键盘显示214.1.1 HD7279键盘显示芯片214.1.2 HD7279的典型应用电路214.2铁电存储器224.2.1铁电存储器特点224.2.2二线制协议224.3实时时钟234.3.1 DS12887功能也特点介绍234.3.2时间,日历和定闹单元244.3.3 DS12887引脚定义254.4后备电源254.5复位电路264.6遥控布撤防电路26第五章 传感器285
9、.1 被动式热释电红外传感器285.1.1 被动式热释电红外探头的工作原理及特性285.1.2 被动式热实地红外探头的优缺点295.1.3 被动式热释电传感器的安装要求295.2 人体热释电红外感应电路TX0001305.2.1人体热释电红外感应电路TX0001特点305.2.2人体热释电红外感应电路TX0001管脚图315.2.3人体热释电红外感应电路TX0001管脚说明315.2.4人体热释电红外感应电路TX0001工作原理325.3 烟雾传感器345.4 气体泄漏传感器35第六章 家庭防盗报警系统的软件设计366.1 程序框图设计366.2外部中断0中断服务子程序流程图376.3 系统组
10、成框图37第七章 技术经济分析38第八章 结论39参考文献40致谢41基于GTM900C的家用防盗短信报警系统设计第一章 前言目前传统的机械式(防盗网、防盗窗)安防系统在实际使用中暴露了很多隐患,例如:为其它没有安防盗窗的相近楼层形成被盗隐患、发生火灾时不易逃生等。随着电子技术的飞速发展,报警系统已从原来的简单化、局部化向智能化、集成化发展。而各种防盗报警系统之间的主要区别是在于如何让分机与主机、分机与用户之间进行通讯。目前市场上常见的防盗报警系统的通信方式有固定电话拨号、以太网、集群系统等等。但它们有各自的缺点:1 固定电话拨号容易被盗贼在入室抢劫前切断电话线或恶意占线,使其在关键时刻失灵。
11、2 以太网同样面临着线路被切断的隐患,且不易普及。3 集群系统功耗很大,网络架设和维护费用很高,而且需要 购买固定的频点。针对以上通信方式的优、缺点,我设计了基于GTM900C的家用防盗短信报警系统设计。此系统可解决这些隐患,让家庭防盗更及时、使用更方便。它不再依赖有线电话执行报警,而是借助最可靠、最成熟的GSM移动网络,以最直观的中文短消息或形式,直接把报警地点的情况反映到您的手机屏幕上。它采用主动式红外传感器进行检测,变有形的传统防盗网防盗窗为无形,给火灾时的逃生提供方便。并配备烟雾传感器和燃气泄漏传感器,实现防火、防燃气泄漏的作用。 本文介绍了用AT89S52单片机实现的基于GTM900
12、C的家用防盗短信报警系统,以及AT89S52单片机的功能特点、GTM900C模块工作原理、传感器工作原理。第二章 单片机概述2.1 AT89S52的主要性能1、拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash2、晶片内部具时钟振荡器(传统最高工作频率可至 12MHz)3、内部程序存储器(Flash)为 8KB4、内部数据存储器(RAM)为 256字节5、32 个可编程I/O 口线6、8 个中断向量源7、三个 16 位定时器/计数器8、三级加密程序存储器9、全双工UART串行通道2.2 AT89S52的功能特性描述AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K 在系统可编程Flas
13、h 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash,使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能: 8k字节Flash,256字节RAM,32 位I/O 口线,看门狗定时器,2 个数据指针,三个16 位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路。另外,AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下,C
14、PU停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。2.3 AT89S52各引脚功能介绍图2-1 AT89S52单片机引脚图VCC:AT89S52电源正端输入,接+5V。VSS:电源地端。XTAL1:单芯片系统时钟的反相放大器输入端。XTAL2:系统时钟的反相放大器输出端,一般在设计上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振荡晶体系统就可以动作了,此外可以在两引脚与地之间加入一 20PF 的小电容,可以使系统更稳定,避免噪声干扰而死机。RESET:AT89S52的重置引脚,高
15、电平动作,当要对晶片重置时,只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个机器周期以上的时间,AT89S51便能完成系统重置的各项动作,使得内部特殊功能寄存器之内容均被设成已知状态,并且至地址0000H处开始读入程序代码而执行程序。EA/Vpp:EA为英文External Access的缩写,表示存取外部程序代码之意,低电平动作,也就是说当此引脚接低电平后,系统会取用外部的程序代码(存于外部EPROM中)来执行程序。因此在8031及8032中,EA引脚必须接低电平,因为其内部无程序存储器空间。如果是使用 8751 内部程序空间时,此引脚要接成高电平。此外,在将程序代码烧录至8751内部EPROM时,可
16、以利用此引脚来输入21V的烧录高压(Vpp)。ALE/PROG:ALE是英文Address Latch Enable的缩写,表示地址锁存器启用信号。AT89S52可以利用这支引脚来触发外部的8位锁存器(如74LS373),将端口0的地址总线(A0A7)锁进锁存器中,因为AT89S52是以时分的方式送出地址及数据。平时在程序执行时ALE引脚的输出频率约是系统工作频率的1/6,因此可以用来驱动其他周边晶片的时基输入。此外在烧录8751程序代码时,此引脚会被当成程序规划的特殊功能来使用。PSEN:此为Program Store Enable的缩写,其意为程序储存启用,当8051被设成为读取外部程序代
17、码工作模式时(EA=0),会送出此信号以便取得程序代码,通常这支脚是接到EPROM的OE脚。AT89S52可以利用PSEN及RD引脚分别启用存在外部的RAM与EPROM,使得数据存储器与程序存储器可以合并在一起而共用64K的定址范围。PORT0(P0.0P0.7):端口0是一个8位宽的开路汲极(Open Drain)双向输出入端口,共有8个位,P0.0表示位0,P0.1表示位1,依此类推。其他三个I/O端口(P1、P2、P3)则不具有此电路组态,而是内部有一提升电路,P0在当做I/O用时可以推动8个LS的TTL负载。如果当EA引脚为低电平时(即取用外部程序代码或数据存储器),P0就以多工方式提
18、供地址总线(A0A7)及数据总线(D0D7)。设计者必须外加一锁存器将端口0送出的地址栓锁住成为A0A7,再配合端口2所送出的A8A15合成一完整的16位地址总线,而定址到64K的外部存储器空间。PORT2(P2.0P2.7):端口2是具有内部提升电路的双向I/O端口,每一个引脚可以推动4个LS的TTL负载,若将端口2的输出设为高电平时,此端口便能当成输入端口来使用。P2除了当做一般I/O端口使用外,若是在AT89S52扩充外接程序存储器或数据存储器时,也提供地址总线的高字节A8A15,这个时候P2便不能当做I/O来使用了。PORT1(P1.0P1.7):端口1也是具有内部提升电路的双向I/O
19、端口,其输出缓冲器可以推动4个LS TTL负载,同样地若将端口1的输出设为高电平,便是由此端口来输入数据。如果是使用8052或是8032的话,P1.0又当做定时器2的外部脉冲输入脚,而P1.1可以有T2EX功能,可以做外部中断输入的触发脚位。PORT3(P3.0P3.7):端口3也具有内部提升电路的双向I/O端口,其输出缓冲器可以推动4个TTL负载,同时还多工具有其他的额外特殊功能,包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部数据存储器内容的读取或写入控制等功能。其引脚分配如下:P3.0:RXD,串行通信输入。P3.1:TXD,串行通信输出。P3.2:INT0,外部中断0输入。P3.3:IN
20、T1,外部中断1输入。P3.4:T0,计时计数器0输入。P3.5:T1,计时计数器1输入。P3.6:/WR:外部数据存储器的写入信号。P3.7:/RD,外部数据存储器的读取信号。RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR
21、8EH地址上置0。此时, ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。另外,该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效。/PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP:当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时,/EA将内部锁定为RESET;当/EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。XTAL1:反
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