家庭智能緊急呼救系統(tǒng)的設計

1、編號： 畢業(yè)設計說明書畢業(yè)設計說明書題 目： 家庭智能緊急呼救系統(tǒng)設計 學 院： 信息與通信學院 專 業(yè)： 電子信息工程 學生姓名： 學 號： 指導教師： 職 稱： 題目類型：題目類型： 理論研究 實驗研究 工程設計 工程技術(shù)研究 軟件開發(fā)2013 年 6 月 5 日桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 0 頁 共 2 頁 摘 要本設計介紹了家庭智能緊急呼救系統(tǒng)的設計以及工作原理。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展和人民生活水平大幅提高，人們對家居安全的重視程度不斷提高。如今很多老人或兒童尤其是殘疾人或有突發(fā)性疾病的患者等，在遇到突發(fā)事件時，如盜賊入室、火災、燃氣泄露、疾病求助等由于自身行動不方便

2、或者過度驚慌沒能發(fā)出報警的信息。最基本的電話求助已不能保證他們的居家安全，必須建立一個穩(wěn)定、可靠、易操作的急救報警系統(tǒng)。為了解決以上問題，本畢業(yè)設計通過 GSM 模塊、煤氣檢測傳感器、煙霧傳感器、紅外傳感器與單片機的聯(lián)接，實現(xiàn)對家庭的安全進行實時監(jiān)測，當發(fā)生異?，F(xiàn)象時發(fā)出報警的聲音，通過 GSM 模塊發(fā)出求救信息；同時設計無線求救模塊，當有緊急情況時，可以通過無線求救模塊發(fā)出求救信息。本設計也可以通過手機發(fā)送信息對系統(tǒng)進行復位以及獲取當前每個傳感器的實時信息如溫度、氣體濃度、紅外傳感器的狀態(tài)，從而實現(xiàn)防火、防燃氣泄漏、防盜的作用。在這個系統(tǒng)當中，GSM 模塊與單片機之間的通信進行信息的雙向傳輸

3、是最關(guān)鍵的，因為如果不能確保它們之間的正常通信，就算是檢測到了突發(fā)事件的發(fā)生，不能把求救信息發(fā)送出去，那么設計就失去了意義。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：單片機；GSM；手機；傳感器；無線模塊桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 1 頁 共 2 頁 ABSTRACTThis design introduces a family of Intelligent emergency call system design and working principle. With the rapid development of information technology and a substantial i

4、ncrease in peoples living standards, people are attaching increasing importance of home safety. Today, many elderly people or children, especially disabled or sudden illness of patients, when faced with an emergency, such as thieves burglary, fire, gas leaks, disease help. Inconvenient due to their

5、own actions or excessive panic did not alarm information can be issued, the most basic telephone help can not guarantee the security of their home, you must create a stable, reliable, easy to operate the emergency alarm system.In order to solve the above problems, the graduation project by GSM modul

6、e, gas detection sensors, smoke sensors, infrared sensor and microcontroller connection to achieve real-time monitoring of the safety of the family, issued the alarm sound when an abnormal phenomenon, through the GSM module send out a distressinformation; designed wireless distress module, when ther

7、e is an emergency situation, by wireless distress module sent out distress. The design can also send a message through the mobile phone to reset the system and access to real-time information for each sensor such as temperature, gas concentration, infrared sensor status, in order to achieve fire pre

8、vention, gas leakage, the role of security.In this system, two-way transmission of information communication between the GSM module and the monolithic integrated circuit is the key, because if you cant ensure the normal communication between them, even if it is to detect the occurrence of unexpected

9、 events, cant help information is sent out, then the design will lose its significance.KEY WORDS: MCU; GSM; mobile phones; sensor; wireless modul桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 0 頁 共 1 頁 目 錄引言.1第 1 章 系統(tǒng)原理及方案論證.11.1 方案設計以及原理框圖.11.2 方案論證.2第 2 章 單片機.32.1 STC12C5A60S2 單片機介紹.3第 3 章 GSM 模塊.53.1 GTM900C 介紹.63.2 GTM

10、900C 的主要特性.63.3 GTM900C 的硬件接口.73.3.1 GTM900C 的接口特性及技術(shù)特點.73.3.2 GTM900C 管腳分配.83.4 GTM900C 與 MCU 之間短信的發(fā)送和接收.93.4.1 短信的發(fā)送.93.4.2 短信的接收.153.4.3 MCU 與 GSM 之間短息接收并返回相關(guān)信息.16第 4 章 315M 無線模塊.224.1 315M 無線模塊的介紹.224.2 315M 無線模塊對 MCU 的控制思路.24第 5 章 傳感器模塊.255.1 數(shù)字溫度傳感器 DS18B20.255.2 煙霧氣體傳感器.305.3 紅外傳感器.31第 6 章 顯示

11、模塊.336.1 NOKIA5110 顯示器介紹.336.1 NOKIA5110 顯示器的使用.34第 7 章 鍵盤模塊.387.1 44 鍵盤的設計.38第 8 章 硬件和軟件的調(diào)試.418.1 硬件的調(diào)試.418.2 軟件的調(diào)試.42第 9 章 結(jié)論.42謝 辭.43參考文獻.44附 錄.46桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 0 頁 共 46 頁 引言隨著科學技術(shù)的發(fā)展，安全人類社會穩(wěn)定飛速發(fā)展的基礎保障。一個社會的人身安全，以及信息安全得不到保障就沒有科學技術(shù)的高速發(fā)展。本設計主要圍繞人身安全而設計的一款智能家庭緊急呼救系統(tǒng)。系統(tǒng)通過手機和 GSM 以及單片機系統(tǒng)組成的外圍檢

12、測電路組成，GSM 和手機之間的通信是無線傳輸，不像和固定電話通信那樣需要電話線。固定電話撥號容易被盜賊在入室搶劫前切斷電話線或惡意占線，從而使其失去通信的能力。另一方面就是固定電話不方便攜帶。而手機現(xiàn)在非常普及，又方便攜帶，手機與 GSM 之間是無線的信息傳輸，不存在電話線的連接，所以十分安全。還可以通過手機在何時何地只要有信號的情況下都可以通過手機獲取當前系統(tǒng)的相關(guān)信息，十分的方便。而以以太網(wǎng)組成的系統(tǒng)雖然控制也很方便，但是目前來說同樣面臨著線路被切斷的隱患，因為現(xiàn)在以太網(wǎng)還是要網(wǎng)線相連接的，而無線網(wǎng)的范圍小且不易普及。集群系統(tǒng)功耗很大，網(wǎng)絡架設和維護費用很高，而且需要 購買固定的頻點，很

13、不適用。所以本設計通過手機和 GSM 之間的通信有著它的優(yōu)勢，它不存在電話線以及地點的控制的限制。它不依賴有線電話進行報警，而是借助可靠、成熟的 GSM 移動網(wǎng)絡，以最直觀的短信或者電話形式把系統(tǒng)檢測到的信息情況反饋到你手機上，方便你做出選擇，從而使安全得到保障。第 1 章 系統(tǒng)原理及方案論證一個系統(tǒng)的功能實現(xiàn)有多種的設計方法，每種方法都有自身的優(yōu)點及缺點對于怎樣的設計方案才是最符合的，則要看設計的成本以及應用的工作環(huán)境還有其它的特殊要求等。1.1 方案設計以及原理框圖本文介紹了基于 GSM 短信模塊的家庭智能緊急呼救系統(tǒng)工作原理，系統(tǒng)主要由 GSM模塊、煤氣檢測傳感器模塊、溫度傳感器模塊、紅

14、外傳感器模塊以及 315M 無線模塊組成。如下圖把它們的各個分立部分實現(xiàn)的功能組合起來就能實現(xiàn)對危情的檢測。桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 1 頁 共 46 頁 圖 1-1 家庭智能緊急呼救系統(tǒng)原理框圖主控制系統(tǒng)流程圖如下：桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 2 頁 共 46 頁 開始系統(tǒng)初始化GSM 初始化成功？是否溫度高發(fā)短信提示溫度過高氣體濃度高發(fā)短信提示氣體濃度過高有人靠近發(fā)短信提示有人靠近接收到新消息？短信內(nèi)容為 4系統(tǒng)復位并返回OK返回熱釋電工作狀態(tài)短信內(nèi)容為 3返回當前氣體濃度短信內(nèi)容為 2返回當前溫度短信內(nèi)容為 1否是是否MCU 檢測到異常？圖 1-2

15、主控制流程圖1.2 方案論證依據(jù)系統(tǒng)功能原理的分析，本緊急呼救系統(tǒng)主要是通過一個微控制器把采集到的一些信息通過 GSM 模塊反饋出去。則主要的選擇是選擇怎樣的一個微控制器去控制系統(tǒng)的運行，以下是具體提出的方案。方案一：采用 51 系列的單片機作為本設計的微控制器。方案二：采用 PIC 單片機作為本設計的微控制器。方案三：采用 ARM 系列的單片機作為本設計的微控制器。桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 3 頁 共 46 頁 上述硬件設計方案都是可以的，51 系列的單片機是接觸最多的比較了解其性能以及有關(guān)控制指令的編寫，價格也不貴。PIC 單片機指令很少，寫控制指令可能相對困難。而 A

16、RM 單片機功能雖然很強大，但是有很多它提供的功能在本設計中都用不到，而且價格也相對比較貴。所以在兼顧到性價比的前提下采用方案一更符合本設計。第 2 章 單片機單片機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)處理能力的中央處理器 CPU 隨機存儲器 RAM、只讀存儲器 ROM、多種 I/O 口和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、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)成的一個小而完善的微型計算機系統(tǒng)，在工業(yè)控制領(lǐng)域的廣泛應用。由于考慮到本設計的程序的大小，還可能用到多個中斷以及 A/D 轉(zhuǎn)換、程序響應時間、抗干擾能力等問題，普通

17、的 8051 單片機滿足不了設計的需求。所以本設計選用了新一代的單片機 STC12C5A60S2。2.1 STC12C5A60S2 單片機介紹一、的功能特性STC12C5A60S2/AD/PWM 系列單片機是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘/機器周期(1T)的單片機， 是高速/低功耗/超強抗干擾的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快8-12 倍。內(nèi)部集成MAX810專用復位電路,2路PWM,8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換(250K/S，即25萬次/秒),針對電機控制，強干擾場合。1、增強型 8051 CPU，1T，單時鐘/機器周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051.2、工作電壓：STC12C

18、5A60S2 系列工作電壓： 5。5V - 3.5V（5V單片機）。3、工作頻率范圍：035MHz，相當于普通8051的 0420MHz。4、用戶應用程序空間 8K /16K / 20K / 32K / 40K / 48K / 52K / 60K / 62K 字節(jié)。5、片上集成1280字節(jié) RAM 。6、通用I/O口（36/40/44個），復位后為：準雙向口/弱上拉（普通8051傳統(tǒng)I/O口）?？稍O置成四種模式：準雙向口/弱上拉，強推挽/強上拉，僅為輸入/高阻，開漏 每個I/O口驅(qū)動能力均可達到20mA，但整個芯片最大不要超過120mA 。7、ISP（在系統(tǒng)可編程）/ IAP（在應用可編程），

19、無需專用編程器，無需專用仿真器?？赏ㄟ^串口（P3.0/P3.1）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片。8、有EEPROM功能(STC12C5A62S2/AD/PWM無內(nèi)部EEPROM) 。桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 4 頁 共 46 頁 9、看門狗。10、內(nèi)部集成MAX810專用復位電路（外部晶體12M以下時，復位腳可直接1K電阻到地）。11、外部掉電檢測電路: 在P4.6口有一個低壓門檻比較器5V單片機為1.33V，誤差為5%,3.3V 單片機為1.31V，誤差為3%。12、時鐘源：外部高精度晶體/時鐘，內(nèi)部R/C振蕩器(溫漂為5% 到10% 以內(nèi))。用戶在下載用戶程序時，可

20、選擇是使用內(nèi)部R/C 振蕩器還是外部晶體/ 時鐘。常溫下內(nèi)部R/C振蕩器頻率為：5。0V 單片機為： 11MHz 17MHz。3.3V 單片機為： 8MHz 12MHz。精度要求不高時，可選擇使用內(nèi)部時鐘，但因為有制造誤差和溫漂，以實際測試為準13、共4個16位定時器。兩個與傳統(tǒng)8051兼容的定時器/計數(shù)器,16位定時器T0和T1，沒有定時器2，但有獨立 波特率發(fā)生器做串行通訊的波特率發(fā)生器,再加上2路PCA模塊可再實現(xiàn)2個16位定時器。14、3個時鐘輸出口，可由T0的溢出在P3.4/T0輸出時鐘，可由T1的溢出在P3.5/T1輸出時鐘,獨立波特率發(fā)生器可以在P1.0口輸出時鐘。15、外部中斷

21、 I/O 口 7 路,傳統(tǒng)的下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷,并新增支持上升沿中斷的 PCA 模塊，Power Down 模式可由外部中斷喚醒，INT0/P3.2,INT1/P3.3,T0/P3.4, T1/P3.5, RxD/P3.0, CCP0/P1.3(也可通過寄存器設置到 P4.2), CCP1/P1.4(也可通過寄存器設置到 P4.3)。16、PWM(2路）/ PCA（可編程計數(shù)器陣列,2路）。 - 也可用來當2路D/A使用。- 也可用來再實現(xiàn)2個定時器。- 也可用來再實現(xiàn)2個外部中斷(上升沿中斷/下降沿中斷均可分別或同時支持)。17、A/D轉(zhuǎn)換, 10位精度ADC，共8路，轉(zhuǎn)換速度可達2

22、50K/S(每秒鐘25萬次)。18、通用全雙工異步串行口(UART)，由于STC12系列是高速的8051，可再用定時器或PCA軟件 實現(xiàn)多串口。19、STC12C5A60S2系列有雙串口，后綴有S2標志的才有雙串口，RxD2/P1.2(可通過寄存器設 置到P4.2)，TxD2/P1.3(可通過寄存器設置到P4.3)。20、工作溫度范圍：-40 +85(工業(yè)級) / 0 75(商業(yè)級)。21、封裝：LQFP-48, LQFP-44, PDIP-40, PLCC-44, QFN-40 ，I/O口不夠時，可用2到3根普通I/O口線外接74HC164/165/595（均可級聯(lián)）來擴展I/O口, 還可用

23、A/D做按鍵掃描來節(jié)省I/O口，或用雙CPU,三線通信，還多了串口。二、STC12C5A60S2 單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)STC12C5A60S2 系列單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示。STC12C5A60S2 單片機中包桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 5 頁 共 46 頁 含中央處理器(CPU)、程序存儲器(Flash)、數(shù)據(jù)存儲器(SRAM)、定時/計數(shù)器、UART 串口、串口 2、I/O 接口、高速 A/D 轉(zhuǎn)換、SPI 接口、PCA、看門狗及片內(nèi) R/C 振蕩器和外部晶體振蕩電路等模塊。STC12C5A60S2 系列單片機幾乎包含了數(shù)據(jù)采集和控制中所需的所有單元模塊，可稱得上一個片

24、上系統(tǒng)。圖 2-1 單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖三、STC12C5A60S2 單片機的管腳圖:圖 2-2 STC12C5A60S2 單片機的管腳圖第 3 章 GSM 模塊GSM 模塊，是將 GSM 射頻芯片、基帶處理芯片、存儲器、功放器件等集成在一塊線路板上，具有獨立的操作系統(tǒng)、GSM 射頻處理、基帶處理并提供標準接口的功能模塊。因此，GSM 模塊具有發(fā)送 SMS 短信，語音通話，GPRS 數(shù)據(jù)傳輸?shù)然?GSM 網(wǎng)絡進行通信的所有基本功能。簡單來講，GSM 模塊加上鍵盤、顯示屏和電池，就是一部手機。桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 6 頁 共 46 頁 3.1 GTM900C 介紹華為 G

25、TM900C 是一款雙頻 900/1800MHZ 高度集成的 GSM/GPRS 模塊，是 GTM900B 的升級模塊。內(nèi)嵌 TCP/IP 協(xié)議模塊，使用簡單，易于集成，它支持標準的 AT 命令及增強 AT 命令，提供豐富的語音和數(shù)據(jù)業(yè)務等功能，是高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)雀鞣N應用的理想解決方案。 。在遠程監(jiān)控和無線公話以及無線 POS 終端等領(lǐng)域您都能看到 GTM900C 無線模塊在發(fā)揮作用，GTM900C 軟件、硬件兼容 GTM900B、TC35i、MC39i，使用 TC35i 或MC39i 的用戶不用作任何更改就可以使用，以降低產(chǎn)品成本。3.2 GTM900C 的主要特性GTM900-C的產(chǎn)品特性如下

26、表所示:表3-1：產(chǎn)品特性產(chǎn)品特性 描述 工作頻段 EGSM900/GSM1800雙頻 EGSM900 Class4(2W) 最大發(fā)射功率 GSM1800 Class1(1W) 接收靈敏度 回復收到后才可以輸入內(nèi)容“hello”再點“手動發(fā)送”。最后一步,是最關(guān)鍵的就是短信內(nèi)容的結(jié)束,在“十六進制發(fā)送”地方點一下，如下圖。在指令區(qū)輸入1A （表示確認發(fā)送），再點“手動發(fā)送”之后就可以等待發(fā)送成功如圖3-5所示收到+CMGS: 172 表示發(fā)送成功。圖 3-5 3、使用 MCU 控制 GSM 發(fā)送英文短信。首先進行 MCU 與 GSM 之間的通信初始化，在程序里面定義兩個數(shù)據(jù)傳輸函數(shù)：一個傳輸字

27、符串的函數(shù) UART_send_string（） ；另一個傳輸字節(jié)的函數(shù)UART_send_byte（） 。這樣就可以通過 MCU 與 GSM 之間進行數(shù)據(jù)的傳輸了。同樣以短息內(nèi)容為“hello”發(fā)送到 10086 為例解說利用 MCU 進行英文短信的發(fā)送。程序如下：UART_send_string(AT);/ 握手 UART_send_byte(0 x0D); /回車符 0DUART_send_byte(0 x0A);/換行符 0Adelay_1ms(100);UART_send_string(ATE1); /開回顯UART_send_byte(0 x0D);UART_send_byte(0

28、 x0A);delay_1ms(100);UART_send_string(AT+CMGF=1); /指定信息的輸入輸出格式為文本UART_send_byte(0 x0D);UART_send_byte(0 x0A);delay_1ms(100);桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 13 頁 共 46 頁 UART_send_string(AT+CSCA=+8613800773500,145) /桂林短信中心號碼UART_send_byte(0 x0D);UART_send_byte(0 x0A);delay_1ms(100);UART_send_string(AT+CMGS=);

29、/發(fā)送短消息UART_send_string(10086);UART_send_string();UART_send_byte(0 x0D);UART_send_byte(0 x0A);delay_1ms(100);UART_send_string(hello); /短信內(nèi)容UART_send_byte(0 x0D);UART_send_byte(0 x0A);delay_1ms(100);UART_send_byte(0 x1A);/確認發(fā)送短信delay_1ms(100);4、中文短信的發(fā)送發(fā)送格式為 ：0011000D9168 3118180295F2 0008A0 04 67094EB

30、A固定 電話號碼 固定 短信長度/2（16 進制） 短信內(nèi)容（1）以短息內(nèi)容為“發(fā)”發(fā)送到為例解說串口軟件與 GSM 之間中文短信的發(fā)送。中文短信比英文復雜點，要先把號碼進行 16 進制編，在 ASCII 碼下的 16 進制編碼對方手機號碼為進行轉(zhuǎn)換在號碼最后加上 F 補成偶數(shù)，然后將奇數(shù)位和偶數(shù)位交換得到 3118180295F2。 “測試”的 16 進制編碼為“53D1”。（1）先輸入 AT+CMGF=0 再按 ENTER 鍵后點“手動發(fā)送”，指令功能為中文方式發(fā)送狀態(tài)有 OK 回復。（2）把PDU格式進入編碼，

31、手機號碼是11位再加上國標接入碼86長度是13位所在長度是0D，91 表示使用接入碼 86(中國地區(qū)) ,如果是 PDU 使用 08 編碼表，及短信在服務器存放時間，這里用 A0001000011000D91683118180295F20008A0.加上內(nèi)容“發(fā)”的編碼53D1的長度為2位16進制碼及內(nèi)容。0011000D91683118180295F20008A00253D1 長度為36字符。（3）計算 PDU 總長度,因為是16進制，所以只能兩位16碼算一位長度桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 14 頁 共 46 頁 0011000D9168（12位） +(12位接收手機號碼（

32、11位+F）再倒置)+ 000800+短息內(nèi)容4字符(不包括內(nèi)容前面兩位內(nèi)容長度)=30+4=38，34/2=17。再輸入AT+CMGS=19再按ENTER鍵后點“手動發(fā)送”指令功能送短信，狀態(tài)有回復收到后才可以輸入內(nèi)容：0011000D91683118180295F20008A00253D1再點“手動發(fā)送”。最后一步,是最關(guān)鍵的就是短信內(nèi)容的結(jié)束,在“十六進制發(fā)送”地方點一下，如下圖。在指令區(qū)輸入1A （表示確認發(fā)送），再點“手動發(fā)送”之后就可以等待發(fā)送成功。如圖3-6所示收到+CMGS: 169 表示發(fā)送成功。圖 3-65、以短息內(nèi)容為“發(fā)”發(fā)送到 1381812

33、0592 為例解說 MCU 與 GSM 之間中文短信的發(fā)送。程序如下：UART_send_string(AT);/ 握手 UART_send_byte(0 x0D); /回車符 0DUART_send_byte(0 x0A);/換行符 0Adelay_1ms(100);UART_send_string(ATE1); /開回顯 UART_send_byte(0 x0D);UART_send_byte(0 x0A);delay_1ms(100);UART_send_string(AT+CMGF=0); /指定信息的輸入輸出格式為中文UART_send_byte(0 x0D);UART_send_b

34、yte(0 x0A);delay_1ms(100);UART_send_string(AT+CSCA=+8613800773500,145) /桂林短信中心號碼UART_send_byte(0 x0D);UART_send_byte(0 x0A);delay_1ms(100);UART_send_string(AT+CMGS=17); /短息長度 UART_send_byte(0 x0D);UART_send_byte(0 x0A);delay_1ms(100);桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 15 頁 共 46 頁 UART_send_string(0011000D9168);

35、UART_send_string; UART_send_string(0008A0);UART_send_string(0011000D91683118180295F20008A00253D1);UART_send_byte(0 x0D);UART_send_byte(0 x0A);delay_1ms(100);UART_send_byte(0 x1A);/確認發(fā)送短信則中文短信的發(fā)送主要是通過設置中心號碼，確定短信長度，以及 PDU 的編碼。3.4.2 短信的接收1、英文短信的接收：（1）設置短信提示功能輸入AT+CNMI=2,1 再按 ENTER鍵后點“手動發(fā)送”

36、指令功能短信提示，狀態(tài)有 OK 回復再輸入AT+CMGF=1再按ENTER鍵后點“手動發(fā)送”指令功能為英文方式發(fā)送，狀態(tài)有 OK 回復，如圖3-7。圖 3-7之后向 SIM 卡發(fā)送一條英文短信如圖 3-8。圖 3-8收到 +CMTI:SM,4 表示有短信到達,短信存在 SIM 卡的第 4 個位置。（2）進行短信讀取輸入AT+CMGR=4再按ENTER鍵后點“手動發(fā)送”。指令功能讀取指定“4”里的內(nèi)容，回復短信報文，如下圖。圖 3-9其中REC UNREAD表示短信沒有被讀過對方號碼，接著后面的為時間日期以及短息的中心號碼。最后一行的“OK”為短信內(nèi)容。如果再讀一次就會

37、有桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 16 頁 共 46 頁 點區(qū)別如下圖：圖 3-10“REC READ”就成已讀短信了。2、中文短信的接收：（1）設置短信提示功能輸入AT+CNMI=2,1 再按 ENTER鍵后點“手動發(fā)送”指令功能短信提示，狀態(tài)有 OK 回復再輸入AT+CMGF=0再按ENTER鍵后點“手動發(fā)送”指令功能為中文方式發(fā)送，狀態(tài)有 OK 回復，如下圖。圖 3-11之后向 SIM 卡發(fā)送一條中文短信，短信內(nèi)容為“你好”如下圖。圖 3-12收到 +CMTI:SM,5 表示有短信到達,短信存在 SIM 卡的第 5 個位置。（2）進行短信讀取：輸入AT+CMGR=5再按EN

38、TER鍵后點“手動發(fā)送”。指令功能讀取指定“5”里的內(nèi)容，回復短信報文，如下圖。圖 3-13“0”：短信未讀，“1”：已讀；22：短信的長度；91683108700705F4：短信中心號碼；0B：短息號碼長度；5105877351F1：對方號碼；1502112952123：時間日期桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 17 頁 共 46 頁 13/05/12，21：59：12+32；04：短信長度；4F60597D：信息內(nèi)容“你好”。3.4.3 MCU 與 GSM 之間短息接收并返回相關(guān)信息MCU 與 GSM 之間的短信接收和返回相關(guān)信息是本設計的一個難點，首先要設置好信息的存儲位置，

39、然后在接收到有新信息提示時再去提前信息，通過信息內(nèi)容的比較，信息號碼的提取再把相關(guān)的信息反饋出去。信息反饋原理框圖：短信內(nèi)容為 1返回當前溫度短信內(nèi)容為 2返回當前氣體濃度短信內(nèi)容為 3返回熱釋電工作狀態(tài)短信內(nèi)容為 4系統(tǒng)復位并返回OK接收到新消息？GSM 初始化成功？系統(tǒng)初始化開始否否是是圖 3-14 信息反饋原理框圖首先進行系統(tǒng)初始化以及 GSM 初始化，初始化成功后就可以檢查是否有新信息到來。在初始化之前在程序里面定義好相關(guān)的接收寄存器，以及相關(guān)的信息標志位。定義如下：#define RxIN (200) /接收數(shù)組長度#define READY (1) /接收數(shù)組接收完成#define

40、 UNREADY (0)/接收數(shù)組接收未完成桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 18 頁 共 46 頁 extern UINT8 data Rx;extern UINT8 xdata g_flag;extern UINT8 data UART_buffer_statu; /接收寄存器狀態(tài)extern UINT8 data V_buffer17;extern UINT8 xdata UART_bufferRxIN; /保存 GSM 發(fā)來的數(shù)據(jù)extern UINT8 xdata msg_statu; /接收信息狀態(tài)extern UINT8 unread_msg_num; /未讀消息編號

41、（=0 表示無未讀消息）extern UINT8 msg_COM; /表示收到短信的命令（=0 表示沒有收到短信命令）static UINT8 code com_str = 0 x0D, 0 x0A, 0 x4F, 0 x4B, 0 x0D, 0 x0A; /0 x4F, 0 x4B, 為 OK 的國標碼。static UINT8 code msg_1 = 0 x0D, 0 x0A, 0 x31, 0 x0D, 0 x0A, 0 x0D, 0 x0A, 0 x4F, 0 x4B, 0 x0D, 0 x0A; /1 的國標碼 31。static UINT8 code msg_2 = 0 x0D,

42、 0 x0A, 0 x32, 0 x0D, 0 x0A, 0 x0D, 0 x0A, 0 x4F, 0 x4B, 0 x0D, 0 x0A; /2 的國標碼 32static UINT8 code msg_3 = 0 x0D, 0 x0A, 0 x33, 0 x0D, 0 x0A, 0 x0D, 0 x0A, 0 x4F, 0 x4B, 0 x0D, 0 x0A; /3 的國標碼 33static UINT8 code msg_4 = 0 x0D, 0 x0A, 0 x34, 0 x0D, 0 x0A, 0 x0D, 0 x0A, 0 x4F, 0 x4B, 0 x0D, 0 x0A; /4

43、的國標碼 34static UINT8 idata read_msg_com = AT+CMGR=100;/ 讀取 SM 中的短信定義好了以后接上串口調(diào)試軟件，發(fā)送指令初始化 GSM 模塊：ATOKATE1OKATV1OKAT+CNMI=2,1OKAT+CMGF=1OK說明初始化成功，接下來用聯(lián)通卡手機向 GSM 模塊里面的手機卡發(fā)一條短信，短信內(nèi)容為“1” ，則收到+CMTI: SM,3 表示模塊收到了新的信息存在 SM 卡的第三個位置，之后再用串口發(fā)送指令 AT+CMGR=3，表示讀取第三個位置的信息，之后再收到+CMGR: REC 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 19 頁

44、共 46 頁 UNREAD13/05/11,22:09:03+32,161,36,0,0,8613800770504,145,71OK其中 REC UNREAD 表示信息未讀表示發(fā)送方的號碼，ok 之前的“1”表示信息內(nèi)容為 1.之后再用串口在發(fā)送一次 AT+CMGR=3 則返回+CMGR: REC READ13/05/11,22:09:03+32,161,36,0,0,8613800770504,145,71OK如果是用移動手機卡向 GSM 發(fā)送信息則收到的信息又有一點區(qū)別，下面用移動手機卡向 GSM 發(fā)送一條內(nèi)容

45、為“2”的信息并進行提取則如下：+CMTI: SM,4AT+CMGR=4+CMGR: UNREAD,8613481393065,13/05/11,22:14:58+32,145,4,0,0,8613800773500,145,32OKAT+CMGR=4+CMGR: REC READ,8613481393065,13/05/11,22:14:58+32,145,4,0,0,8613800773500,145,32OK通過對比發(fā)現(xiàn)用移動手機卡發(fā)的信息在發(fā)送信息手機號碼的前面多了 86 兩個字母，而用聯(lián)通手機發(fā)的前面沒有 86，直接就是發(fā)送信息的手機號碼。在進行了以上的測試后就可以使用 MCU 編寫

46、程序來控制 GSM 來進行信息的反饋了。首先定義串口中斷 1void UARTInterrupt(void) interrupt 4 來接收和比較 GSM 反饋回來的信息。相關(guān)程序如下：void UARTInterrupt(void) interrupt 4 UINT8 i = 0;if(RI) if(Rx = 13) & str_compare(+CMTI: SM, UART_buffer, Rx - 14, Rx - 3) /桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 20 頁 共 46 頁 檢測是否有新消息if (UART_bufferRx = 0) & (UART_b

47、ufferRx = 0) & (UART_bufferRx - 1 = 0) & (UART_bufferRx - 2 = 11) & str_compare(msg_1, UART_buffer, Rx - 10, Rx) /檢測收到信息是否為 1msg_COM = 1;if (Rx = 11) & str_compare(msg_2, UART_buffer, Rx - 10, Rx) /檢測收到信息是否為 2msg_COM = 2;if (Rx = 11) & str_compare(msg_3, UART_buffer, Rx - 10, Rx)

48、 msg_COM = 3;if (Rx = 11) & str_compare(msg_4, UART_buffer, Rx - 10, Rx) msg_COM = 4;if (Rx = 32) & str_compare(+CMGR: REC UNREAD, UART_buffer, Rx - 33, Rx - 13)/提取接收到的消息的發(fā)件人號碼如長度為 93；則 93-33=60；93-13=80；80-（60+1）=19 即（+CMGR: REC UNREAD,）的長度 if (UART_bufferRx + i - 12 = 1) /提取號碼 for (i=0; i1

49、1; i+) read_phone_num1i = UART_bufferRx + i - 12;for (i=0; i11; i += 2)read_phone_numi = read_phone_num1i + 1;ead_phone_numi+1 = read_phone_num1i; /號碼輸入并轉(zhuǎn)置桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 21 頁 共 46 頁 read_phone_num10 = F; / 號碼的第 11 位都為 Felse if (UART_bufferRx + i - 12 = 8) /移動的號碼前面 86 開頭，號碼的第一位為 8for (i=0; i1

50、1; i+) read_phone_num1i = UART_bufferRx + i - 10;for (i=0; i= 6) & str_compare(com_str, UART_buffer, Rx - 5, Rx) /檢測 GSM 模塊返回的“OK”Rx = 0;UART_buffer_statu = READY; /接收寄存器接收完成P1 |= 0 x10;clear_buffer(UART_buffer);elseUART_buffer_statu = UNREADY; /接收寄存器接收未完成P1 &= 0 x10;Rx+;elseRx = 0; RI = 0;

51、elseTI = 0; 用 if (Rx = 13) & str_compare(+CMTI: SM, UART_buffer, Rx - 14, Rx - 3) 檢測是否有新消息到來，如果有信息到來則 unread_msg_num 標志不為 0，則觸發(fā)定時器 0 中斷服務程序在執(zhí)行現(xiàn)在中斷程序后再執(zhí)行定時器 0 中斷服務程序。if (tem_msg_flag = 1) | (rsd_msg_flag = 1) | (mq_msg_flag = 1) | (unread_msg_num != 0) | (msg_COM != 0) & (msg_COM != 4)；有未讀信息或

52、有收到消息并且收到消息不等于 4（復位）時TR0 = 1;；再讀取信息的位置，把信息位置的信息存放在 read_msg_com中，再通過指令 UART_send_string(read_msg_com);來讀取信息。把讀到的信息內(nèi)容分別與 msg_1、msg_2、msg_3、msg_4 中的內(nèi)容相比較。如果與 msg_1 中的內(nèi)容相同則標志 msg_COM = 1，如果與 msg_2 中的內(nèi)容相同則標志msg_COM = 2，依次類推。之后再提取發(fā)信人的號碼并對提取到的號碼進行處理并保存在數(shù)組 read_phone_num中。再去響應定時器中斷 0 服務程序處理相關(guān)標志位對應的短信發(fā)送。從而實

53、現(xiàn) MCU 對 GSM 模塊的雙向數(shù)據(jù)傳輸，這樣可以通過手機實時了桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 22 頁 共 46 頁 解系統(tǒng)的相關(guān)信息并可以通過手機對系統(tǒng)的控制操作。第 4 章 315M 無線模塊為了防止危情發(fā)生而傳感器檢測不到，或者傳感器已經(jīng)損壞的時候，報警信號無法通過傳感器觸發(fā) MCU 進行報警。這個時候只要通過按手持遙控器上的對應的按鍵而發(fā)出對應的報警信息。十分的實用和方便，所以在設計中添加無線模塊進行報警時十分必要的。無線模塊已經(jīng)很成熟，市場上有各種各樣的無線模塊比如+NRF24L01 無線模塊、NRF905、RF1101SE 以及本設計使用的 315M 無線模塊，其

54、中+NRF24L01、NRF905、RF1101SE 無線模塊都可以進行數(shù)據(jù)的雙向傳輸，而且傳輸?shù)木嚯x也比較遠，一般都有 200 米以上。但是這些模塊不方便攜帶，還要另加 MCU 和按鍵進行對系統(tǒng)進行控制，十分不方便，而且調(diào)試也麻煩，價格也比較貴。雖然它們的功能是比較強，單在本設計中它們強大的功能也用不到，所以不適合用在本設計中。而 315M 無線模塊價格便宜、攜帶方便、美觀、編程簡單，模塊不用再通過改裝直接可以用。接收模塊可以直接連接到 MCU 上面，然后通過按發(fā)射模塊的按鍵，在接收模塊相應的引腳就會有高電平輸出，十分方便，對 MCU 的控制編程也很簡單。所以本設計選擇 315M 無線模塊，

55、其實物圖如下：圖 4-1 315 無線模塊實物圖4.1 315M 無線模塊的介紹一、技術(shù)參數(shù)工作電壓(V)：DC5V靜態(tài)電流(mA)：4.5MA調(diào)制方式：調(diào)幅（OOK）工作溫度：-10+70接收靈敏度(dBm)：-105DB桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 23 頁 共 46 頁 工作頻率(MHz)：315、433.92MHz（266-433MHZ 頻率段可任選）編碼方式：焊盤編碼（固定碼）工作方式：M4（點動：按住不松手就輸出，一松手就停止輸出）、L4（互鎖：四路同時只能有一路輸出）、T4（自鎖：四路相互獨立輸出、互不影響，按一下輸出再按一下停止輸出）尺寸(LWH)：41*23*

56、7mm 二、各管腳及說明表 4-1：管腳說明表管腳名稱功能說明1VT輸出狀態(tài)指示2D3數(shù)據(jù)輸出3D2數(shù)據(jù)輸出4D1數(shù)據(jù)輸出5D0數(shù)據(jù)輸出65V電源正極7GND電源負極8ANT接天線端接收模塊一共有八個外部接口，上面有英文表示?！?V”表示接電源正極，“ D0、D1、D2、D3 表示輸出，“GND”表示接電源負極，“ANT”表示接天線端。使用前要接上 50 歐姆 1/4 波長的天線，并且天線應該是直的，以達到最佳的接收效果，波長=光速/頻率。使用時接收頻率、解碼方式應與發(fā)射匹配。三、特點1、該接收模塊性能優(yōu)良，采用了數(shù)字程序技術(shù)，具有抗干擾性強，性能穩(wěn)定，高可靠性，無方向性，使用壽命長，采用了日

57、本原狀進口芯片，高穩(wěn)定性，功耗低，同類遙控器不會有任何干擾亂碼現(xiàn)象，無線接收發(fā)射信號，遙控距離遠，可穿墻，無方向性?？珊褪袌錾瞎潭ùa、學習碼的同頻率遙控器任意配套使用，可配套本店所有無線遙控器。2、超再生接收模塊采用 LC 振蕩電路，內(nèi)含放大整形，輸出的數(shù)據(jù)信號為解碼后的高電平信號，使用極為方便，并且價格低廉，所以被廣泛使用。帶四路解碼輸出（同時也可改為六路點動或互鎖輸出），使用方便；頻點調(diào)試容易。接收模塊有較寬的接收帶寬，一般為10MHz，出廠時一般調(diào)在 315MHz 或433.92MHZ（如有特殊要求可調(diào)整頻率，頻率的調(diào)整范圍為 266MHz433MHz。）。接收模塊一般采用 DC5V 供

58、電，如有特殊要求可調(diào)整電壓范圍。四、用途桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 24 頁 共 46 頁 可廣泛應用于遙控開關(guān)、遙控器、遙控插座、遙控 LED、遙控音響、遙控電動門、遙控車庫門、遙控伸縮門、遙控卷閘門、遙控窗簾、報警主機、報警器、遙控摩托車、遙控電動車、遙控 MP3、遙控燈、遙控車、安防等民用及工業(yè)配套遙控領(lǐng)域，以及遙控控制電機正反轉(zhuǎn)等工業(yè)遙控領(lǐng)域，具有安裝方便、使用簡單、安全可靠等優(yōu)點。4.2 315M 無線模塊對 MCU 的控制思路首先定義管腳的分配sbit KEY_A = P35; /按鍵 A（無線）sbit KEY_B = P37; /按鍵 B（無線）sbit KE

59、Y_C = P34; /按鍵 C（無線）sbit KEY_D = P36; /按鍵 D（無線）sbit KEY_VT = P33; /按鍵 VT（無線）再寫中斷服務程序，選擇外部中斷 1 中斷void INT1_init(void)EA = 1;EX1 = 1; /開外部中斷 1IT1 = 1; /設外部中斷 1 觸發(fā)方式為下降沿觸發(fā)設置中斷入口void INT1(void)interrupt 2if (KEY_A = 1)temp_key_wx = A;if (KEY_B = 1)temp_key_wx = B;if (KEY_C = 1)temp_key_wx = C;if (KEY_D

60、= 1)temp_key_wx = D;當有按鍵按下來的時候就啟動中斷程序來檢測是哪個鍵被按下，從而再進行賦值，跳出中斷去執(zhí)行下一步的無線按鍵檢測中斷標志程序。if (temp_key_wx = A)TR0 = 1;tem_flag = 1;tem_msg_flag = 1; FQ = 1;LED = 1; 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 25 頁 共 46 頁 lcd5110_printf_word(1, 1, 溫度高！);if (temp_key_wx = B)mq_flag = 1;mq_msg_flag = 1;FQ = 1;LED = 1; lcd5110_printf_word(1, 1, 漏氣體！);if (temp_key_wx = C) rsd_flag