基于C8051F330单片机及TC35i模块的短信报警系统设计(共41页).docx

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1、精选优质文档-倾情为你奉上基于C8051F330单片机及TC35i模块的短信报警系统设计目 录专心-专注-专业摘要本文主要介绍了基于GSM、单片机技术、无线技术、传感器技术的室内环境无线监控系统，重点介绍了GSM工业模块的应用。该系统主要分为监控数据采集节点、主控单元和执行单元三部分，各部分都使用了相同的控制器，其中监控节点使用C8051F330单片机作为主控制器，采集环境变量并通过无线发送到主控单元，主控单元也使用C8051F330单片机，通过无线接收模块接收监控节点数据，如果数据出现异常，则通过单片机控制西门子TC35iGSM模块将报警短信将情况发送到主人手机上，监控节点控制器根据异常做相

2、应处理。该设计具有智能化、自主化、高性价比等特点；具有很强的实用性；稍作改造就可以进行其他变量的监控。关键字：GSM模块、C8051F330单片机、无线通信、传感器AbstractThis paper mainly introduce indoor environment monitoring wireless system, which base on GSM technology, single-chip technology ，wireless technology, sensor technology and so on，and focuses on the application o

3、f GSM module. The monitoring system is mainly divided into data acquisition node, main control unit and implementation unit, and each unit using the same MCU. One of the monitoring node uses a single-chip microcomputer which model is C8051F330 as the processor, which collecting environmental variabl

4、es from the sensor, and then control the wireless unit sent these data to the main control unit. Main unit use a single-chip microcomputer C8051F330 as the processor, too. Through the wireless receiver, main MCU can receive the data sent by the node. If the data is abnormal, main MCU can sent short

5、message to the masters mobile phone through the GSM module whose model is Siemens TC35i. This design is intelligent, self-reliance, high cost-effective, and strong practical value. Slightly improvement on this design, it can monitor other variables.Key Words： GSM module、single-chip、wireless communic

6、ation、sensor1引言随着电子技术的飞速发展，电子产品应用范围也进一步扩大。当今社会，人们更加重视生命和财产的安全，随之产生了家用报警系统，主要当发生火灾或煤气泄露或盗贼入室盗窃时，能及时告知主人或相关部门，使生命和财产的损失降到最低。报警系统也已从原来的简单化、局部化向智能化集成化发展。而这种系统的主要区别在于目前市场上常见的智能家居系统中主机与分机之间的通信方式有固定电话拨号、以太网、集群系统等，它们在可靠性，功耗和成本上分别有不同的缺点，固定电话拨号方式容易被盗贼入室之前将电话线剪断，以太网也容易被切断，集群系统功耗大，成本高，维护费用也比较高。针对以上通信方式的优、缺点，本文介

7、绍了基于单片机和GSM短信模块的智能家居系统。此系统可解决这些隐患，让家庭防火防煤气更及时，使用更方便，功能更可高，价格更低廉。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电话形式，直接把报警地点的情况反映到户主的手机屏幕上，户主可依据具体信息具体对待，或拨打110，119等电话，以及时到达现场进行抢险，同时与自动门窗相结合，可控制电机的转动，打开窗户或排风扇进行通风，以降低室内可燃气体浓度。它采用高灵敏度的温度传感器和烟雾报警器进行检测检测，设置多个采样点，当其中一处发生温度升高或烟雾浓度升高时，及时迅速的通过无线发射模块发给主机，主机通过GSM

8、模块将信息发送到户主手机上，户主可以及时采取相应措施以减小损失。2系统工作原理如图2-1 所示，各房间前端的传感器节点实时采集温度、烟雾浓度等参数，监控环境状况，数据采集后通过节点的控制器C8051F330单片机进行前期处理，并通过无线模块以预定义的数据包格式发送到主机上，主机由C8051F330单片机、无线接收模块、GSM模块和一些执行机构（电机等）组成，主机通过无线接收模块接收传感器节点的数据。当发生异常时，主机自动通过GSM模块向房子主人发送短信提醒，以便及时采取措施，减小损失。图2-1 系统功能框图2.1 系统各部分功能2.1.1 主机功能通过无线接收模块收集各节点采集到的环境参数数据

9、；判断节点检测的环境变量是否有较大的变化；如果有较大变化，超过设定（温度升高，烟雾浓度增加等），则控制GSM模块将异常现象通过短信告知房主。2.1.2 从机功能通过多个传感器采集环境变量的数据； 通过无线模块将环境指数发送到主机，供主机分析处理；控制模拟执行机构的电机转动和停止。 2.1.3 执行机构功能根据室内环境的变化，由从机直接控制电机等模拟执行机构。2.2 系统各部分工作原理2.2.1 主机工作原理C8051F330单片机通过CC1100无线模块采集从机（监控点）发送的数据； 主机收到数据后，分析数据是否出现异常，如果有异常情况，控制西门子TC35i模块将异常数据通过短信的形式发送给户

10、主。2.2.2 从机工作原理C8051F330单片机通过温度，烟雾浓度传感器采集环境信息； 单片机控制无线模块将数据发送出去；单片机控制电机驱动芯片电机转动停止和以及蜂鸣器的鸣叫。2.2.3 执行机构工作原理接收单片机发出的控制动作，电机转动或蜂鸣器鸣叫。3系统硬件设计本系统的硬件设计分主机硬件设计，从机硬件设计和电源设计，本章对这三部分设计做详细介绍。3.1主机硬件设计3.1.1 C8051F330单片机本次我们使用的主控制器C8051F330单片机，是C8051F系列单片机中唯一一款有双列直插封装的单片机，考虑到毕业设计的自主操作性和此单片机的性价比较高，选择了这款单片机，并在从机控制器也

11、选择了这款单片机，下面对此款单片机做详细的介绍。a. C8051F330特点C8051F330 器件是完全集成的混合信号片上系统型 MCU，C8051F330D是C8051F系列单片机中唯一一款有双列直插封装的芯片，其主要特点如下：(1) 高速 8051 微控制器内核流水线指令结构，并且70%的指令的执行时间为一个或两个系统时钟周期，指令执行的速度可达25MIPS（时钟频率为25MHz 时），同时有扩展的中断系统。（2）在片调试 片内调试电路提供全速、非侵入式的在系统调试（不需仿真器！）；支持断点、单步、观察/修改存储器和寄存器 ；在片调试比使用仿真芯片、目标仿真头和仿真插座的仿真系统有更优越

12、的性能 ，并且有廉价而完整的开发套件。（3）模拟外设 10位ADC（只限于 F330），转换速率可达200ksps，可多达16个外部单端或差分输入，VREF可在内部VREF、外部引脚或VDD中选择，内部或外部转换启动源， 片内有温度传感器；片内有10 位电流输出 DAC（只限于 F330）；片内有比较器；有可编程回差电压和响应时间；有可配置为中断或复位源接口；系统工作最小电流（0.4A）。（4）时钟源 两个内部振荡器，最高频率24.5MHz（可编程分频），2%的精度，可支持无晶体UART操作和80/40/20/10 kHz低频率、低功耗振荡器；外部振荡器支持晶体、RC、C、或外部时钟等模式；可

13、在运行中切换时钟源，适用于节电方式 。（5）存储器 C8051F330单片机有768字节内部数据RAM（256+512），8KB FLASH，可在系统编程，扇区大小为512字节。（6）数字外设 本款单片机有硬件增强型UART、SMBus和增强型SPI串口；内置4个通用16位计数器/定时器；16 位可编程计数器/定时器阵列（PCA），有3个捕捉/比较模块；使用 PCA 或定时器和外部时钟源的实时时钟方式；有17个端口I/O，均耐5V电压，大灌电流。（7）供电电压 支持正常工作电压范围为2.7V - 3.6V ，典型值3.3V；典型工作电流24.5MHz频率时为6.4mA，32KHz时 为9A ；

14、典型停机电流为0.1A 。（8）温度范围 经过测试，该单片可在-40C - +85C温度范围内长时间稳定工作。b.C8051F330内部结构如图3-1所示，C8051F330单片机的内部结构图，内核及片内外设结构分布描述如下。图3-1 C8051F330内部结构图c.C8051F330单片机原理图如图3-2示，C8051F330单片机的端口经过端口模式寄存器、优先权交叉译码开关后与片内数字或模拟外设相连。图3-2 C8051F330原理图d. C8051F330管脚图（双列直插封装）如图3-3所示，C8051F330的双列直插20引脚封装的对应引脚名称及序号。图3-3 C8051F330管脚图

15、如图3-4所示，可通过在线仿真器的10引脚插孔与C8051F330单片机相连接，以对单片机进行程序下载和外部硬件复位。图3-4 C8051F330程序下载接口及复位电路e.本设计中用到的主机的原理图 如图3-5所示，本设计中用C8051F330（双列直插）单片机作为控制芯片，P0.0、P0.1、P0.2、P0.6、P0.7分别与无线CC1100模块的SI、SO2、SCK、GDO0、CSN引脚相连，TXD（P0.4）、RXD(P0.5)分别与TC35i模块的18（RXD）引脚、19（TXD）连接，进行串口通信，P1.1与TC35i模块的15号（IGT）连接，用来启动模块。本文重点介绍了单片机串口

16、与TC35i数据口之间的通信。图3-5 主机原理图f.系统电源设计由于主机和从机我们都选择了C8051F330单片机，所以主机和从机的电源设计相同，在电路板上需要两种（+5V，+3.3V）电压，选用降压的稳压芯片SPX1117U-3.3，总的输入电压为+5V，经过稳压芯片可得到稳定的+3.3V的电压。该芯片的相关资料见表3-1稳压芯片 SPX1117U-3.3参数。表3-1 稳压芯片 SPX1117U-3.3参数TA=25，CIN=COUT=10uF,unless otherwise specified. The Boldface applies over the full operating

17、 temperature range.PARAMETERCONDOTIONSMINTYPMAXUNITSOutput VoltageIOUT=10mA,VIN=6.5V10mAIOUT800mA,6.4VVIN12V4.9504.9055.0505.10V 如图3-6所示，在输入端和输出端分别与地连接两个电容稳压，输出端有稳定的+3.3V电压输出，为单片机和无线模块供电。图3-6 电源设计图3.1.2 GSM模块（TC35i）及AT命令简介及应用a. GSM模块的简介目前，国内已经开始使用的GSM模块有Falcom的A2D系列、Wavecome的WMO2系列、西门子的TC35系列、爱立信的DM

18、10/DM20系列、中兴的ZXGM18系列等，而且这些模块的功能、用法差别不大。其中西门子的TC35系列模块性价比很高，并且已经有国内的无线电设备入网证。所以本设计选用的是西门子TC35系列的TC35i。这是西门子推出的最新的无线模块，功能上与TC35兼容，设计紧凑，大大缩小了用户产品的体积。TC35i与GSM 2/2+兼容、双频(GSM900/GSMl800)、RS232数据口、符合ETSI标准GSM0707和GSM0705，且易于升级为GPRS模块。该模块集射频电路和基带于一体，向用户提供标准的AT命令接口，为数据、语音、短消息和传真提供快速、可靠、安全的传输，方便用户的应用开发及设计。T

19、C35i主要特性与技术指标包括以下几点： 频段为双频GSM900MHz和GSMl800MHz (phase 2/2+)； 支持数据、语音、短消息和传真； 高集成度(54.5mm36mm3.6mm)； 质量为9g； 电源电压为单一电压3.34.8V； 可选波特率300bps115kbps，动波特率 4.8115kbps； 电流消耗休眠状态为3.5mA，空闲状态为25mA，发射状态为300mA(平均)，2.5A峰值； 温度范围 正常操作-20+55，存放-30+85； SIM电压为3V/1.8V。TC35i有40个引脚，通过一个ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插座连接器引出

20、。这40个引脚可以划分为5类，即电源、数据输入/输出、SIM卡、音频接口和控制。第1-14脚为电源部分：1-5为电源电压输入端Vbatt+（接+4.2V直流电源），6-10为电源地GND，11、12为充电引脚，13为对外输出电压(供外电路使用)，14为ACCU-TEMP接负温度系数的热敏电阻；24-29为SIM卡引脚部分：分别为CCIN、 CCRST、CCIO、CCCLK、CCVCC和CCGND；33-40为语音接口，用来接电话手柄；15、30、31和32脚为控制部分，15为点火线IGT(Ignition)，当TC35i通电后必须给IGT一个大于100ms低电平，模块才启动；30为RTC ba

21、ckup，31为Power down，32为SYNC。16-23为数据输入/输出，分别为DSR0、RING0、RxD0、TxD0、CTS0、RTS0、DTR0和DCD0（此设计中我们只用到了RxD0、TxD0进行数据的串口传输）。TC35i的SYNC引脚有两种工作模式，可用AT命令AT SYNC进行切换。一种是指示发射状态时的功率增长情况，另一种是指示TC35i的工作状态。此设计中本模块使用的是后一种功能，当LED熄灭时,表明TC35i处于关闭或睡眠状态；当LED为600ms亮/600ms熄时，表明SIM卡没有插入或TC35正在进行网络登录；当LED为75ms亮/3s熄时，表明TC35已登录进

22、网络，处于持机状态。b. AT命令简介TC35i的数据输入/输出接口实际上是一个串行异步收发器，符合ITU-T RS232接口标准。它有固定的参数：8位数据位和1位停止位，无校验位，波特率在300bps-115kbps之间可选，硬件握手信号用RTS0/CTS0，软件流量控制用XON/XOFF，CMOS电平，支持标准的AT命令集。下面对此设计中所用到的AT命令及通信协议做简要介绍。GSM引擎模块提供的命令接口符合GSM07.05和GSM07.07规范。GSM07.07中定义的AT Command接口，提供了一种移动平台与数据终端设备之间的通用接口；GSM07.05对短消息作了详细的规定。在短消息

23、模块收到网络发来的短消息时，能够通过串口发送指示消息，数据终端设备可以向GSM模块发送各种命令。GSM AT指令集是由诺基亚、爱立信、摩托罗拉和HP等厂家共同为GSM系统研制的，其中包含了对SMS(Short Message Service)的控制。下面介绍本设计所用到得几个AT指令。（1）AT 检测Module与串口是否连通，能否接收AT命令，如果返回OK 则与串口通信正常；其中是回车符。（2）AT+CSQ检查网络信号强度和SIM卡情况，命令返回：+CSQ：*，#。其中*应在10到31之间，数值越大表明信号质量越好；#应为1到99之间。否则应检查天线或SIM卡是否正确安装。（3）AT+CGM

24、R 查询模块版本，如返回R4A，表示模块版本号为R4。（4）AT+IPR=19200修改串口1波特率。串口波特率修改为19200后要把串口调试工具的波特率设为相应波特率后模块才会有返回。（默认值为9600）（5）AT+CSCA=”+00” 设置短消息中心号码。短信中心号码为“+00”，是西安移动公司的短信中心号码。现在运营商出售的SIM卡一般都已设置短消息中心号码，可不必再设置。（6）AT+CMGF=? 显示本命令支持的参数；返回+CMGF：(0，1)；表示此模块支持两种格式，1-TEXT模式，0-PDU模式。本设计选用的时PDU模式，可对其发送AT+CMGF=0命令进行设置，该模式支持中文短

25、信的收发。（7）AT+CMGS=数据内容的字节数发送短消息；发送短消息时，现将此命令发送，等待返回“”,然后将预先编好的PDU串输入，若发送成功，则返回“OK”，并显示 +CMGS：信息号，若失败，则返回+CMS ERROR。注：本设计所用到的命令仅限与上述几个，若想了解更多命令，见参考文献中AT指令集.pdf。c.PDU编码规则目前，发送短消息常用Text和PDU(Protocol Data Unit，协议数据单元)模式，以前的Block模式现在已基本不用。使用Text模式收发短信代码简单，实现起来十分容易，但最大的缺点是不能收发中文短信；而PDU模式不仅支持中文短信，也能发送英文短信。PD

26、U模式收发短信可以使用3种编码：7-bit、8-bit和UCS2编码。7-bit编码用于发送普通的ASCII字符，8-bit编码通常用于发送数据消息，UCS2编码用于发送Unicode字符。一般的PDU编码由A B C D E F G H I J K L M十三项组成。A：短信息中心地址长度，2位十六进制数(1字节)；B：短信息中心号码类型，2位十六进制数；C：短信息中心号码，B+C的长度将由A中的数据决定；D：文件头字节，2位十六进制数； E：信息类型，2位十六进制数；F：被叫号码长度，2位十六进制数；G：被叫号码类型，2位十六进制数，取值同B；H：被叫号码，长度由F中的数据决定；I：协议标

27、识，2位十六进制数；J：数据编码方案，2位十六进制数；K：有效期，2位十六进制数；L：用户数据长度，2位十六进制数；M：用户数据，其长度由L中的数据决定，J中设定采用UCS2编码，这里是中英文的Unicode字符。例如：发送手机短信“朱一和王古宣在打球。”至“+90”，则输入指令：AT+CMGS=035（用户数据长度），等待返回字符“”后输入数据00005FD598F314E00548C738B53E45BA，数据分析见表3-2。表3-2 数据分析分段含义08 91 68 31 08 10 00 05 F008 短信中心号码长度为8，91 SMSC类型为号码前加“+”号，短信服务中心号码50做

28、了移位处理11无数据报头，无状态报告，相对有效期，服务中心不拒绝重复信息，SMS SUBMIT类型00短信参考号0D 91 68 31 18 01 75 98 F00D 表示被叫号码位数为13 90，91 表示号码类型为国际标准，后面为被叫号码，做了移位处理00点到点方式，由服务中心确定通信设备类型08 UCS2 编码00有效期为5 分钟14信息长度0x14（20 个字节） 67 31 4E 00 54 8C 73 8B 53 E45B A3 57 28 62 53 74 03 30 02 编码后的用户数据0x1A结束符d. 本设计对GSM模块的应用如图3-7所示，TC35i的1-5号引脚与+

29、4.2V电源连接，6-10号引脚接地，电源与地之间接电容稳压；11、12号可作为充电模式下的电源和地的引脚（本设计中未用）；15号引脚IGT与三极管c极连接，三极管b极与单片机连接，e极接地，当三极管b极输入低电平时，三极管不导通，IGT为高电平，b极为高电平时，三极管导通，e极c极之间接近短路，IGT为低电平，可用单片机P1.1输出大于100ms的高电平来启动TC35i；18(RxD0)、19(TxD0)号引脚分与C8051F330单片机的TXD（P0.4）、RXD(P0.5)连接进行串口通信，实现单片机对模块的控制；24-29为SIM卡引脚；31为状态指示引脚，可连接图中所示电路，用发光二

30、极管指示模块状态。 图3-7 TC35i应用原理图注：购得的模块已含电源及SIM卡座电路，只需要外加串口电路、电源电路、点火电路和状态指示电路即可。调试GSM模块时，用单片机很难看出结果，故先需要通过串口助手调试，就很容易看出返回的字符串了，但由于TC35i支持的是CMOS电平，不能直接与电脑串口连接，故需要电平转换。在此，选择了MAX232芯片，可以将CMOS或TTL电平与电脑串口电平相互转换，如图3-8所示，把TC35i的18，19号引脚分别链接到MAX232的9，10号引脚，此电路也可与单片机串口连接，可在串口助手观察单片机的串口输出。图3-8 串口电平转换电路3.1.3无线CC1100

31、模块a. 功能特性概述CC1100是一种低成本真正单片的UHF收发器，为低功耗无线应用而设计。电路主要设定为在315、433、868和915MHz的ISM（工业，科学和医学）和SRD（短距离设备）频率波段，也可以容易地设置为300-348 MHz、400-464 MHz和800-928 MHz的其他频率。CC1100的主要操作参数和64位传输/接收FIFO（先进先出堆栈）可通过SPI接口控制。b.监控系统无线通信协议数据包封装格式如下：PerambleADDRPAYLOADCRC其中Peramble是前导码，是由硬件自动加上去的；ADDR是要发送的3240位地址码；PAYLOAD是有效数据(最

32、大32字节)；CRC是CRC校验和，它可由内置CRC纠检错硬件电路自动加上，可设为0、8或16位。而数据包格式如下：0x400x010Xf00x0D第一个字节:数据包起始符0x40。第二个字节:数据长度。中间段:无线通信所传送的数据。最后一个字节:数据包结束符0x0D。 c. 应用电路 图3-9 CC1100典型电路和赋值电路表3-3 CC1100应用电路材料清单本设计中所用到的CC1100是已经焊接好的模块，只需将模块按照接口顺序插到主机和从机电路板的插槽上即可，具体的应用电路见图3-5 主机原理图和图3-10 从机原理图。3.2 从机硬件设计3.2.1 C8051F330单片机从机的选择我

33、们仍旧选择了C8051F330这款单片机，与主机相同，其电源复位以及数据下载口均与主机相同，在此不再赘述。不同之处如图3-10是在从机的各个接口处连接了不同的用途的传感器，以便对室内环境进行监测。图3-10 从机原理图3.2.2 无线CC1100模块在从机部分，CC1100用作数据的发送功能，当遇到环境变化（温度升高时），向主机上连接的该模块发送相关数据，以便主机收到数据分析后做出相应动作。在此该模块的原理及应用不再赘述。3.2.3温度传感器（DS18B20）a. DS18B20 的管脚图图3-11 DS18B20的管脚图管脚说明：GND 地，DQ 数据I/O，Vdd -可选Vdd，NC 空脚

34、b. DS18B20 的特性及工作原理其特性有：独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通讯；简单的多点分布应用，每个芯片唯一编码，支持联网寻址；无需外部器件、零功耗等待。图3-12 DS18B20原理方框图DS18B20 依靠一个单线端口通讯。在单线端口条件下，必须先建立 ROM 操作协议，才能进行存储器和控制操作。因此，控制器必须首先提供下面 5 个 ROM 操作命令之一：1）读 ROM，2）匹配 ROM，3）搜索 ROM，4）跳过 ROM，5）报警搜索。成功执行完一条 ROM操作序列后，即可进行存储器和控制操作，控制器可以提供 6 条存储器和控制操作指令中的任一条。一条控制操作命令指示 DS1

35、8B20 完成一次温度测量。测量结果放在 DS18B20 的暂存器里，用一条读暂存器内容的存储器操作命令可以把暂存器中数据读出。温度报警触发器 TH 和 TL 各由一个 EEPROM 字节构成。可以用一条存储器操作命令对 TH 和 TL 进行写入，对这些寄存器的读出需要通过暂存器。所有数据都是以最低有效位在前的方式进行读写。DS18B20对时序的要求不是很严格，程序相对比较好编写。通过单线总线端口访问DS18B20的协议为：初始化ROM操作命令存储器操作命令执行数据。最后只读取温度值即可，温度以16bit带符号位扩展的二进制补码形式读出，单片机可分高字节数据Data_H和低字节Data_L两个

36、字节读出，再做处理即可得到温度值。 c.DS18B20 应用电路图图3-13 DS18B20与主控制器连接电路图 3.2.4 独立型烟雾报警器（SS-168P）a. SS-168P工作原理如图3-14示，此报警器工作原理很简单，当烟雾浓度超标时，输出干接点并鸣叫报警。图3-14 独立型烟雾报警器在此对干接点做以解释：干接点(dry cantact)和湿接点(wet contact)信号 干接点好像是俗称，但是，实际上，在工业控制领域中，已经是一个标准的名词了。干接点的定义：无源开关；具有闭合和断开的2种状态；2个接点之间没有极性，可以互换；常见的干接点信号有：1、各种开关如：限位开关、行程开关

37、、脚踏开关、旋转开关、温度开关、液位开关等；2、各种按键；3、各种传感器的输出，如：环境动力监控中的传感器：水浸传感器、火灾报警传感器、玻璃破碎、振动、烟雾和凝结传感器；4、继电器、干簧管的输出。有干接点就有湿接点。湿接点的定义是：有源开关；具有有电和无电的2种状态；2个接点之间有极性，不能反接；常见的湿接点信号有：1、 如果把以上的干接点信号，接上电源，再跟电源的另外一极，作为输出，就是湿接点信号；工业控制上，常用的湿接点的电压范围是DC030V，比较标准的是DC24V；AC110220V的输出也可以是湿接点，尽管这样做比较少；2、 把TTL电平输出作为湿接点，也未尝不可；一般情况下，TTL

38、电平需要带缓冲输出的，例如：7407、245、244等，与VCC等构成回路；244、245也可以跟GND构成回路；才能驱动远方的光耦。3、 NPN三极管的集电极输出和VCC； 4、 达林顿管的集电极输出和VCC；5、 红外反射传感器和对射传感器的输出。b. 本设计中对此报警器的应用在本设计中，我们考虑到一般在家庭发生火灾时，会很快产生大量的烟雾，采用此传感器会迅速准确的对室内环境进行检测，在电路设计方面，我们将干接点的一端与地线直接相连，另一端与单片机的I/O口相连接，I/O口可设置为输入功能，单片机程序扫描此口，当烟雾浓度超标时，自动报警并使干接点导通，相当于此I/O口与地相连，单片机程序检

39、测到此低电平信号后，做出判断，控制无线模块向主机所在无线模块发送相应数据，主机收到后向GSM模块发出指令，向主人手机发出报警短信，同时从机驱动模拟执行机构的电机转动，模拟排风扇来消除烟雾，直到烟雾散去，电机停止转动。3.3执行机构硬件设计从机部分设计中使用一个电机或蜂鸣器来模拟换气扇和喷水龙头等执行机构，电机由从机单片机控制电机驱动芯片驱动，其连接应用电路见图3-10 从机原理图。该部分设计扩展后就可以去控制空调等家用电器的启动和关闭，从机加上了光敏传感器后，还可以去控制灯的打开与关闭或亮度等。 4系统软件设计本系统的软件设计分主机软件和从机软件，本章介绍二者的程序流程图。4.1 主机软件流程

40、图图4-1 主机软件流程图 4.2 从机软件流程图图4-2 监控点从机软件流程图5测试结果1. GSM模块响应速度：GSM模块10S左右启动并注册网络，发生异常5S之内，向机主发送报警短信；2. 无线数据传输，在室内（）可实现无差错传输；在楼道，可实现100m直线传输；在空旷地带可实现200m传输；3. 执行机构响应时间：1 S；4. 可实现连续20次异常无差错报警。6结论本文主要介绍了用C8051F330单片机、GSM工业模块、无线CC1100模块、温度烟雾浓度传感器等设计实现的智能家居无线网络环境监测及短信报警自动保护系统。设计中采用短距离无线通信通信技术，GSM技术，传感器的采集环境参数

41、技术的等。在论文的各个部分，分别介绍了系统工作原理，系统的硬件设计及硬件的简要介绍和参数，系统的电路原理图等，并重点介绍了GSM模块的应用和GSM短消息协议，最后说明的系统的测试结果。本设计实用性较强，较容易扩展功能，依托了覆盖最广泛性能最可靠的GSM网，实时性高，短信业务经济实惠，拨打电话报警时不用接通，不产生额外话费，实现了家居的智能化,GSM工业模块以其成熟优良的特性已得到广泛应用，在远程智能抄表系统，汽车防盗系统，移动终端定位等领域都得到了的应用。同时本设计也存在一定的问题。比如GSM模块的功耗较大，特别是在发送接收数据时，瞬间最高电流高达500mA,需采用较大功率的电源适配器或电池，

42、否则会出现发送失败的情况；在硬件系统的稳定性上稍有欠缺；在程序编写时的简洁性和高效性上还有不足；欢迎各位老师和同学批评指正。7致谢首先感谢学院，在我们毕业之前给了一次做毕业设计的机会，这让我们在进入工作之前增加了实践的经验和动手的能力，以便我们工作之后能更快的上手；其次要特别感谢我们的指导老师*老师，*老师对我们毕业设计耐心指导，在我们遇到问题时悉心帮助我们解决，为我们购买毕设所需了元件和模块；最后要感谢曾经帮助过我们的所有老师和同学，他们在毕设最关键的软件和硬件调试过程中给了我很大的帮助。参考文献1 美Cygnal Integrated Products,Inc. 著，潘琢金、孙德龙、夏秀峰

43、译. C8051F单片机应用解析. 北京：北京航空航天大学出版社，2002.102 刘坤、孙春亮. 单片机C语言入门M. 北京：人民邮电出版社，2008.33 DS18B20单线数字温度传感器Z.PDF4 TC35i AT Command Set Confidential / ReleasedZ.PDF5 万光毅、孙久安、蔡建平. SoC单片机实验、实践与应用设计基于C8051F系列M. 北京：北京航空航天大学出版社，2006.36 谭浩强. C程序设计(第二版)M. 北京：清华大学出版社，1999.127 童诗白、华成英. 模拟电子技术基础(第三版)M. 北京：高等教育出版社，2003.12

44、 8 康华光. 电子技术基础 数字部分(第四版)M. 北京： 高等教育出版社，1999.69 张培仁、孙力. 基于C语言C8051F系列微控制器原理与应用M. 北京：清华大学出版社,2007.610 Protel99SE电子电路设计视频教程Z. 11 刘坤、孙春亮.单片机C语言入门M.北京：人民邮电出版社，2008.312 ETSI TS 100 585 V7.0.1Z. 1999.713 王洪瑞、权爱荣、肖金壮.GSM模块收发中文短信的关键技术J.单片机与嵌入式系统应用，2005（5）14 章若红.短信收发技术的二次开发J.福建电脑，2008（12）15 吴刚、朱一.短信服务PDU收发技术研究J.装备制造技术，2008（12）附录程序及注释：/*/功能描述：控制GSM模块短信的自动发送电话的自动拨打（不接通）/*#include /C8051F330头文件unsigned char code GSMCommand03=ATr; /连接命令unsigned char code GSMCommand17 = AT+CSQr;/测试信号指令unsigned char code GSMCommand210 = AT+CMGF=0r;/选择短消息格式 为0时为PDU格式unsigned char code GSMCommand312 = AT+CMGS=022r;/从SIM内存