智能家居报警系统单片机课程设计54613.docx
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1、 目前市场上针对对普通家庭的的智能防盗、防防火等产 品品很多,但基基于远程报警警系统的智能能家居产品价价格不菲。本本次设计的基基于AT899S52的智智能家居报警警系统实用性性非常强,设设计成本低廉廉,非常适合合普通家庭使使用。本产品品采用的是 以ATMEEL公 司 生 产 的的 51系 列 单 片片 机 ATT89S522作为主控 芯片,ATT24C022作为静态存存储芯片,44*4 薄膜膜键盘和红外外热式感应作作为探测器,GGSM和蜂鸣鸣器的家庭报报警模块。 随着信信息技术的发发展,实现家家居的信息化化、网络化,是是当前智能家家居系统发展展的新趋势。本本设计将通信信技术与防盗盗系统紧密结结
2、合,为一款款便敏小巧,低低成本,适合合普通室内报报警的智能报报警系统。本本系统通过传传感器获取室室内人员信息息,并将信号号发送到单片片机微处理器器。系统收到到报警信息后后通过辨认密密码的方式确确定目标身份份,并通过蜂蜂鸣器报警的的方式警示入入侵者。另外外,系统配备备具手机通信信功能的GSSM模块,能能将室内安全全状况第一时时间发送至用用户手机终端端。不仅大大大提高系统安安全性及智能能性,也方便便用户的使用用。 经测试,本本系统稳定可可靠,同时具具有友好的人人机界面,为为用户提供安安全服务的同同时,实现系系统智能化管管理。关键字:GSMM 智能报报警 存储器器 传感器目 录1 方案比较与与选择5
3、2 主要元器件件介绍62.1 主芯片片-AT889S5262.2 显示屏屏-LCDD160282.3 外部存存储芯片-AT24CC0292.4 GSMM-TC335i103模块分析1124硬件组成部分分135仿真分析1166.电路板的制制作,焊接,调调试167课程设计心得得168讨论及进一步步研究和建议议179课程设计心得得18Abstracct19参考文献1991方案比较与与选择方案一:本方案案通过密码锁锁进行验证,使使用LCD模模块进行显示示,当密码输输入错误次数数大于三次并并且输入管理理员密码也错错误时,视为为非法入侵,并并通过GSMM模块发送信信息给用户手手机终端。若若通过其他途途径非
4、法侵入入时并通过热热释人体感应应模块进行报报警。总体系系统框图如图图1所示: 图11方案一系统统框图密码锁模块:实实现密码设置置、密码存储储、密码验证证、密码出错错报警。人体热释感应模模块:当检测测到非法入侵侵的人体时,启启动蜂鸣器报报警显示模块:采用用LCD显示当当前家居安全全情况。报警模块:通过过蜂鸣器和GGSM手机终终端通信功能能报警。程序下载模块:用于程序修修改下载方案二:通过微处理器控控制技术将双双音多频电路路与语音电路路相结合,利利用电话网络络技术和相关关的传感器,开开发一种具有有联网功能的的智能报警系系统。该报警系统由由传感器终端端、计算机控控制中心、小小区管理中心心的接警主机机
5、及相关软件件组成。如图图2所示,主机机电路由射频频接收模块接接收传感器发发来的报警信信号,通过解解码电路解码码后得到报警警传感器预先先设定的地址址码和数据码码类型。主机机和传感器两两者设定的地地址码相同时时才能被主机机接收。解码码输出信号进进入主控制器器的中断输入入端,触发中中断处理程序序。该系统适用于小小区式管理,实现小区与物业管理中心的安全状态保障,最终实现小区联网控制。 图2 方案案二系统框图图方案二的系统功功能齐全,但但是设计复杂杂,适合在小小区管理用户户大规模使用用。方案一虽虽然功能偏少少,设计相对对简单,而且且实现相对容容易,适合于于家庭个人用用户使用。综综上两种方案案,结合自身身
6、的设计水平平,我们组选选择方案一作作为我们的最最终设计方案案。2.主要元器件件介绍 2.1主芯芯片-ATT89S522AT89S522是一种低功功耗、高性能能CMOS 8位微控制制器,具有88K 在系统统可编程Fllash 存存储器。使用用Atme公公司高密度非非易失性存储储器技术制造造,与工业880C51 产品指令和和引脚完全兼兼容。片上FFlash允允许程序存储储器在系统可可编程,亦适适于常规编程程器。在单芯芯片上,拥有有灵巧的8 位CPU 和在系统可可编程Flaash,使得得AT89SS52在众多多嵌入式控制制应用系统中中得到广泛应应用。 图33 AT899S52AT89S522具有以下
7、标标准功能: 8k字节FFlash,2256字节RRAM, 332 位I/O 口线,看看门狗定时器器,2 个数数据指针,三三个16 位位 定时器/计数器,一一个6向量22级中断结构构,全双工串串行口, 片片内晶振及时时钟电路。另另外,AT889S52 可降至0HHz 静态逻逻 辑操作,支支持2种软件件可选择节电电模式。空闲闲模式下,CCPU 停止止工作,允许许RAM、定定时器/计数数器、串口、中中断继续工 作。掉电保保护方式下,RRAM内容被被保存,振荡荡器被冻结, 单片机一切切工作停止,直直到下一个中中断或硬件复复位为止。 2.2显示示器-LCCD160221602液晶也也叫16022字符型
8、液晶晶它是一种专专门用来显示示字母、数字字、符号等的的点阵型液晶模模块它有若干干个5X7或或者5X111等点阵字符符位组成,每每个点阵字符符位都可以显显示一个字符符。每位之间间有一个点距距的间隔每行行之间也有间间隔起到了字字符间距和行行间距的作用用,正因为如如此所以他不不能显示图形形(用自定义义CGRAMM,显示效果果也不好)11602LCCD是指显示示的内容为116X2,即即可以显示两两行,每行116个字符液液晶模块(显显示字符和数数字)。目前前市面上字符符液晶绝大多多数是基于HHD447880液晶芯片片的,控制原原理是完全相相同的,因此此基于HD444780写写的控制程序序可以很方便便地应
9、用于市市面上大部分分的字符型液液晶。 图4 LLCD16002编号 符号 引脚说明 编号 符号 引脚说明 1 VSS 电源地 9 D2 数据 2 VDD 电源正极 10 D3 数据 3 VL 液晶显示偏压 11 D4 数据 4 RS 数据/命令选择择 12 D5 数据 5 R/W 读/写选择 13 D6 数据 6 E 使能信号 14 D7 数据 7 D0 数据 15 BLA 背光源正极 8 D1 数据 16 BLK 背光源负极 图55 LCDD1602引引脚说明 2.3外部部存储芯片-AT244C02AT24C022是一个2KK位串行CMMOS E22PROM, 内部含有2256个8位位字节,
10、CAATALYSST公司的先先进CMOSS技术实质上上减少了器件件的功耗。AAT24C002有一个116字节页写写缓冲器。该该器件通过IIIC总线接接口进行操作作,有一个专专门的写保护护功能。ATT24C022芯片主要性性能: 工作电压:1.8V5.5V 输入/输出出引脚兼容55V 应用在内部部结构: 128xx8(1K),256xx8(2K),512xx8(4K),10244x8(8KK),20448x8(116K) 二线串行接接口 输入引脚经经施密特触发发器滤波抑制制噪声 双向数据传传输协议 兼容4000KHz(11.8V,22.5V,22.7V,33.6V ) 支持硬件写写保护 图6 高
11、可靠性:读写次数:1,0000,000 次 数据保存存:100 年 (四)电平平转换芯片-MAX2232MAX232芯芯片是美信(MMAXIM)公公司专为RSS-232标标准串口设计计的单电源电电平转换芯片片,使用+55v单电源供供电。 第一部分是电荷荷泵电路。由由1、2、33、4、5、66脚和4只电电容构成。功功能是产生+12v和-12v两个个电源,提供供给RS-2232串口电电平的需要。第二部分是数据据转换通道。由由7、8、99、10、111、12、113、14脚脚构成两个数数据通道。其其中13脚(RR1IN)、112脚(R11OUT)、111脚(T11IN)、114脚(T11OUT)为为
12、第一数据通通道。8脚(RR2IN)、99脚(R2OOUT)、110脚(T22IN)、77脚(T2OOUT)为第第二数据通道道。TL/CCMOS数据据从T1INN、T2INN输入转换成成RS-2332数据从TT1OUT、TT2OUT送送到电脑DBB9插头;DDB9插头的的RS-2332数据从RR1IN、RR2IN输入入转换成TTTL/CMOOS数据后从从R1OUTT、R2OUUT输出。第三部分是供电电。15脚GGND、166脚VCC(+5v)。 2.4GSSM-TCC35i TC335i新版西西门子工业GGSM模块是是一个支持中中文短信息的的工业级GSSM模块,工工作在EGSSM900和和GSM
13、18800双频段段,电源范围围为直流3.34.88V ,电流流消耗休眠状态态为3.5mmA,空闲状状态为25mmA,发射状状态为3000mA(平均均),2.55A峰值;可可传输语音和和数据信号, 功耗在EEGSM9000(4类)和GSM11800(11类)分别为为2W和1WW ,通过接接口连接器和和天线连接器器分别连接SSIM卡读卡卡器和天线。SSIM电压为为3V/1.8V,TCC35i的数数据接口(CCOM电平)通过AT命命令可双向传传输指令和数数据,可选波波特率为3000b/s115kbb/s , 自动波特率率为1.2kkb/s1115kb/s。它支持持Text和和PDU格式式的SMS(S
14、hortt Messsage SServicce,短消息息),可通过过AT命令或或关断信号实实现重启和故故障恢复. TC35的数据据输入/输出出接口实际上上是一个串行行异步收发器器,符合ITTU-T RRS232接接口标准。它它有固定的参参数:8位数数据位和1位位停止位,无无校验位,波波特率在3000bps115kbbps之间可可选,TC335模块提供供RS-2332数据口,采采用AT指令令,内置微控控制器将GPPS接收机和和GSM模块块结合在一起起。为了方便便设置波特率率,我选用111.05992MHz的的晶振作为单单片机的外部部晶振,波特特率设置为99600。RRS232串串口原理图如如下
15、所示。3.模块分析 1.主芯片-AT899S52模块块 图77 2.串口通信信和下载模块块 图8 3存储芯片AAT24C002模块 图94.系统硬件组组成部分本系统的硬件部部分主要由单单片机AT889S52、晶晶振电路、报报警电路、MMXA2322程序下载电电路、44矩阵键盘盘和LCD11602显示示电路和人体体热释感应模模块组成;其其中报警电路路使用蜂鸣器器和GSM手手机终端通信信功能功能相相结合报警。总总的来说,智智能家居系统统主要由微处处理器模块(MMCU)、记记忆模块、人人体红外检测测报警模块、键键盘模块、程程序下载模块块和显示模块块构成。微处理器模块块,也就是AAT89S552单片机
16、,因因为本系统要要实现密码检检测、密码设设定、声光提提示等功能,要要求微处理器器必须能提供供很多I/OO口,而且由由于系统体积积限制,很难难扩展I/OO口和使用外外部程序存储储器,所以选选用AT899S52单片片机。记忆模块,本本系统的记忆忆模块是通过过单片机编程程实现,这样样的话就可以以节约硬件开开支。因为我我们选用的AAT89S552单片机运运用了I2CC技术在内部部集成了的EEEPROMM,用户可以以对其进行操操作。通过编编程实现了修修改密码后的的断电保存。报警模块,通通过蜂鸣器和和GSM手机机终端通信功功能报警,当当密码输入错错误次数大于于三次,或者者有非法侵入入等行为,系系统会用蜂鸣
17、鸣器实现声音音报警,同时时通过GSMM模块发送警警告信息给主主人。 键盘模块,键键盘模块的作作用是让用户户输入密码和和修改密码。考考虑到本系统统需要用到大大量的按键,键键盘模块采用用薄膜键盘。通信接口模块块,为了用实实现单片机与与GSM的通通信,我们采采用采用MXXA232和和九针的串接接口组成通信信模块。显示模块,考考虑到友好的的人机界面,采采用LCD11602液晶晶显示。显示示模块的作用用主要是显示示提示信息和和输入的密码码,以方便用用户使用。5.仿真分析(1)总分析图图 图10 (2) GGSM模块调调试通过RS-2332将GSMM模块和主控控制板连接起起来。这样要要注意要将RRXD-R
18、XXD,TXDD-TXD连连接起来,不不要凭经验交交叉连接。这里我采用串口口调试助手,通通过RS-2232与电脑脑连接来调试试。把串口波波特率设置为为9600,效效验为设置为为NONE,数数据位8位,停停止位1位 图111 串口口助手模块有两种发送送方式:TEEXT模式和和PDU模式式。PDU模模式可以用UUnicodde编码发送送英文、汉字字。采用PDDU模式比较较复杂,TEEXT模式虽虽然只能发送送英文,但其其无需编码,发发送简单,所所以我在测试试时采用TEEXT模式。TEXT 发送送模式:(相相对简单很多多。)发送:AT返回:ATOK发送:AT+CCMGF=11返回:AT+CCMGF=1
19、1OK发送:AT+CCSCA=+861300101300500返回:AT+CCSCA=+861300101300500OK发送:AT+CCMGS=11313200610666返回:AT+CCMGS=11313200610666发送:XXXXXXX(0-9,A-Z)XXXXXX 是指阿拉拉伯数字0-9,英文26 个字母A-ZZ返回:XXXXXXX(0-9,A-Z)XXXXXX 是指阿拉拉伯数字0-9,英文26 个字母A-ZZ发送:1A(十十六进制发送送)返回:+CMGGS: XXXXOK以上为 TEXXT 方式发发送截图:如果不能正常发发送,返回EERROR,则则说明需要格格式化。可以以发送AT
20、&F 命令格格式化。发送:AT&FF返回:AT&FF【6.电路板制作作、焊接、调调试此次电路板的制制作是运用热热转印法来实实现,首先就就是通过DXXP进行原理理图的绘制,然然后就是PBBC图的布线线和连接,再再者就是制版版。制版的步步骤又包括打打印和热转印印,腐蚀和清清洗,钻孔和和焊接电路。热热转印法比用用油膜法成功功率更高,实实现的效果更更加好,同时时更加有助于于同学们带动动同学们的热热情。而在焊接的过程程中,由于焊焊盘偏小而且且我们的板是是设置地板覆覆铜,分布比比较密集,大大大提高了焊焊接的难度。小小部分的虚焊焊会导致整个个电路出现问问题,所以我我们在焊接各各个元器件的的时候,都要要一一检
21、测焊焊点是否导通通,而且在吸吸焊的过程中中要十分注意意保护焊盘。并并且焊完之后后要逐个进行行检查,避免免短路断路等等不合理的电电线连接的出出现。在电路板调试的的过程中,我我们是分模块块进行调试,同同时软件和硬硬件相结合,最最开始的是检检查LCD模模块的实现,在在接上各元器器件之后,整整个电路表面面运行良好,屏屏幕也无法显显示。我们再再次检查电路路,最开始以以为是焊接出出现问题,便便再进行一次次电路的检查查,同时调节节液晶显示的的对比度,以以希望得到最最好的我亮度度显示。最终终经反复检查查,发现时液液晶接口的第第三口的滑动动变阻器的封封装问题导致致该滑动变阻阻器无法正常常工作,经过过讨论我们将将
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