基于單片機(jī)的壓力傳感防盜系統(tǒng)

1、安徽大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)、創(chuàng)作）題目： 基于STC89C51單片機(jī)的防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 金天祥 學(xué)號(hào)： P01114045 院（系）： 電子信息工程學(xué)院 專業(yè)：電子信息工程專業(yè) 入學(xué)時(shí)間： 2011 年 9 月導(dǎo)師姓名： 王麗華 職稱/學(xué)位： 講師 導(dǎo)師所在單位： 電子信息工程學(xué)院 完成時(shí)間： 年月基于STC89C51單片機(jī)的防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要我們生活的這個(gè)時(shí)代，科技的創(chuàng)新可謂是日新月異。在先人的努力下，目前的防盜系統(tǒng)可以說(shuō)是較為完善的，但“道高一尺，魔高一丈”。竊賊尤其是自行車小偷花樣百出，使得車主防不勝防。本設(shè)計(jì)是為了解決自行車的防盜問(wèn)題。設(shè)計(jì)的思路是，可以將自行車停于裝有壓力傳感

2、器的停車位，當(dāng)自行車被搬離原處，壓力傳感器輸出電壓信號(hào)，HX711AD模塊對(duì)產(chǎn)生的電壓信號(hào)進(jìn)行采樣，輸出一個(gè)24bit AD轉(zhuǎn)換的值送單片機(jī)，單片機(jī)引腳檢測(cè)到信號(hào)后，控制蜂鳴器報(bào)警，同時(shí)控制GSM模塊向車主發(fā)送一條“Warning,your car may be stolen.”的短信，從而實(shí)現(xiàn)防盜功能。本設(shè)計(jì)還有類似“解鎖”的功能，車主通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊，給單片機(jī)引腳一個(gè)信號(hào)，控制系統(tǒng)停止工作，從而安全取車。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；壓力傳感器；GSM模塊；無(wú)線收發(fā)模塊Design of anti theft system based on STC89C61 single chip microcompu

3、terAbstractThe times we live in,innovation and technology can be described with each passing day.In the ancestors efforts, the current anti-theft system can be said to be a little improvement,but”O(jiān)ne foot, One upmanship”.The thief especially bicycle thief,which has a lot of tricks,making the owners

4、impossible to guard against.This is designed to solve the problem of bicycle theft.There are the ideas of the design.The bike parked in the parking space is provided with a pressure sensor.When the bike is moved away from the original place,the pressure sensor output voltage signal,the HX711AD modul

5、e completes sampling the voltage signal is generated,the output of a 24bit AD conversion value is sent to the SCM.When the signal is detected with a SCM pin,SCM controls the buzzer to work and controls the GSM module to send a message”Warning,your car may be stolen.” to the owner,in order to achieve

6、 the anti-theft function.We also design a "unlock" function,The owner can send a signal to the SCM pin through the wireless transceiver module,the control system isnt working and takes the car safety.Keywords:single chip microcomputer;pressure sensor;the GSM module;the wireless transceiver

7、 module目錄1 引言52 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理5-63 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)6-113.1 主機(jī)控制模塊6-73.2 數(shù)字壓力傳感器模塊7-83.2.1 壓力傳感器7-83.2.2 A/D轉(zhuǎn)換83.3 蜂鳴器報(bào)警模塊8-93.4 GSM模塊9-103.5 無(wú)線收發(fā)模塊10-114 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)11-134.1 初始化子程序11-124.2 壓力傳感器子程序12-134.3 蜂鳴器報(bào)警子程序134.4 GSM發(fā)短信子程序13-144.5 報(bào)警系統(tǒng)停止程序14-155 結(jié)論15主要參考文獻(xiàn)16致謝171 引言自行車作為一種方便快捷的交通工具深受大學(xué)生們的青睞，它不僅小巧輕便，而且綠色環(huán)保，兼之價(jià)格較低

8、，因而在全國(guó)各大高校均有一定的規(guī)模。由于自行車本身機(jī)動(dòng)靈活難以控制，加之管理制度不完善，宿舍樓、食堂、教學(xué)樓前自行車排放橫七豎八、混亂不堪的情況時(shí)有發(fā)生，此外停車設(shè)施的設(shè)計(jì)一般也比較簡(jiǎn)陋，管理人員缺乏，且不能時(shí)時(shí)監(jiān)控導(dǎo)致自行車被盜事件頻頻發(fā)生。并且由于多數(shù)學(xué)生多一事不如少一事的想法，自行車丟失后，多數(shù)人并不進(jìn)行報(bào)案，而且為了減少損失，大多數(shù)高校的學(xué)生傾向于購(gòu)買二手車，這更加助長(zhǎng)了盜賊偷竊自行車轉(zhuǎn)手二手市場(chǎng)的做法1。自行車因其本身市場(chǎng)價(jià)格不高，所以目前自行車使用最廣泛的就是鎖具防盜器。市場(chǎng)上比較常見的鎖具防盜器主要有鏈條鎖、卡鎖、車頭鎖、鋼絲鎖，以上車鎖基本上都是通過(guò)鎖定前輪或后輪來(lái)達(dá)到防盜目的

9、的。其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格比較便宜，幾十元至一兩百元，并且使用起來(lái)簡(jiǎn)單方便，缺點(diǎn)是這類鎖具都易撬開、鋸開或被小偷用工具打開，其防盜價(jià)值并不是很高。通過(guò)查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料，發(fā)現(xiàn)在西方的一些發(fā)達(dá)的國(guó)家有人通過(guò)使用先進(jìn)的GPS定位的技術(shù)進(jìn)行自行車防盜。這類高端網(wǎng)絡(luò)式防盜器具有防盜，監(jiān)控，遠(yuǎn)程控制，遠(yuǎn)程報(bào)警，反竊等多種功能，是維護(hù)社會(huì)治安、保護(hù)車主利益的新型防盜產(chǎn)品。但是由于自行車市場(chǎng)價(jià)格低，使用GPS定位的網(wǎng)絡(luò)式防盜器價(jià)格卻比較高，所以在自行車當(dāng)中網(wǎng)絡(luò)式防盜器目前尚不能普遍使用，市場(chǎng)前景也比較小。本設(shè)計(jì)正是針對(duì)以往自行車防盜在某些方面上存在的缺陷，通過(guò)所學(xué)知識(shí)來(lái)盡力彌補(bǔ)這些不足，同時(shí)使用成本較低的單片機(jī)來(lái)完成

10、系統(tǒng)控制，便于系統(tǒng)的大規(guī)模使用。采用無(wú)線或?qū)Ｓ镁€的方式將壓力傳感器，報(bào)警控制器等設(shè)備連接構(gòu)成集中報(bào)警信息探測(cè)、傳輸、控制和聲、光響應(yīng)的完整系統(tǒng)。它能及時(shí)發(fā)現(xiàn)警情，并將報(bào)警信息轉(zhuǎn)送給車主，達(dá)到第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)警情，第一時(shí)間傳遞，第一時(shí)間報(bào)警。組建一套合理、完善的報(bào)警系統(tǒng)，將起到了預(yù)防、制止和打擊偷盜犯罪的重要作用，能使損失減小到最小。2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，主要由兩個(gè)單片機(jī)控制模塊、壓力傳感器模塊、蜂鳴器報(bào)警模塊、無(wú)線收發(fā)模塊、GSM模塊組成。2工作原理是當(dāng)車主將自行車停在壓力檢測(cè)區(qū)域時(shí)，此時(shí)壓力傳感器經(jīng)AD模塊送給單片機(jī)一個(gè)24bit的數(shù)據(jù).我們?cè)O(shè)定一個(gè)閾值，只要從傳感器來(lái)的

11、轉(zhuǎn)換的數(shù)值在閾值范圍內(nèi)，就不啟動(dòng)報(bào)警裝置。一旦單片機(jī)引腳檢測(cè)到一個(gè)很小的數(shù)值或是零值，說(shuō)明此時(shí)自行車很可能不在原位了，也就是被盜了，就送蜂鳴器報(bào)警電路和GSM報(bào)警電路輸入引腳一個(gè)信號(hào)，從而啟動(dòng)蜂鳴器報(bào)警和GSM報(bào)警。蜂鳴器報(bào)警就是一個(gè)揚(yáng)聲器，GSM模塊采用SINCOM公司的SIM900A,GSM模塊可以實(shí)現(xiàn)向車主發(fā)送短信或者打電話報(bào)警這兩個(gè)功能。我們利用遙控模塊將防盜報(bào)警系統(tǒng)關(guān)閉，遙控模塊采用兩個(gè)相同的無(wú)線傳輸模塊，一個(gè)工作在發(fā)射模塊，發(fā)射模塊我們會(huì)加上一個(gè)按鍵，由車主攜帶，另一個(gè)工作在接受模塊，與主單片機(jī)連接。無(wú)線收發(fā)模塊采用NORDIC公司生產(chǎn)的nrf24l01芯片。單片機(jī)1GSM模塊無(wú)線

12、接收模塊無(wú)線發(fā)送模塊單片機(jī)2按鍵控制蜂鳴器報(bào)警壓力傳感器模塊圖1：自行車防盜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 主機(jī)控制模塊主機(jī)控制模塊就是一個(gè)51單片機(jī)的最小系統(tǒng)。為了完成本次設(shè)計(jì)，我們采用了STC89C51單片機(jī)學(xué)習(xí)板作為開發(fā)板，STC89C51單片機(jī)學(xué)習(xí)板是一款基于8位單片機(jī)處理芯片STC89C52RC的系統(tǒng)。對(duì)51系列單片機(jī)來(lái)說(shuō),最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括:單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路。單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖如圖2。復(fù)位電路:由電容串聯(lián)電阻構(gòu)成,由圖并結(jié)合"電容電壓不能突變"的性質(zhì),可以知道,當(dāng)系統(tǒng)一上電,RST腳將會(huì)出現(xiàn)高電平,并且,這個(gè)高電平持續(xù)的時(shí)間由電路的RC值來(lái)決定

13、.典型的51單片機(jī)當(dāng)RST腳的高電平持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上就將復(fù)位,所以,適當(dāng)組合RC的取值就可以保證可靠的復(fù)位.我們?cè)O(shè)計(jì)的最小系統(tǒng)復(fù)位電路部分，電容取得是10uF，電阻取得是10k。單片機(jī)復(fù)位電路就好比電腦的重啟部分，當(dāng)電腦在使用中出現(xiàn)死機(jī)，按下重啟按鈕電腦內(nèi)部的程序從頭開始執(zhí)行。單片機(jī)也一樣，當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中，受到環(huán)境干擾出現(xiàn)程序跑飛的時(shí)候，按下復(fù)位按鈕內(nèi)部的程序自動(dòng)從頭開始執(zhí)行。單片機(jī)復(fù)位后psw和pc的初始值都是00H。晶振電路:典型的晶振取11.0592MHz(因?yàn)榭梢詼?zhǔn)確地得到9600波特率和19200波特率,用于有串口通訊的場(chǎng)合)或者是12MHz(產(chǎn)生精確的uS級(jí)時(shí)歇,方便定時(shí)

14、操作)，我們?cè)O(shè)計(jì)的晶振電路部分取得是11.0592MHz。單片機(jī)最小系統(tǒng)起振電容C2、C3一般采用1533pF，我們?nèi)〉檬?2pF,并且電容離晶振越近越好，晶振離單片機(jī)越近越好。3圖2：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)3.2 數(shù)字壓力傳感器模塊數(shù)字壓力傳感器模塊主要包括壓力傳感器和AD轉(zhuǎn)換模塊。主要框圖如圖3.壓力傳感器HX711AD單片機(jī)1圖3：數(shù)字壓力傳感器模塊主要框圖3.2.1壓力傳感器壓力傳感器部分借用了電子稱的稱重傳感器，主要是用于實(shí)驗(yàn)的稱重傳感器具有一個(gè)托盤，利于放置重物。實(shí)驗(yàn)電子稱一般選用雙孔懸臂平行梁應(yīng)變式稱重傳感器。它的特點(diǎn)是精度高、易加工、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、抗偏載能力強(qiáng)、固有頻率高。壓力傳感器中

15、必不可少的一組器件就是電阻應(yīng)變片，電阻應(yīng)變片是一種將被測(cè)件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號(hào)的敏感器件。電阻應(yīng)變片應(yīng)用最多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。通常是將應(yīng)變片通過(guò)特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上，當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時(shí)，電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。這種應(yīng)變片在受力時(shí)產(chǎn)生的阻值變化通常較小，一般這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋，并通過(guò)后續(xù)的儀表放大器進(jìn)行放大，再傳輸給處理電路（通常是A/D轉(zhuǎn)換和CPU）顯示或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。我們使用的壓力傳感器模塊中是將應(yīng)變片粘貼到受力的力敏型彈性元

16、件上，當(dāng)彈性元件受力產(chǎn)生形變時(shí)，應(yīng)變片產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)變，轉(zhuǎn)化成電阻變化。將應(yīng)變片接成橋式電阻，力引起的電阻變化將轉(zhuǎn)換為測(cè)量電路的電壓變化，通過(guò)測(cè)量輸出電路的電壓數(shù)值，最后通過(guò)換算即可得到被測(cè)物體的重量。43.2.2 A/D轉(zhuǎn)換HX711AD采用了海芯科技集成電路專利技術(shù)，是一款專為高精度數(shù)字壓力傳感器設(shè)計(jì)的24bitA/D轉(zhuǎn)換器芯片.與同類型其它芯片相比，該芯片集成了包括穩(wěn)壓電源、片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器等其它同類型芯片所需要的外圍電路，具有集成度高、響應(yīng)速度快和抗干擾性能強(qiáng)等特點(diǎn)。一方面降低了整個(gè)模塊的成本，另一方面提高了整機(jī)的性能和可靠性。海芯提供的這款A(yù)/D轉(zhuǎn)換芯片的封裝后的外接口只有4個(gè)，圖4是H

17、X711AD接口圖。一個(gè)VCC接單片機(jī)的VCC引腳，一個(gè)GND接單片機(jī)的GND引腳。剩下的兩個(gè)接口PD_SCK和DOUT是用來(lái)組成芯片的串口通訊線，作用就是完成數(shù)據(jù)輸出，選擇輸入通道和增益的。當(dāng)數(shù)據(jù)輸出管腳DOUT 為高電平時(shí)，表明A/D 轉(zhuǎn)換器還未準(zhǔn)備好輸出數(shù)據(jù)，此時(shí)串口時(shí)鐘輸入信號(hào)PD_SCK 應(yīng)為低電平。當(dāng)DOUT 從高電平變低電平后，PD_SCK 應(yīng)輸入25 至27 個(gè)不等的時(shí)鐘脈沖。其中第一個(gè)時(shí)鐘脈沖的上升沿將讀出輸出24 位數(shù)據(jù)的最高位（MSB），直至第24 個(gè)時(shí)鐘脈沖完成，24 位輸出數(shù)據(jù)從最高位至最低位逐位輸出完成。第25至27 個(gè)時(shí)鐘脈沖用來(lái)選擇下一次A/D 轉(zhuǎn)換的輸入通道和

18、增益。PD_SCK 的輸入時(shí)鐘脈沖數(shù)不應(yīng)少于25 或多于27，否則會(huì)造成串口通訊錯(cuò)誤。當(dāng)A/D 轉(zhuǎn)換器的輸入通道或增益改變時(shí)，A/D 轉(zhuǎn)換器需要4 個(gè)數(shù)據(jù)輸出周期才能穩(wěn)定。DOUT 在4 個(gè)數(shù)據(jù)輸出周期后才會(huì)從高電平變低電平，輸出有效數(shù)據(jù)。5HX711AD模塊對(duì)壓力傳感器產(chǎn)生5mV電壓進(jìn)行采樣。HX711芯片內(nèi)部包括兩個(gè)通道，一個(gè)通道是固定的32倍的增益，主要用于系統(tǒng)參數(shù)檢測(cè)。對(duì)于信號(hào)檢測(cè)則使用另一個(gè)通道，該通道帶有128倍的增益，可以將5mV的電壓放大128倍，然后采樣輸出24bitAD轉(zhuǎn)換的值，單片機(jī)通過(guò)指定時(shí)序?qū)?4bit數(shù)據(jù)讀出。圖4：HX711AD接口圖3.3 蜂鳴器報(bào)警模塊蜂鳴器報(bào)

19、警模塊的電路如圖5所示，圖5：蜂鳴器報(bào)警電路我們采用的5V有源電磁式蜂鳴器。電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過(guò)電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動(dòng)發(fā)聲。有源是指蜂鳴器內(nèi)部有一個(gè)震蕩源，所以只要一通電就會(huì)叫。而無(wú)源內(nèi)部不帶震蕩源，用直流電源是無(wú)法使其鳴叫，而本次設(shè)計(jì)是在直流供電的環(huán)境下進(jìn)行的，所以我們采用有源的蜂鳴器。由于蜂鳴器的工作電流一般比較大，以致于單片機(jī)的I/O 口是無(wú)法直接驅(qū)動(dòng)的，所以要利用放大電路來(lái)驅(qū)動(dòng)，一般使用三極管來(lái)放大電流就可以了。6蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路一般都包含以下幾個(gè)部分

20、：一個(gè)三極管、一個(gè)蜂鳴器、一個(gè)續(xù)流二極管和一個(gè)電源濾波電容。3.4 GSM模塊我們采用的是一款新型無(wú)線模塊SIM900A. 它屬于四頻GSM/GPRS模塊，完全采用SMT封裝形式，同時(shí)采用了功能強(qiáng)大的ARM926EJ-S芯片處理器。SIM900A性能穩(wěn)定，外觀小巧，性價(jià)比高并且可以滿足多種需求。另外SIM900A采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口，工作頻率為GSM/GPRS 850/900/1800/1900MHz，可以低功耗實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、SMS、數(shù)據(jù)和傳真信息的傳輸。SIM900A的尺寸大小為24x24x3mm，能適用于M2M應(yīng)用中的各類設(shè)計(jì)需求，尤其適用于緊湊型產(chǎn)品設(shè)計(jì)。SIM900A模塊是2G模塊，可以支持所

21、有的2G卡，同時(shí)也適用于部分的3G和4G的卡?？傮w來(lái)說(shuō)這個(gè)模塊可以很好的實(shí)現(xiàn)我們的設(shè)計(jì)要求。SIM900A模塊采用串口（UART）通信，我們?cè)谑褂眠@個(gè)模塊的時(shí)候，就必須將單片機(jī)鏈接到SIM900A模塊的TTL接口。SIM900A模塊提供了兩組TTL接口，一組為2.85V的TTL接口，可以與3.3V的單片機(jī)直接連接；另一組為兼容各種電壓的TTL接口，可以與5V、3.3V等單片機(jī)直接連接，通常也都是采用這組TTL接口。連接時(shí)需要將SIM900A的發(fā)送數(shù)據(jù)串口TXD與單片機(jī)的接受數(shù)據(jù)串口RXD相連接，SIM900A的RXD與單片機(jī)的TXD相連接，SIM900A的接地段GND與與單片機(jī)的GND相連接。

22、硬件連接完畢后，就可以發(fā)送AT指令來(lái)控制GSM模塊了。通過(guò)使用GSM模塊我們可以實(shí)現(xiàn)SMS短信，語(yǔ)音通話，GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)然贕SM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的所有基本功能。圖6是GSM的功能框圖，包括的主要功能部分有GSM基帶、存儲(chǔ)器、GSM射頻、天線接口以及其他接口。7存儲(chǔ)器GSM基帶射頻GSM模塊天線接口LCD接口串口音頻接口SIM卡接口GPIO/鍵盤接口電源接口圖6：GSM功能框圖3.5 無(wú)線收發(fā)模塊無(wú)線收發(fā)模塊我們采用的是nRF24L01無(wú)線收發(fā)芯片，nRF24L01是由NORDIC生產(chǎn)的工作在2.4GHz2.5GHz的ISM 頻段的單片無(wú)線收發(fā)器芯片。無(wú)線收發(fā)器包括：頻率發(fā)生器、增強(qiáng)型模式控制

23、器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器和解調(diào)器。8nRF24L01無(wú)線收發(fā)芯片主要的工作模式有收發(fā)模式、配置模式、空閑模式和關(guān)機(jī)模式。nRF24L01芯片的工作模式如表1。表1：nRF24L01的工作模式模式PWR_UPPRIM_RXCEFIFO寄存器狀態(tài)接收模式111一發(fā)送模式101數(shù)據(jù)在TX FIFO寄存器中發(fā)送模式1010停留在發(fā)送模式，直至數(shù)據(jù)發(fā)送完待機(jī)模式101TX FIFO為空待機(jī)模式1一0無(wú)數(shù)據(jù)傳輸?shù)綦娔Ｊ?一一一主要控制輸入口為單片機(jī)的P3.2口，遙控器是我們自己設(shè)計(jì)的一塊單片機(jī)最小系統(tǒng)（帶按鍵K2、K3）和一塊無(wú)線收發(fā)模塊小的集成電路。車主可通過(guò)遠(yuǎn)程按下遙控器上的K2鍵，報(bào)警器上

24、的無(wú)線收發(fā)模塊得到數(shù)據(jù)并送給單片機(jī)，相當(dāng)于給單片機(jī)引腳P3.2一個(gè)低電平。此功能設(shè)定為防盜系統(tǒng)的關(guān)閉。4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)自行車的防盜系統(tǒng)總的軟件工作流程圖如圖7所示。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要由主程序、初始化程序、壓力傳感器檢測(cè)壓力程序、防盜報(bào)警程序（包括蜂鳴器報(bào)警程序和GSM發(fā)短信報(bào)警程序）和防盜系統(tǒng)停止程序。通過(guò)該流程圖我們可以清晰的知道系統(tǒng)的軟件工作流程。當(dāng)自行車防盜系統(tǒng)啟動(dòng)后，防盜系統(tǒng)便進(jìn)入低耗的工作狀態(tài)。只要壓力傳感器來(lái)的數(shù)據(jù)異常，如明顯變小或直接變?yōu)榱?，此時(shí)防盜系統(tǒng)退出低耗的工作狀態(tài)，啟動(dòng)蜂鳴器報(bào)警和GSM發(fā)送短信報(bào)警。圖7 總的軟件工作流程4.1 初始化程序在初始化程序中，首先是初始化串口，

25、包括設(shè)定好串口的工作方式和選擇好串口的波特率。初始化單片機(jī)1和單片機(jī)2的各輸入輸出口，配置與單片機(jī)1相連的nRF24L01為接受模式，配置與單片機(jī)2相連的nRF24L01為發(fā)送模式。初試化GSM模塊，使GSM模塊處于待機(jī)狀態(tài)，開總中斷，開外部中斷。初始化程序的流程圖如圖8所示。圖8 初始化程序的流程圖4.2 壓力傳感器程序壓力傳感器的工作流程圖如圖8所示。壓力傳感器是設(shè)計(jì)產(chǎn)品很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，理論上是壓力傳感器的量程越大越好，測(cè)量精度越高越好，但這樣又會(huì)增加產(chǎn)品的成本。考慮到現(xiàn)實(shí)中自行車的市場(chǎng)成本，我們并不單純的追求高精度、大量程。我們采用的是最大量程為5KG，測(cè)量精度為1g的壓力傳感器。壓力

26、傳感器自身的量程是一個(gè)需要考慮的參量，如果重物超過(guò)了量程最大值，對(duì)壓力傳感器本身會(huì)有損害，所以我們?cè)O(shè)定此時(shí)為超限報(bào)警，目的就是為了提醒我們不要超重。我們可以計(jì)算在4.3V的供電電壓下5KG的傳感器最大輸出電壓是4.3V*1mV/V = 4.3mV，然后經(jīng)過(guò)128倍放大后，最大電壓為4.3mV*128 = 550.4mV，最后經(jīng)過(guò)AD 轉(zhuǎn)換后輸出的24bit 數(shù)字值最大為：550.4mV*224/4.3V 2147483。我們假設(shè)自行車模型為一個(gè)重為500g的砝碼，設(shè)定的臨界報(bào)警值為300g。我們同樣可以將這個(gè)臨界報(bào)警值換算成經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換后的數(shù)值，只要壓力傳感器經(jīng)A/D送單片機(jī)的24bit數(shù)值小

27、于臨界報(bào)警值，單片機(jī)就會(huì)發(fā)出信號(hào)指令，從而執(zhí)行防盜報(bào)警程序。圖8 壓力傳感器的工作流程圖4.3 蜂鳴器報(bào)警程序蜂鳴器報(bào)警部分的程序很簡(jiǎn)單，蜂鳴器連在單片機(jī)1的P2.3口，啟動(dòng)報(bào)警裝置時(shí)，只要單片機(jī)1在P2.3口輸出一個(gè)低電平，蜂鳴器就可以工作，加上延遲程序就可以達(dá)到我們預(yù)期的設(shè)計(jì)效果。低于設(shè)置最小值或者傳感器本身量程最大值報(bào)警，子程序如下所示：if(Weight_Shiwu <= Min_Value | Weight_Shiwu >= AlarmValue)Buzzer = 1;elseBuzzer =0;4.4 GSM發(fā)短信報(bào)警程序GSM發(fā)短信程序如圖9所示。先初始化定時(shí)器的工作

28、方式，然后根據(jù)晶振大小設(shè)置不同的數(shù)值初始化入口，我們的設(shè)計(jì)是在晶振選取11.0592MHz下進(jìn)行的，所以我們的串口波特率設(shè)定為9600。打開串行口中斷和總中斷。如果壓力傳感器送單片機(jī)引腳低電平，程序即進(jìn)入串行通訊中斷，此時(shí)GSM模塊和單片機(jī)進(jìn)行串行通訊。因?yàn)镾IM900A模塊所能認(rèn)識(shí)的指令只有AT指令，所以我們就是將AT指令通過(guò)串口發(fā)送給模塊。首先可以發(fā)送查詢指令，如AT+CSQ查詢信號(hào)強(qiáng)度指令、AT+CPIN?查詢模塊是否檢測(cè)到手機(jī)卡和AT+COPS?查詢模塊是否注冊(cè)到網(wǎng)絡(luò)。發(fā)送AT指令，模塊回復(fù)OK，就說(shuō)明握手成功（模塊和單片機(jī)通訊正常）。然后才可以進(jìn)行下一步，如控制模塊發(fā)送一條英文短信。

29、使用GSM模塊發(fā)短信時(shí)，最常見的問(wèn)題就是當(dāng)模塊收到幾條短信后，無(wú)論怎樣發(fā)送短信給模塊，模塊都不會(huì)再有短信提示出來(lái)。但是當(dāng)將次模塊中的手機(jī)卡放到手機(jī)里面時(shí)，短信會(huì)一條一條的出現(xiàn)。原因是：SIM 卡能夠存儲(chǔ)的短信數(shù)量有限，當(dāng)接收到了一定短信后，SIM 卡無(wú)法再存儲(chǔ)更多的短信，所以也就沒有短信提示出來(lái)。解決的辦法是將存儲(chǔ)在SIM 卡的短信刪除掉一部分或是全部都刪掉。我們用的指令為AT+CMGD=1，此命令的功能是將SIM 卡中所有的指令全部刪除掉。圖9：GSM發(fā)送短信程序流程圖4.5 防盜系統(tǒng)停止程序nRF24L01無(wú)線發(fā)射程序如圖10所示，配置與單片機(jī)2相連的nRF24L01為發(fā)送模式，當(dāng)有按鍵按

30、下的時(shí)候，nRF24L01就進(jìn)入中斷模式，nRF24L01將數(shù)據(jù)打包，單片機(jī)和nRF24L01進(jìn)行SPI通信，循環(huán)移位的方式將數(shù)據(jù)送給nRF24L01接收模塊。圖10 nRF24L01無(wú)線發(fā)射程序流程圖 nRF24L01無(wú)線接收程序如圖11所示，配置與單片機(jī)1想連的nRF24L01為接收模式，主控制系統(tǒng)和nRF24L01進(jìn)行SPI通信，當(dāng)nRF24L01接收模塊接收到數(shù)據(jù)時(shí)，整個(gè)報(bào)警裝置就停止工作，蜂鳴器不再鳴響，GSM模塊也一直處于低耗的待機(jī)狀態(tài)，從而自行車主人安全的取走自己的車。圖11 nRF24L01無(wú)線接收程序流程圖5 結(jié)論 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是一次非常難得的機(jī)會(huì)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)選完題后可以說(shuō)

31、是毫無(wú)頭緒，不知道從何處下手。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查閱了一些往屆畢業(yè)生的畢業(yè)論文，慢慢的對(duì)于這次的設(shè)計(jì)有了自己的一些想法。 我這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是研究自行車的智能防盜，所以我百度了一下目前國(guó)內(nèi)的自行車防盜現(xiàn)狀，了解到人們對(duì)于自行車的防盜大多停留在簡(jiǎn)單的鎖具防盜上，當(dāng)然這種簡(jiǎn)單的上鎖防盜的確可以起到一些作用，但是我們都知道的是即使這樣上鎖了，被盜現(xiàn)象還是屢見不鮮。這就說(shuō)明了這種方式的不完善，這也就是我們本次設(shè)計(jì)的原因和目標(biāo)。借鑒了很多優(yōu)秀論文的設(shè)計(jì)方法，也與同學(xué)交流了智能防盜的一些創(chuàng)意，對(duì)于這次的設(shè)計(jì)也有了大致的框架。要想做到快速、準(zhǔn)確的遇盜報(bào)警，傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是非常重要的第一步。市場(chǎng)上各種防盜器種類齊全，也是各有專長(zhǎng)。挑選設(shè)計(jì)材料也是一個(gè)很費(fèi)時(shí)的事，從對(duì)電子產(chǎn)品的一無(wú)所知到一步步熟悉產(chǎn)品的性能、參數(shù)等，