畢業(yè)論文-基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程火災(zāi)監(jiān)控和報警系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

大連東軟信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）論文題目論文題目：基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程火災(zāi)監(jiān)控和報警系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)系所：電子工程系專業(yè)：電子信息工程（嵌入式系統(tǒng)工程方向）學(xué)生姓名：學(xué)生學(xué)號：指導(dǎo)教師：導(dǎo)師職稱：副教授完成日期：2014年5月2日大連東軟信息學(xué)院Dalian大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）摘要IV基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程火災(zāi)監(jiān)控和報警系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)摘要隨著智能化家居概念的不斷推廣及電子信息產(chǎn)業(yè)快速向生活領(lǐng)域滲透，實現(xiàn)家居信息化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化已成為家居系統(tǒng)發(fā)展的新趨勢。傳統(tǒng)的機(jī)械模式安防系統(tǒng)在實際使用中暴露了很多隱患，如：沒有安防盜窗的樓層造成被盜隱患、發(fā)生火災(zāi)時候不易逃生等等。家庭智能防盜報警系統(tǒng)已經(jīng)從原來的簡單化、局部化向智能化、集成化發(fā)展，可對家居的安全環(huán)境進(jìn)行實時的監(jiān)控，如防火、防盜等，一旦有安全事故發(fā)生，就會發(fā)出相應(yīng)的報警信息，使用戶能夠及時對發(fā)生的事故進(jìn)行處理。本文設(shè)計了用STC89C52單片機(jī)實現(xiàn)的基于TC35模塊的家庭無線防盜報警系統(tǒng)。此系統(tǒng)由單片機(jī)控制模塊，液晶顯示模塊，TC35模塊，傳感器模塊組成，可解決系統(tǒng)安防所存在的隱患，讓家庭防盜更及時更方便。它不在依賴有線電話執(zhí)行報警，而是借助可靠的GPRS網(wǎng)絡(luò)，以最直觀的英文短消息的形式發(fā)送到用戶的手機(jī)上。它采用人體紅外式傳感器進(jìn)行檢測，變有形的防盜窗為無形。該系統(tǒng)采用現(xiàn)有的電話網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合射頻無線通信技術(shù)和單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，具有自動化程度高、適用性強、電路設(shè)計可靠等優(yōu)點，一般家庭都能夠接受。關(guān)鍵詞：防盜，STC89C52，TC35，傳感器，防火大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）AbstractTheDesignandImplementationofRemoteFireMonitoringandAlarmSystemBasedonMCUAbstractWiththecontinuouspromotionoftheconceptofintelligenthomeelectronicinformationindustry,therapidpenetrationtotheareasoflife,homeinformationtechnology,networking,intelligencehasbecomeanewtrendofdevelopmentofthehomesystem.Inactualuse,thesecuritysystemofthetraditionalmechanicalmodeexposedalotofrisks,suchas:thefloorofthecausenotburglarproofwindowstolenhiddenwhenfireoccursandsoeasytoescape.Homeintelligentburglaralarmsystemhasgrownfromtheoriginalsimplistic,localizedtotheintelligent,integrateddevelopment,thesecurityenvironmentofthehomereal-timemonitoring,suchasfire,theft,securityincidents,itwillissuethecorrespondingalarminformation,allowinguserstoincidentsinatimelymannerforprocessing.ThispaperdesignsSTC89C52microcontrollerbasedonthefamilyoftheTC35modulewirelessburglaralarmsystem.Thissystemconsistsofsingle-chipcontrolmodule,LCDmoduleTC35module,sensormodule,solvethesystemsecurityrisksthatexist,sothathomesecurityismoretimelyandconvenient.Itisnotdependentonawiredphonealarm,butwiththeareliableGPRSnetwork,mostintuitiveEnglishformofshortmessagessenttotheuser'smobilephone.Itusesthehumanbodyinfraredsensortodetectthesecuritywindowsasintangiblebecomestangible.Thesystemusestheexistingtelephonenetwork,combinedwithradio-frequencywirelesscommunicationtechnologyandsingle-chipnetworkcontroltechnology,withahighdegreeofautomation,applicability,reliablecircuitdesign,theaveragefamilycanaccept.Keywords:Anti-theft,STC89C52,TC35,sensor,fireprevention大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）目錄目錄TOC\o"1-3"\u摘要 IAbstract II第1章緒論 11.1課題研究背景與意義 11.2課題研究內(nèi)容與方法 11.3課題研究現(xiàn)狀 2第2章關(guān)鍵技術(shù)介紹 32.1單片機(jī)介紹 32.2紅外傳感器 3第3章系統(tǒng)需求分析 53.1系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo) 53.2系統(tǒng)功能需求 53.2.1單片機(jī)最小功能需求分析 53.2.2紅外線傳感器、煙霧傳感器需求分析 53.2.3按鍵、LED指示燈需求功能 53.2.4TC35-GSM模塊需求分析 63.2.5液晶顯示及蜂鳴器模塊需求分析 63.3系統(tǒng)任務(wù)的可行性分析 63.3.1技術(shù)可行性 63.3.2系統(tǒng)安全性分析 7第4章系統(tǒng)設(shè)計 84.1設(shè)計指導(dǎo)思想和原則 84.2系統(tǒng)體系設(shè)計 84.2.1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)介紹 84.2.2硬件功能介紹 84.3硬件設(shè)計 94.3.1單片機(jī)基本功能介紹 94.3.2單片機(jī)最小系統(tǒng)組成 114.3.3LCD液晶顯示屏的電路設(shè)計 124.3.4電源電路設(shè)計 124.4軟件設(shè)計 134.4.1軟件功能介紹 134.4.2軟件設(shè)計流程 134.4.3主程序流程圖 144.4.4主程序初始化流程圖 154.4.5報警子程序 154.4.6鍵盤處理子程序 17第5章系統(tǒng)實現(xiàn) 185.1環(huán)境配置 185.2功能模塊實現(xiàn) 18第6章系統(tǒng)測試 216.1測試方案 216.2測試結(jié)果 21第7章結(jié)論 23參考文獻(xiàn) 24致謝 25大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）-第1章緒論1.1課題研究背景與意義隨著時代的不斷發(fā)展，智能家居系統(tǒng)已然成為了人們生活中必不可缺少的一部分，由于現(xiàn)代電子技術(shù)和通信技術(shù)的迅速發(fā)展，人們的家居生活正在變得越來越舒適便利。然而生活中總存在一些這樣那樣的安全隱患，如火災(zāi)、煤氣中毒、匪盜等，這些都已經(jīng)嚴(yán)重危害到了人們的家庭幸福。于是關(guān)于智能家居的概念應(yīng)運而生，而其中家居安全報警系統(tǒng)就是智能家居的一個重要組成部分。本文設(shè)計的系統(tǒng)能夠在家中沒人的情況下對火災(zāi)和偷盜進(jìn)行監(jiān)測。我們所設(shè)計的系統(tǒng)可分為兩種狀態(tài)，一種是不監(jiān)測狀態(tài)，即家中有人的時候所使用的狀態(tài)，另外一種是家中無人的時候的監(jiān)測狀態(tài)。當(dāng)人在家中的時候，會對偷盜事件比較敏感，因此本文的不監(jiān)測狀態(tài)的時候只有煙霧傳感器在工作，當(dāng)屋子里面出現(xiàn)煙霧的時候，由煙霧傳感器檢測后，通過蜂鳴器發(fā)出報警信號，此時液晶顯示器上會顯示：“homefire”與此同時手機(jī)會收到一條信息，信息的內(nèi)容為“homefire”這樣在家中的人們很快的就會意識到發(fā)生火災(zāi)，并及時采取措施。在設(shè)計的過程中通過按鍵來調(diào)整監(jiān)測與不監(jiān)測的模式，監(jiān)測模式的情況下則是人體紅外傳感器及煙霧傳感器都進(jìn)行工作，紅外傳感器檢測到人體靠近的時候，便會發(fā)出報警信號，同時手機(jī)也會收到信息：“somebodybreakin”。本文設(shè)計的智能家居系統(tǒng)的信息傳輸是依靠GPRS系統(tǒng)來進(jìn)行傳輸?shù)?，GPRS安全系統(tǒng)是基于移動通信網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控技術(shù)，它利用GPRS無線移動通訊網(wǎng)絡(luò)短信息數(shù)據(jù)傳輸模式平臺，真正實現(xiàn)了超遠(yuǎn)距離方便、靈活的無線報警處理及控制，解決了固定電話或有線寬帶網(wǎng)絡(luò)有線數(shù)據(jù)傳輸模式報警的局限性，真正做到全無線報警。1.2課題研究內(nèi)容與方法早前的家庭安全報警系統(tǒng)都是針對某個具體的安全隱患進(jìn)行設(shè)計的，如煤氣報警器、紅外線防盜報警器、火災(zāi)報警器等，這些報警裝置基本能夠滿足一般的需求。然而它功能比較單一、無二次報警功能，性價比也不是很高。例如燃?xì)庑孤┲氯嘶杳院鬅o進(jìn)一步防范措施、或無人在家時發(fā)生匪盜或火情，單純的警鈴報警失去了意義，這顯然不能很好的滿足家庭綜合報警的使用要求。而全智能家庭防盜報警采用的是ADT全球安防系統(tǒng)。它的特點是功能強大、技術(shù)成熟，但是價格昂貴，故沒有被大量的普及使用。從中我們也可以看出隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，將家庭安全報警系統(tǒng)進(jìn)行區(qū)域的聯(lián)網(wǎng)，安全系數(shù)大大提高。GPRS報警系統(tǒng)采用工業(yè)級無線移動通訊網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)的數(shù)字處理技術(shù)，已逐步應(yīng)用于技術(shù)安全防范領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用于家庭、商用、小區(qū)物業(yè)、電力、交通、石油、煤炭、鐵道、市政、公安等部門行業(yè)的安防裝置，數(shù)據(jù)監(jiān)測以及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)等等本系統(tǒng)就是利用GPRS來完成對檢測區(qū)域的遠(yuǎn)程報警設(shè)計。本課題旨在設(shè)計一個家庭防盜防火的報警系統(tǒng)，實現(xiàn)當(dāng)家中無人的時候，能夠較好的監(jiān)測家中的火災(zāi)以及偷盜等情況。由于人們不再家中的時候容易發(fā)生被盜的及火災(zāi)的，所以本設(shè)計選用人體紅外傳感器及煙霧傳感器，分別通過感應(yīng)陌生人及火災(zāi)發(fā)生時的煙霧來產(chǎn)生報警信號，并且將報警的信息通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到主人的手機(jī)上，以便主人做出及時的處理。這樣便能夠完成遠(yuǎn)程的家居控制。這個系統(tǒng)還有許多值得開發(fā)的功能，該系統(tǒng)應(yīng)用非常廣泛，并且商業(yè)價值巨大，很有開拓的空間潛力。將這個系統(tǒng)做好將會有一個非常巨大的市場。1.3課題研究現(xiàn)狀從上世紀(jì)初，報警系統(tǒng)就已經(jīng)在北美稍具雛形。在北美，報警呼救箱放置在街頭巷尾，在呼救時發(fā)出聲響提示，以尋求附近警察的幫助，同時這種呼救箱直接連接到附近的警局，使得稍遠(yuǎn)一些的警察也能夠收到呼救信息。隨后由于通信技術(shù)的發(fā)展，在這個行業(yè)中可以提供遠(yuǎn)程通信服務(wù)的公司也加入其中，信息報警系統(tǒng)得到了深遠(yuǎn)的發(fā)展，從簡單的有限的短途的報警，是報警信息傳輸?shù)礁h(yuǎn)的地方。但電報這種方式有他的局限性，無法普及，稍后就被電話理所當(dāng)然地取代，電話成為報警通訊的主要手段。自動報警的自動撥號系統(tǒng)以及移動電話普及，更使得通過無線遠(yuǎn)程報警的方式得到了前所未有的發(fā)展。從以上過程來看，報警行業(yè)的發(fā)展是以工業(yè)技術(shù)發(fā)展為基礎(chǔ)的，只有具備良好的通信手段，才能夠把各地的報警信息匯聚到相應(yīng)的權(quán)威部門，然后由權(quán)威部門負(fù)責(zé)分配有限的警力來幫助到所有的社會個體。國外智能監(jiān)控防盜技術(shù)發(fā)展已處于一個較高水平階段，從具有代表性的北美發(fā)展過程，可以清楚的看出世界智能監(jiān)控防盜技術(shù)的發(fā)展概況。其具有很多特點值得我們借鑒。大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第2章關(guān)鍵技術(shù)介紹2.1單片機(jī)介紹單片微控制器簡稱單片機(jī)，是在一塊集成了CPU中央處理器的芯片、ROM程序存儲器、定時器/計數(shù)器、RAM數(shù)據(jù)存儲器和多種功能的I/O輸入/輸出接口等一臺微型計算機(jī)。其包含計算機(jī)所需要的基本功能部件。其可以完成各種功能和函數(shù)中復(fù)雜的運算、通信、邏輯控制等功能。單片機(jī)的最小系統(tǒng)是單片機(jī)運行的最低保障，簡單說就是單片機(jī)能正常工作和實現(xiàn)功能所必須的組成部分?？山忉尀槭褂米钌俚脑M成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng)。單片機(jī)的最小系統(tǒng)應(yīng)該包括單片機(jī)、時鐘電路、復(fù)位電路和輸入/輸出設(shè)備。本系統(tǒng)采用是深圳宏晶公司的STC89C52單片機(jī)，采用雙列直插封裝（DIP），有40個引腳。該單片機(jī)采用Atmel公司的高密度非易失性存儲技術(shù)制造，與美國Intel公司生產(chǎn)的MCS—51系列單片機(jī)的指令和引腳設(shè)置兼容。其主要特征如下：STC89C52單片機(jī)是一個8位CPU，其內(nèi)置4K字節(jié)Flash可重復(fù)編程Flash，擦寫次數(shù)可重復(fù)1000次?？梢酝耆o態(tài)操作：操作頻率在0Hz~24Hz之間，可輸出時鐘信號。程序存儲器可以進(jìn)行三級加密，保證系統(tǒng)安全。片內(nèi)有128B×8的數(shù)據(jù)存儲器(RAM)。在所有引腳中有32根是可編程I/O線。系統(tǒng)內(nèi)部集成了2個16位定時/計數(shù)器，并且包括有6個中斷源的中斷系統(tǒng)，可編為兩個優(yōu)先級。一個全雙工可編程串行通道?？删幊檀蠻ART通道。具有閑置模式和掉電模式兩種節(jié)能模式。2.2紅外傳感器紅外傳感系統(tǒng)是用紅外線為介質(zhì)的測量系統(tǒng)，按照功能可分成五類，按探測機(jī)理可分成為光子探測器和熱探測器。紅外傳感技術(shù)已經(jīng)在現(xiàn)代科技、國防和工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用紅外技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)為大家所熟知，這項技術(shù)在現(xiàn)代科技、國防科技和工農(nóng)業(yè)科技等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。紅外傳感系統(tǒng)的實質(zhì)就是紅外線為介質(zhì)的測量系統(tǒng)，按照功能可分為四類：（1）熱成像功能，使用傳感器撲捉紅外線分布，產(chǎn)生整個目標(biāo)紅外輻射的分布圖像。設(shè)計出熱成像系統(tǒng)。（2）紅外測距和通信系統(tǒng)，通過紅外線作為介質(zhì)進(jìn)行信號傳輸。（3）輻射測量計，收集紅外線的強度，對輻射和光譜測量。（4）搜索和跟蹤，對有紅外目標(biāo)使用設(shè)備進(jìn)行搜索和跟蹤，以此確定其空間位置并對它的運動進(jìn)行跟蹤。大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第3章系統(tǒng)需求分析3.1系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)本系統(tǒng)主要實現(xiàn)智能家居的火災(zāi)報警等功能。主要是通過自動報警系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程報警。根據(jù)需求調(diào)研結(jié)果確定本系統(tǒng)主要包括以下功能模塊，如圖4.1所示。3.2系統(tǒng)功能需求3.2.1單片機(jī)最小功能需求分析單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)中最基本的一個模塊，它被叫做單片機(jī)最小系統(tǒng)，最可以體現(xiàn)出它的每一部分對單片機(jī)系統(tǒng)的重要性。單片機(jī)是單片機(jī)最小系統(tǒng)的核心，也是整個系統(tǒng)的核心。單片機(jī)的ROM中燒寫核心控制程序，整個系統(tǒng)功能的實現(xiàn)都是靠著單片機(jī)的核心程序控制才能實現(xiàn)。硬件固然重要，沒有軟件控制也是無法實現(xiàn)功能。單片機(jī)最小系統(tǒng)中還包含晶振電路，如果說單片機(jī)是整個系統(tǒng)的大腦，那么晶振就是系統(tǒng)的心臟，它源源不斷的向系統(tǒng)輸送著“血液”—脈沖。它是系統(tǒng)運行、通信的介質(zhì)和載體。有了它有了他以后，系統(tǒng)才能夠正常的運行。復(fù)位電路也是必不可少的，它是系統(tǒng)能夠安全運行的基本保障，不至于系統(tǒng)在運行中出現(xiàn)問題后無法運行后而導(dǎo)致的無法再次啟動。由于系統(tǒng)在設(shè)計過程中，環(huán)境較好，而在實際運行過程中，并不是我們在設(shè)計時的那么理想。必然后有一些預(yù)想不到的問題。復(fù)位電路是保證系統(tǒng)安全所必須的。3.2.2紅外線傳感器、煙霧傳感器需求分析紅外線傳感器是本系統(tǒng)使用的傳感器，它承擔(dān)著采集信息的重要責(zé)任，系統(tǒng)最后的核心功能是否實現(xiàn)，紅外線電路是關(guān)鍵。紅外線電路主要是能夠有效的識別在監(jiān)測狀態(tài)時，是否有人入侵家中，可以很靈敏的將信息反饋給單片機(jī)處理。當(dāng)家里被盜時，可以控制蜂鳴器、LCD、TC-35模塊等做出相應(yīng)的動作。煙霧傳感器也是本系統(tǒng)中防火的重要組成部分，當(dāng)監(jiān)測區(qū)域有煙霧或者瓦斯的時候，可以敏感的接收到這些信息，出給單片機(jī)處理，并且通過蜂鳴器、LCD、TC-35模塊做出相應(yīng)的動作。3.2.3按鍵、LED指示燈需求功能按鍵和LED指示是給用戶一個提示，并提高系統(tǒng)的可操作性。指示燈主要是顯示各個模塊的運行正常。主要有GSM系統(tǒng)和系統(tǒng)供電需要指示燈顯示，在系統(tǒng)故障或者運行不正常的時候，使用者可以清晰的判斷系統(tǒng)問題所在。3.2.4TC35-GSM模塊需求分析TC35-GSM模塊主要起到遠(yuǎn)程設(shè)備與用戶的手機(jī)進(jìn)行通訊。智能家居系統(tǒng)中報警是非常重要的，自動報警的功能才可以被稱為智能系統(tǒng)。本系統(tǒng)TC-35模塊是將住房內(nèi)的險情在第一時間以短信的方式通知住戶。3.2.5液晶顯示及蜂鳴器模塊需求分析顯示模塊是提高系統(tǒng)的友好程度，提高人機(jī)交互的友好程度。一個系統(tǒng)的顯示功能的友好程度是一個系統(tǒng)提高檔次很重要的手段。在系統(tǒng)需求的范圍內(nèi)，提供良好的顯示功能，可以提高系統(tǒng)的可操作性。本系統(tǒng)的液晶顯示模塊主要是顯示系統(tǒng)的啟動狀態(tài)，運行狀態(tài)是否良好，各個模塊是否正常運行。在系統(tǒng)運行的各個環(huán)節(jié)提示使用者操作步驟，有效的提高了系統(tǒng)的可操作性和可視性。蜂鳴器是報警系統(tǒng)必須的，對于處于研究階段的報警系統(tǒng)，蜂鳴器是做好的選擇。在實現(xiàn)功能的基礎(chǔ)上，可以有效的降低成本。本系統(tǒng)的蜂鳴器模塊是在發(fā)生火災(zāi)和有人使用非正常渠道進(jìn)入房間以后立即報警使用的。一方面可以給非法人員予以警示，另一方面提示周圍的人此處有險情。3.3系統(tǒng)任務(wù)的可行性分析3.3.1技術(shù)可行性本系統(tǒng)采用雙控制模塊化結(jié)構(gòu)，分兩部分進(jìn)行控制。兩部分又各自的單片機(jī)進(jìn)行控制各自獨立運行，互不影響。這樣對于系統(tǒng)的安全更加有保障。在某個模塊的出現(xiàn)問題的時候不會影響到整個系統(tǒng)的正常運行。本系統(tǒng)選用的單片機(jī)STC89C52是一種功耗很低、性能較高的8位微控制器，采用CMOS工藝的芯片。存儲器采用的是Atmel公司的高密度非易失性技術(shù)制造，可以達(dá)到工業(yè)級別的水平，系統(tǒng)具有8K可編程Flash存儲器，程序存儲器可以在片上Flash系統(tǒng)上編程，可以適用于常規(guī)的編程器。STC89C52擁有靈巧的8位CPU和可以在系統(tǒng)上編程的Flash，使得STC89C52為嵌入式系統(tǒng)提供了高靈活、可用性高的解決方案。STC89C52具有下面這些標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，STC89C52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。在掉電保護(hù)的時候，RAM里面所存的內(nèi)容回被保存，振蕩器將被凍結(jié)，單片機(jī)上面一切工作的事情都被停止，直到產(chǎn)生下一個中斷或者采取硬件復(fù)位動作。STC89C52采用40引腳的兩列直插封裝形式（DIP方式）。STC89C52具有豐富的資源，而且性價比很高，對于一個有市場意義的項目來說成本的控制是非常重要的。3.3.2系統(tǒng)安全性分析系統(tǒng)的安全性只要是指系統(tǒng)無論在什么情況下運行，都不會出現(xiàn)死機(jī)，無法啟動的現(xiàn)象。并且不會在運行中無緣無故的出現(xiàn)死機(jī)或者功能無法實現(xiàn)的情況。系統(tǒng)主要是靠軟件和硬件兩部分保證系統(tǒng)的安全的運行。軟件的安全性主要是按鍵的去抖，軟件去抖功能與系統(tǒng)非常有必要，讓用戶準(zhǔn)確的輸入想要輸入的信息，以免用戶在輸入錯誤導(dǎo)致系統(tǒng)運行的不正常。硬件電路的保證是復(fù)位電路，復(fù)位電路是是保證系統(tǒng)在出現(xiàn)不正常運行情況下，而且自己不能夠正常停止或者重新啟動系統(tǒng)。在軟硬件同時對系統(tǒng)的安全進(jìn)行維護(hù)的前提下，系統(tǒng)的運行和操作都有著很高的穩(wěn)定性，保證產(chǎn)品在運行過程中的安全。大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第4章系統(tǒng)設(shè)計4.1設(shè)計指導(dǎo)思想和原則（1）對單片機(jī)的智能家居火災(zāi)報警系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)的分析與整理后，功能模塊化，減少重復(fù)的軟件和硬件程序，提高系統(tǒng)的開發(fā)、運行、維護(hù)效率。（2）基于STC89C52的智能家居火災(zāi)報警系統(tǒng)的首要目標(biāo)是能夠滿足目前的業(yè)務(wù)功能需要，并確保系統(tǒng)運行穩(wěn)定；通過參數(shù)配置等形式，實現(xiàn)靈活的配置系統(tǒng)的功能，并具有良好的可擴(kuò)展性，提高軟硬件模塊功能的復(fù)用性。根據(jù)實際情況，納入接口系統(tǒng)架構(gòu)。（3）系統(tǒng)采用先進(jìn)的系統(tǒng)管理模式，運行單片機(jī)自身的命令系統(tǒng)。同時便于系統(tǒng)的運維工作。4.2系統(tǒng)體系設(shè)計4.2.1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)介紹本系統(tǒng)共由單片機(jī)、傳感器和顯示模塊基本部分組成。主要是依靠傳感器檢測環(huán)境。根據(jù)環(huán)境的不同進(jìn)行相應(yīng)動作。系統(tǒng)設(shè)定的保護(hù)值，當(dāng)環(huán)境中的條件達(dá)到了系統(tǒng)中的最低值活最高值系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)和報警。圖4.1系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)4.2.2硬件功能介紹硬件電路主要負(fù)責(zé)的是電氣性能連接，在設(shè)計的開題報告中明確了系統(tǒng)的功能。系統(tǒng)在實現(xiàn)功能過程中需要選擇器件，器件的確定決定了系統(tǒng)功能。在確定器件后是將相應(yīng)的器件按照一定的電氣性能連接起來。本系統(tǒng)在硬件設(shè)計過程中主要圍繞智能家居的火災(zāi)報警系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，火災(zāi)控制系統(tǒng)的環(huán)境、功能和控制方法進(jìn)行設(shè)計。硬件系統(tǒng)主要分為單片機(jī)最小系統(tǒng)、蜂鳴器、TC35模塊、紅外檢測模塊和電源電路。各個電路之間相互協(xié)同相互配合，主要是靠單片機(jī)的協(xié)調(diào)。硬件電路的功能就是使用傳感器檢測到滿足條件信號，將信號通過硬件電路傳到給單片機(jī)。單片機(jī)這個控制核心就是在此時發(fā)揮作用。其只要檢測到信號即通知相關(guān)的模塊進(jìn)行工作。保證盡可能快的、穩(wěn)定的完成相應(yīng)的工作。準(zhǔn)確及時的實現(xiàn)相應(yīng)的功能。4.3硬件設(shè)計圖4.2遠(yuǎn)程火災(zāi)報警系統(tǒng)原理圖4.3.1單片機(jī)基本功能介紹STC89C52是一種功耗很低、性能較高CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。程序存儲器可以在片上Flash上編程，可以適用于常規(guī)的編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、可用性高的解決方案。STC89C52具有下面這些標(biāo)準(zhǔn)的功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，STC89C52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，如果CPU停止工作，RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷這些器件可以繼續(xù)工作。在掉電保護(hù)的時候，RAM里面的內(nèi)容會被保存下來，振蕩器會被凍結(jié)，單片機(jī)上面一切的工作都會被停止，直到下一個中斷出現(xiàn)或著采取硬件復(fù)位動作為止。STC89C52采用40引腳的兩列直插封裝（DIP方式）。主電源的引腳分別是Vcc和Vss，Vcc（40腳）接＋5V電壓，Vss（20腳）接地。接外部晶振的兩個引腳XTAL1和XTAL2。XTAL1接外部晶振中的一個引腳。XTAL1引腳在單片機(jī)內(nèi)部，它構(gòu)成了單片機(jī)內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸入端口。當(dāng)采用外部晶振產(chǎn)生時鐘信號時，該引腳接收晶振產(chǎn)生的信號，可以把此信號直接接入到內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端口。XTAL2接外部晶振的另一個引腳。XTAL2引腳在單片機(jī)內(nèi)部，是上述晶振的反相放大器的輸出端口。采用外部晶振產(chǎn)生信號時，此引腳應(yīng)懸浮不連接。選用12MHz頻率的晶體，允許輸入的脈沖頻率為500kHz。電容的大小范圍為20pF～40pF。(1)EA/VPP引腳的功能和接法單片機(jī)的EA/VPP引腳的功能是選擇內(nèi)部或者外部程序存儲器的。當(dāng)單片機(jī)的EA引腳，保持高電平時。單片機(jī)會訪問內(nèi)部程序存儲器。當(dāng)EA保持低電平時，則單片機(jī)會選擇訪問外部存儲器而忽略內(nèi)部存儲器。對于現(xiàn)今隨著科技的發(fā)展，大部分單片機(jī)都是容量較大的flash存儲器，基本上不需要外接程序存儲器，系統(tǒng)可以直接使用單片機(jī)內(nèi)部的存儲器。把EA管腳接到了VCC上，這樣可以使單片機(jī)只能使用內(nèi)部的程序存儲器。如果將EA管腳懸空，會導(dǎo)致程序執(zhí)行不正常。在很多設(shè)計中會出現(xiàn)此類問題，必須特別注意此引腳的設(shè)計狀態(tài)。(2)P0口外接上拉電阻單片機(jī)的P0端口的特點是開漏輸出，在單片機(jī)的內(nèi)部沒有上拉電阻，將其選用為通用輸入口使用，在通用I/O輸出數(shù)據(jù)時需要先置高，即寫入高電平，且必須是一個外部上拉電阻。另外，P0口避免輸入上拉電阻器讀取數(shù)據(jù)錯誤。簡短的信號引腳的輸入狀態(tài)和從鎖存器讀取的原因大致相同，但也有例外。例如，當(dāng)打開的端口線從內(nèi)部總線輸出低后鎖存Q0，Q1場效應(yīng)管V1低狀態(tài)。不管外部信號的端口線是高或低，讀引腳單片機(jī)的信號是低的，因此不能正確讀入的信號在端口引腳。當(dāng)從內(nèi)部總線輸出高電平后，Q1，Q0和V1的V2的鎖是關(guān)閉的，外部引腳信號為低電平時，從引腳到讀出到信號從鎖存器讀出的信號。因此，當(dāng)P0口被用作一個通用的I/O接口輸入，輸入的數(shù)據(jù)應(yīng)先寫入的P0口，如一個較高的水平，也就是說，寫“1”，那么Q端子的鎖存為“0”，這樣的輸出電平場效應(yīng)管V1，V2可以作為一個高阻抗輸入?？傊?，以便使P0口輸出驅(qū)動器的NMOS電路，避免了讀出的數(shù)據(jù)輸入錯誤，需要一個外部的上拉電阻這是必要的。在這個設(shè)計中，外加一個10K的排阻外，單片機(jī)的端口P0到P3的輸入操作，以避免讀錯信號，應(yīng)先鎖存電路寫“1”，使FET截止為“0”狀態(tài)以避免單片機(jī)讀取鎖引腳被干擾。單片機(jī)的編程語言主要有C語言和匯編語言兩種選擇。本系統(tǒng)的設(shè)計采用C語言編程，在使用匯編語言開發(fā)的過程中，必須對寄存器進(jìn)行操作，需要更熟悉的硬件和更了解硬件。匯編語言其執(zhí)行效率高，但有可讀性差的特點的缺點。而且匯編語言在不同的單片機(jī)程序之間不能通用。例如，我們學(xué)習(xí)51單片機(jī)匯編指令，就不能使用AVR等單片機(jī)上。對于面向過程的匯編語言的可讀性和可移植性具有良好的效率。對于學(xué)習(xí)單片機(jī)這兩種語言的新的人是一樣的，但反映在未來的C語言的開發(fā)效率優(yōu)勢幾乎完全移植發(fā)展的速度大大提高。4.3.2單片機(jī)最小系統(tǒng)組成單片機(jī)最小系統(tǒng)主要包括單片機(jī)、時鐘電路、復(fù)位電路和JTAG電路，這是保證系統(tǒng)正常運行的根本。時鐘電路設(shè)計，時鐘電路是為系統(tǒng)提供時鐘脈沖的，是系統(tǒng)電路中必不可少的一部分。時序是電路控制的一部分，數(shù)據(jù)的傳輸是以時鐘脈沖為基礎(chǔ)的。本系統(tǒng)中使用了11.0592MHz的晶振為系統(tǒng)提供時鐘信號。在CAN通信網(wǎng)絡(luò)中，11.0592MHz是典型的波特率選型，所有節(jié)點系統(tǒng)都采用11.0592MHz晶振。因為CAN通信中節(jié)點波特率必須相同。復(fù)位電路設(shè)計，外部復(fù)位電路是保證單片機(jī)電路的程序在不能正常運行時，可以從指定的程序開始運行。復(fù)位電路采用按鍵復(fù)位，這種方法簡單且用以實現(xiàn)。當(dāng)系統(tǒng)運行不正?；蛘叱霈F(xiàn)死機(jī)的現(xiàn)象，只要按下復(fù)位鍵系統(tǒng)便可以在指定的程序的位置開始執(zhí)行。由于系統(tǒng)電路和外部環(huán)境有不可預(yù)知性的問題，而導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常運行。復(fù)位電路成為電路的必要作用就顯現(xiàn)出來。在電路設(shè)計中，無論是在復(fù)雜電路設(shè)計還簡單的電路設(shè)計復(fù)位電路都其重要組成部分。JTAG電路設(shè)計，STC89C52片內(nèi)的JTAG調(diào)試電路允許對MCU進(jìn)行非侵入式（不占用片內(nèi)資源）、全速、在系統(tǒng)調(diào)試。在使用JTAG調(diào)試時，所有的模擬和數(shù)字外設(shè)都可全功能運行。JTAG通過提供對掃描鏈的I/O的訪問，可以消除或者極大地減少電路板上的物理測試點的數(shù)量，這就會顯著的降低設(shè)計成本。因為電路板布局簡單了以后，電路板面積也會減小。也會減少電路中的系統(tǒng)測試耗時。標(biāo)準(zhǔn)的接口的使用，會使系統(tǒng)的上市時間更短。JTAG不但可以對電路板進(jìn)行測試，還允許在PCB貼片之后進(jìn)行邊界掃描。JTAG可以對電路板上的大部分類型的CPLD和閃存進(jìn)行編程，無論其尺寸或封裝類型。4.3.3LCD液晶顯示屏的電路設(shè)計LCD液晶顯示屏在整個系統(tǒng)中起著顯示發(fā)送/接受的數(shù)據(jù)，同時也起到提示發(fā)送/接受數(shù)據(jù)是否成功的作用。LCD液晶顯示屏的電路設(shè)計直接關(guān)系到系統(tǒng)設(shè)計能否成功的關(guān)鍵因素之一。在設(shè)計LCD液晶顯示屏的電路時，因為1602資源豐富，所以LCD液晶顯示部分采用并行傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。LCD的數(shù)據(jù)通信管腳分別接在單片機(jī)的32~39管腳上。本系統(tǒng)使用的1602LCD顯示屏采用管腳封裝。圖4.3液晶顯示電路4.3.4電源電路設(shè)計LM7805是一款三端可調(diào)穩(wěn)壓器集成電路。LM7805輸出電壓范圍最低1.2V最高可達(dá)到37V，負(fù)載電流的最大值1.5A。它使用簡單，兩個外接電阻來設(shè)置輸出電壓。而且它的線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率也比標(biāo)準(zhǔn)的固定穩(wěn)壓器好。LM7805有多種保護(hù)電路如：內(nèi)置過載保護(hù)、安全區(qū)保護(hù)、輸出短路保護(hù)、過流保護(hù)和過熱保護(hù)等，并且可以調(diào)整安全工作區(qū)保護(hù)。其可調(diào)整輸出電壓最低可達(dá)到1.2V，可以保證輸出電流為1.5A。LM7805封裝為標(biāo)準(zhǔn)三端晶體管。LM7805有一系列固定的電壓輸出，在各種工業(yè)控制項目中的應(yīng)用十分廣泛。由于在其內(nèi)部可以限制電流，以及擁有過熱保護(hù)和安全工作區(qū)的保護(hù)這些特點，所以LM7805基本上不會損壞。可以通過外部接入適當(dāng)?shù)钠骷硎筁M7805提供各種大小的電流和電壓。前提條件是你需要接入足夠的散熱器件。圖4.4電源電路圖4.4軟件設(shè)計4.4.1軟件功能介紹軟件是系統(tǒng)功能實現(xiàn)的基礎(chǔ)，硬件電路將其一切功能的電路搭建完成后，單片機(jī)對各個電路的控制其核心是軟件程序。假如將硬件電路比作是人體的四肢和身體，而軟件就是人的思維活動。只不過是其思維方式已經(jīng)設(shè)定完成，會根據(jù)人的思維進(jìn)行進(jìn)行動作。軟件主要的功能是對傳感器反饋的信號進(jìn)行判斷，判斷其反饋的信號應(yīng)該進(jìn)行如何處理。本系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)是針對火災(zāi)的智能家居系統(tǒng)軟件，針對現(xiàn)代家居存在的隱患進(jìn)行監(jiān)控和報警。監(jiān)控是依靠傳感器實現(xiàn)，火災(zāi)的監(jiān)測使用的是煙霧傳感器。當(dāng)煙霧傳感器有信號輸入，單片機(jī)即判斷反饋的信號，同時判定相應(yīng)模塊進(jìn)行工作。系統(tǒng)中還針對人員的進(jìn)度進(jìn)行和監(jiān)控，使用人體紅外監(jiān)控系統(tǒng)，有人通過非法途徑企圖進(jìn)入房間，系統(tǒng)通過紅外傳感器可以檢測到，并通過蜂鳴器進(jìn)行報警。這些功能的實現(xiàn)主要是靠軟件系統(tǒng)的運行來實現(xiàn)。軟件是讓系統(tǒng)各個模塊相互配合，實現(xiàn)系統(tǒng)功能的關(guān)鍵。4.4.2軟件設(shè)計流程程序設(shè)計就是用計算機(jī)所能接受的語言把所需解決問題的步驟逐一描述出來，也就是編制計算機(jī)的程序，在設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)時，軟件的編制是重要環(huán)節(jié)。軟件的質(zhì)量直接影響整個系統(tǒng)功能的實現(xiàn)。應(yīng)用程序的設(shè)計因系統(tǒng)而異，但程序設(shè)計總是有共同特點及其規(guī)律的。在編寫程序時，采取如下幾個步驟：第一步，系統(tǒng)需求分析，明確系統(tǒng)所要完成的功能，將軟件分成若干相對獨立的部分。根據(jù)系統(tǒng)各個模塊的功能和時序關(guān)系，設(shè)計出合理的軟件總體架構(gòu)。第二步，繪制系統(tǒng)框圖和軟件流程圖，根據(jù)所選擇的計算方法制定流程圖，這是程序設(shè)計的一個非常重要組成部分，是決定一個系統(tǒng)是否的關(guān)鍵。第三步，分配系統(tǒng)資源，單片機(jī)資源的使用有一定的限制，需要進(jìn)行合理分配，其中包括中斷、定時器/計數(shù)器、堆棧等幾部分。資源的合理分配后，進(jìn)一步將程序框圖繪制成詳細(xì)的操作流程。第四步，根據(jù)程序的流程圖和指令系統(tǒng)編寫出程序，為了增強系統(tǒng)的可讀性和重用性，在程序的有關(guān)位置處需要寫上功能注釋，提高程序的可讀性。第五步，程序調(diào)試。通過編譯代碼，編輯出的源程序，必須使用編譯程序匯編生成目標(biāo)代碼。如果發(fā)現(xiàn)源程序有語法錯誤，無法通過編譯，就需要修改源文件后繼續(xù)編譯，直到程序通過編譯為止，然后利用編譯好的目標(biāo)代碼通過仿真器進(jìn)行仿真，觀察調(diào)試現(xiàn)象，排除設(shè)計和編程中的部分錯誤直到成功。第六步，程序功能優(yōu)化。此項是將程序的質(zhì)量的提高，主要為了增強程序可讀性、可持續(xù)性，使各功能程序模塊化，子程序化，縮短程序的長度，加快運算速度和節(jié)省數(shù)據(jù)存儲空間，減少程序執(zhí)行的時間。4.4.3主程序流程圖主程序流程圖如圖4.5所示：Y開始初始化Y開始初始化傳感器預(yù)熱、故障檢測鍵盤處理報警限設(shè)置報警子程序平均值法濾波線性化處理設(shè)置指示燈狀態(tài)YN是否按下模式切換A/D轉(zhuǎn)換N是否超過報警限報警顯示圖4.5主程序流程圖為了使紅外傳感器測得的數(shù)據(jù)更加的精確，紅外傳感器的使用需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱，預(yù)熱時間大概在1分鐘左右。當(dāng)預(yù)熱效果達(dá)到以后，單片機(jī)系統(tǒng)可是運行。在運行過程中，單片機(jī)通過讀取煙霧傳感器和紅外傳感器的數(shù)據(jù)，與設(shè)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。單片機(jī)讀取的數(shù)據(jù)是通過A/D轉(zhuǎn)換以后才能被單片機(jī)識別，在讀取數(shù)據(jù)的同時，系統(tǒng)及開始將數(shù)據(jù)判斷顯示屏是否忙，顯示屏不忙后，將數(shù)據(jù)顯示到顯示屏上。達(dá)到一個良好的人機(jī)交互界面。4.4.4主程序初始化流程圖主程序初始化流程圖如圖4.6所示。為了完成功能需要將單片機(jī)、顯示屏、寄存器、和中斷進(jìn)行初始化。初始化過程先設(shè)定定時器工作方式，然后開系統(tǒng)中斷，以便響應(yīng)中斷定時，中斷的作用是及時對氣體濃度和溫度進(jìn)行采樣。然后關(guān)閉蜂鳴器，開啟綠燈，設(shè)置報警限初值。開始開始定時器初始化開中斷關(guān)閉蜂鳴器，打開綠燈設(shè)定初值YN是否保持報警初值返回圖4.6主程序初始化流程圖4.4.5報警子程序當(dāng)單片機(jī)煙霧濃度或溫度值超過報警限設(shè)定值時，蜂鳴器即進(jìn)行報警，紅燈閃爍，以相關(guān)人員采取安全措施，系統(tǒng)會自動控制相關(guān)安全裝置，從而保障生產(chǎn)安全，避免火災(zāi)和爆炸事故的發(fā)生。為防止系統(tǒng)的誤報，在程序的設(shè)計上，對檢測的煙霧濃度和溫度進(jìn)行快速重復(fù)檢測，并進(jìn)行了延時報警，以區(qū)別煙霧是否是由發(fā)生火災(zāi)引起的，是否是氣體愿意產(chǎn)生的偶然煙霧，防止誤報。報警子程序流程圖如4.7所示。NNYNYY開始讀取處理后的氣體濃度值或溫度值延遲20秒后采集一組數(shù)據(jù)YN是否煙霧濃度≥0.06％或溫度≥100℃?zhèn)鞲衅鞴收献栽\斷傳感器有問題返回啟動故障報警復(fù)位鍵是否按下煙霧濃度≥0.06％或溫度≥100℃溫度≥100℃N啟動火災(zāi)報警圖4.7報警子程序流程圖4.4.6鍵盤處理子程序按鍵處理子程序流程圖如圖4.8所示。開始開始掃描鍵值是否有鍵按下延時10ms消抖是否有鍵按下提取鍵值調(diào)用鍵盤處理子程序結(jié)束NNYYY圖4.8鍵盤處理子程序流程圖大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第5章系統(tǒng)實現(xiàn)5.1環(huán)境配置本系統(tǒng)使用編程軟件是美國KeilSoftware公司出品的KILE，主要是針對以C51為核心的單片機(jī)的編程設(shè)計。比系統(tǒng)使用C語言進(jìn)行編程，和匯編語言相比，C語言在功能、結(jié)構(gòu)性、可讀性和可維護(hù)性都有著明顯的優(yōu)勢。KEIL軟件可以提供完整的內(nèi)核共編程使用，并且可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。系統(tǒng)通過編譯形成hex文件，此文件是單片機(jī)可讀語言，利用燒寫器將HEX文件燒寫到單片機(jī)中，即可實現(xiàn)單片機(jī)在上電的運作。5.2功能模塊實現(xiàn)（1）主函數(shù)實現(xiàn)voidmain(){ init_mcu(); LCMInit();//LCM初始化 init_TC35(); display_welcome(); Delay(30000);//延時等待傳感器模塊初始化 while(1) { LED_G=0; LED_R=1;//打開綠燈，關(guān)閉紅燈，為不監(jiān)視狀態(tài) if(MQ==0) { beep=0; DisplayListChar(0,0,"HomeFire"); DisplayListChar(0,1,"PressK3Cancel"); } if(key3==0) { beep=1; display_welcome(); } if(key1==0) { Delay(2); if(key1==0) while(key1==0); jianshi();//按鍵1按下，切換到監(jiān)視狀態(tài) } if(key4==0) { Delay(2); if(key4==0) while(key4==0); sendmsg(telnum,sms_test); display_welcome(); } } }（2）定時器函數(shù)實現(xiàn)voidinit_mcu(){ TMOD=0x20;//定時器1工作方式3 TH1=0xfd; //bit=9600 TL1=0xfd; TR1=1;//定時器1開始計時 REN=1; //允許接受 SM0=0;//SM0=0，SM1=1表示串行通訊工作方式1 SM1=1; EA=1;//開總中斷 ES=1; //開串口中斷 LED_R=0; LED_G=0; //打開紅綠燈 beep=1;//關(guān)閉蜂鳴器 IR=1;//人體紅外傳感器讀取置一，準(zhǔn)備讀取 MQ=1;//煙霧觸感器讀取位置一，準(zhǔn)備讀取}（3）SIM卡驗證函數(shù)實現(xiàn)voidcreg_init()//發(fā)送AT指令CREG初始化驗證檢驗SIM卡是否入網(wǎng){ ucharstate=0,error_count=0; ClrRsBuf(RsBuf,sizeof(RsBuf)); RsPoint=0; while((state!='5')&&(state!='1')) { Send_com(CREG); Delay(500); state=RsBuf[20]; //DisplayOneChar(0,1,state); error_count++; if(error_count>=20) { DisplayListChar(0,0,"GSMNotConnect!"); error_count=0; } } }voidSend_AT()//發(fā)送AT指令，驗證模塊是否正常工作{ ucharstate=0,error_count=0; ClrRsBuf(RsBuf,sizeof(RsBuf)); RsPoint=0; while(!(state==0x4f)) { Send_com(AT); Delay(500); state=RsBuf[5]; //DisplayOneChar(0,1,state); error_count++; if(error_count>=20) { //WriteCommandLCM(0x01,1);//顯示清屏 DisplayListChar(0,0,"GSMNotConnect!"); error_count=0; } } } }}大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第6章系統(tǒng)測試軟件測試是一項非常重要而且復(fù)雜化的步驟。軟件測試在軟件的整個生存期中起著重要的作用，能夠驗證軟件的存在的不足和問題，對于軟件的質(zhì)量保證是不可缺少的一部分。本系統(tǒng)測試以下幾個方面。6.1測試方案軟件測試：使用Keil軟件分別單步運行程序和全速運行，都無錯誤報告。程序軟件仿真通過。硬件測試：電路板焊接完成以后，根據(jù)原理圖使用電壓表在電路板上進(jìn)行點測試，檢查導(dǎo)線連接的焊盤是否有短路和短路現(xiàn)象。測試結(jié)果為電路中焊點部分有虛焊現(xiàn)象存在，有點烙鐵進(jìn)行簡單修補后電路板導(dǎo)線全部通過測試。沒有短路和斷路現(xiàn)象存在。硬件仿真測試：使用偉福仿真器對單片機(jī)進(jìn)行仿真，首先進(jìn)行單步運行，可以觀察查看相應(yīng)寄存器中的數(shù)據(jù)變化，根據(jù)觀察寄存器中的數(shù)據(jù)變化與預(yù)想的相同。系統(tǒng)運行正常，可以實現(xiàn)預(yù)期設(shè)計的各項功能。EDA仿真軟件：仿真軟件使用Proteus，它是英國Labcenterelectronics公司研發(fā)的EDA仿真軟件。它以強大的功能和良好的仿真效果而聞名。Proteus仿真基本步驟：第一步是將電路圖的硬件及連線布置在Proteus中，Proteus的數(shù)據(jù)庫非常豐富。基本的電子器件都包含在內(nèi)，所以電路布置簡單。而且電路布置沒有特殊的參數(shù)要求。第二步將代碼和電路連接起來。即將代碼和硬件電路進(jìn)行連接，以實現(xiàn)控制。點擊開始，即可仿真。仿真結(jié)果基本完成了顯示系統(tǒng)的基本功能，可以對通信的數(shù)據(jù)及時準(zhǔn)確的顯示。6.2測試結(jié)果只開了電源，沒有開TC35模塊的電源，系統(tǒng)會進(jìn)行自檢測，會提示TC35模塊有問題，可以方便使用者排查故障。測試GSM模塊：在使用前可以測試sim卡是否好用，按下4號鍵，有表6.1中響應(yīng)。表6.1測試GSM模塊響應(yīng)觸發(fā)事件蜂鳴器綠燈紅燈短信LCD顯示按下按鍵4不監(jiān)測狀態(tài)：使用者在家，不需要紅外傳感器啟動，只需要監(jiān)測煙霧瓦斯，在事件被觸發(fā)，有表6.2中響應(yīng)，按下3號鍵解除報警。表6.2不檢測狀態(tài)報警響應(yīng)觸發(fā)事件蜂鳴器綠燈紅燈短信LCD顯示煙霧瓦斯監(jiān)測狀態(tài)：家里沒人的時候，按下1號鍵就會啟動監(jiān)測狀態(tài)，如果有入室盜竊或者火災(zāi)就會觸發(fā)事件，有表6.3中響應(yīng)，按下2號鍵解除報警。表6.3監(jiān)測狀態(tài)報警響應(yīng)觸發(fā)事件蜂鳴器綠燈紅燈短信LCD顯示煙霧瓦斯人體紅外大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第7章結(jié)論火災(zāi)報警器可保障生產(chǎn)與生活的安全，避免火災(zāi)和爆炸事故以及煤氣中毒的發(fā)生，它是防火、防爆和安全生產(chǎn)所必備的儀器，具有廣闊的市場空間與發(fā)展前景。本論文是在對煙霧、溫度傳感器和報警技術(shù)進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，全面比較國內(nèi)外同類產(chǎn)品的技術(shù)特點，合理地確定系統(tǒng)的設(shè)計方案，并對儀器的整體設(shè)計和各個組成部分進(jìn)行了詳細(xì)的分析和設(shè)計。本次畢業(yè)設(shè)計經(jīng)過努力，整個系統(tǒng)實現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo)。本系統(tǒng)通過設(shè)計一個以STC89C52單片機(jī)為核心的火災(zāi)和防盜報警器可以實現(xiàn)聲音和LCD顯示報警、故障自診斷、可設(shè)置報警上限、可以報警延時等功能。是一種設(shè)計簡單、性能比較穩(wěn)定、可用性高、價格低廉、智能化很高的火災(zāi)和防盜報警器，具有一定的科研和實用的價值。本報警器的電路結(jié)構(gòu)很簡單、維護(hù)很簡單。由于實現(xiàn)了對日常生活環(huán)境中煙霧濃度和溫度的實時監(jiān)控和預(yù)警，并且可以通過短信及時的通知到相關(guān)的人員，能廣泛應(yīng)用于居民家庭、企事業(yè)單位等多方面的安全防范。但是也存在不少的不足。由于電源的波動，傳感器的電氣特性等問題，使得A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果有時波動很大，這樣就可能出現(xiàn)誤報警。由于時間的關(guān)系，系統(tǒng)中本應(yīng)具有的串行通信的功能沒有實現(xiàn)，而只是實現(xiàn)了煙霧濃度、溫度監(jiān)測及按鍵控制。由于上述缺點的存在，此系統(tǒng)不是很完善，還有待進(jìn)一步改進(jìn)。通過這次設(shè)計，更加深入的理解和掌握了這方面的知識，對本專業(yè)的認(rèn)識也更加深入，使自己對本專業(yè)更加的熱愛，對本科階段四年的學(xué)習(xí)做了進(jìn)一步的總結(jié)，更加明確了自己學(xué)習(xí)的目標(biāo)和方向。在設(shè)計過程中，自己也學(xué)到了許多新的知識，有很多感悟和體驗心得。而且，對工程設(shè)計的流程和步驟有了清晰的認(rèn)識，為自己日后的學(xué)習(xí)和研究打下了堅實的基礎(chǔ)。大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）參考文獻(xiàn)[1]李華．MCU-51系列單片機(jī)實用接口技術(shù)[M]，北京航空航天大學(xué)出版社，2006，3[2]許育誠．軟件測試與質(zhì)量管理[J]海事大學(xué)，2007，6，14-42[3]景新梅