基于GTM900C的貴重物品移動報警系統(tǒng)設(shè)計

沈陽建筑大學城市建設(shè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文）PAGE62摘要貴重物品的小型化趨勢，使這些物品的體積越來越小。不幸的是，便攜性帶來的另一個問題就是物品很容易被盜。傳統(tǒng)的防盜方法主要是機械式的防盜鎖，這種防盜鎖很笨重，而且要把設(shè)備拆卸下來也很麻煩，因此影響到了物品的便攜性。所以嵌入防盜系統(tǒng)成為我們的主要研究方向。本系統(tǒng)采用了由華為生產(chǎn)的GTM900-C模塊,借用無線發(fā)送和接收、基帶處理等功能，來實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸和短信收發(fā)任務。系統(tǒng)中采用的振動加速度傳感器具有制作簡單、成本低、安裝方便、防盜性能穩(wěn)定等特點，采用外部供電方式，它的信號易于處理并經(jīng)單片機系統(tǒng)處理后方便和PC機通信?？蓪崿F(xiàn)報警信號的無線快速傳遞，同時能直接將報警信息傳送到客戶手機終端上，方便及時報警，通過GPRS模塊也能使該系統(tǒng)與PC終端相連，方便多系統(tǒng)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一管理。GTM900-C借用無線發(fā)送和接收、基帶處理等功能，來實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸和短信收發(fā)任務。結(jié)合AT89C51單片機，外加串口電路，報警電路以及顯示模塊，設(shè)計了防盜檢測并報警的硬件系統(tǒng)。該設(shè)計主要是物品振動加速度傳感器相關(guān)技術(shù)的工作原理，分析實現(xiàn)功能要求電路的工作過程及設(shè)計，軟件編程來實現(xiàn)物品報警系統(tǒng)的發(fā)送及接收。關(guān)鍵詞：GTM900-C；報警器；振動傳感器；單片機Abstractvaluablesminiaturizedtrends,madethevolumeoftheseitemsaresmaller.Unfortunately,portabilitybroughtanotherquestionisstolengoodsareveryeasily.Thetraditionalmethodismainlytoguardagainsttheftofmechanicalanti-theftlock,anti-theftlockthisaveryheavy,andtheequipmentisalsoremovedtrouble,soaffecteditemsofportability.Soembeddedsecuritysystemasourmainresearchdirection.ThesystemUSEStheproductionofGTM900byhuawei-Cmodule,usethewirelesssendandreceive,basebandprocessingfunction,torealizethewirelessdatatransmissionandtextmessagetosendandreceivetasks.Thesystemvibrationaccelerationsensorhaseasyfabrication,lowcost,easyinstallation,securityandstableperformance,etc,theexternalpowersupplyway,itiseasytodealwiththesignalandSCMsystemtreatmentconvenientandPCcommunications.Canrealizealarmsignalwirelessrapidtransfer,andatthesametimecandirectlywillalarminformationsenttocustomersmobilephoneterminal,convenienttimelyalarm,throughtheGPRSmodulecanalsomakethesystemandPCterminalconnected,moreconvenienttotheharmoniousandunifiedmanagementsystem.GTM900-Cusewirelesssendandreceive,basebandprocessingfunction,torealizethewirelessdatatransmissionandtextmessagetosendandreceivetasks.CombinedwithAT89C51single-chipmicrocomputer,plusaserialportcircuit,alarmcircuitanddisplaymodule,thesecurityandalarmtestdesignofhardwaresystem.Thisdesignismainlyvibrationaccelerationsensoritemsofrelatedworkprincipleandtheanalysisoffunctionrequirementcircuit'sworkprocessanddesign,softwareprogrammingrealizeitemssendandreceivethealarmsystemKeywords:GTM900-C；alarm；vibrationsensor；microcontroller目錄TOC\o"1-3"\h\u12837第一章前言 5214301.1課題研究的背景及意義 585841.2國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀 523152第二章GTM900C無線模塊 7232462.1GTM900C模塊介紹 7250642.1.1GTM900C模塊產(chǎn)品定位 8224422.1.2GTM900C模塊產(chǎn)品特性 8107872.1.3GTM900C模塊產(chǎn)品的應用 9227012.1.4GTM900C無線模塊的業(yè)務演示框圖 9224342.2GTM900C無線模塊AT命令 1114652.2.1AT命令類型 11231672.2.2消息發(fā)送和寫入命令 12243822.3GTM900C信號連接器和天線接口 16100452.3.1信號連接器 16282182.3.2天線接口 1759582.3.3接口信號 17208112.4接口的使用 20138702.4.1UART接口的功能特性 20305602.4.2UART接口信號定義 20108002.4.3UART接口DCE-DTE配線 216535第三章總體設(shè)計 2214073.1系統(tǒng)的目標任務 22152453.2系統(tǒng)的總體設(shè)計 2222283.3系統(tǒng)的工作原理及結(jié)構(gòu)框圖 23316813.4系統(tǒng)原理圖 2422980第四章硬件設(shè)計 2515794.1AT89C51單片機 25107064.1.1AT89C51單片機管腳說明 2540244.1.2時鐘電路的設(shè)計 27187244.1.3復位電路的設(shè)計 286344.2傳感器的選型 29288924.3ND振動傳感器 29135594.3.1ND系列振動位移傳感電路 29196944.3.2ND-1全向振動傳感控制電路 3019234.3.3ND-2全向振動傳感控制電路 32125984.3.4ＮＤ專用傳感器 33193654.3.5ND-O振動傳感控制電路安裝支架 33285434.4加速度傳感器ADXL202 3389934.5報警策略 38279935.1.1程序流程圖 39223465.1.2程序的主循環(huán)圖 4061105.2控制電路 414699第六章應用情況和改進設(shè)想 4327449第七章結(jié)論 4423708參考文獻 4616579致謝 47基于GTM900C的貴重物品移動報警系統(tǒng)設(shè)計第一章前言1.1課題研究的背景及意義隨著人類科技的不斷向前發(fā)展，人們的生活變得更加富足了，擁有的各種物質(zhì)財富也與日俱爭?？呻S之而來就會產(chǎn)生一些其他問題，比如說物品的防盜問題。但一個人的精力有限，不可能每時每刻都能夠關(guān)注到自己財物的狀況。本次設(shè)計實現(xiàn)一套基于GTM900C模塊外加振動加速度傳感器的物品防盜系統(tǒng)。它能夠?qū)崿F(xiàn)物體被盜狀態(tài)的有效判別和控制中心對遠程終端進行遠程通信與定位。加速度傳感器實現(xiàn)對狀態(tài)的判斷，GPS可以提供終端的經(jīng)緯度坐標，以及高度，速度等信息，對于移動終端更能凸顯它的功能。該系統(tǒng)去掉加速度模塊也可以單獨使用,也可以與其他各種傳感器結(jié)合成為新的系統(tǒng)。該系統(tǒng)單獨使用時可以全程實時的對物體進行跟蹤，顯示其位置，這樣可以應用到客運、物流行業(yè)、車輛自動導航、公交智能交通管理等不同的應用領(lǐng)域，這就為個人及企業(yè)的使用和管理帶來了很大的便利。該系統(tǒng)與各種傳感器結(jié)合可以實現(xiàn)各種功能，相應的就可以應用于像銀行、公安、防盜等不同領(lǐng)域。所以說本系統(tǒng)可以應用到不同的監(jiān)控場合，社會效益與經(jīng)濟效益十分明顯，所以對于該系統(tǒng)的研究、開發(fā)與完善十分的有意義。1.2國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀由于在廣闊的市場去需求和成熟的技術(shù)支持以及提供日趨完善的服務的運營商存在的市場環(huán)境下,很多個人、公司都已經(jīng)涉足基于加速度防盜在各個領(lǐng)域的應用的設(shè)計與實現(xiàn)。所以說該系統(tǒng)是一個相對比較成熟的系統(tǒng)，因此在對于基于加速度傳感器的防盜系統(tǒng)進行設(shè)計和實現(xiàn)過程中，應該充分的借鑒和采納其他開發(fā)的系統(tǒng)的優(yōu)點和長處，是該系統(tǒng)擁有更加全面優(yōu)質(zhì)的功能從而更加方便用戶。本系統(tǒng)中的無線數(shù)據(jù)傳輸單元幾乎在各個領(lǐng)域都有著非常廣泛的用途。也正是因為以上的優(yōu)越而成熟的技術(shù)和比較大的需求量,已經(jīng)有公司把GPS和TCPIP集成化,生產(chǎn)出相應的GPS模塊和TCPIP模塊,還有將GPS和TCPIP集成到一個模塊上的產(chǎn)品。這樣以來，這些集成化的產(chǎn)品會給該系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)帶來很大的方便，也會大大降低該系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)成本。1.3本文的主要研究內(nèi)容貴重物品的小型化趨勢，使這些物品的體積越來越小。不幸的是，便攜性帶來的另一個問題就是物品很容易被盜。傳統(tǒng)的防盜方法主要是機械式的防盜鎖，這種防盜鎖很笨重，而且要把設(shè)備拆卸下來也很麻煩，因此影響到了物品的便攜性。所以嵌入防盜系統(tǒng)成為我們的主要研究方向。通常，由偷竊或其它設(shè)備的大幅度移動造成的加速度信號變化與設(shè)備受到撞擊或被放在工作的機械設(shè)備旁邊時產(chǎn)生的加速度信號有著明顯的區(qū)別，這樣只要檢測加速度隨時間變化的變化率，便可判定設(shè)備是否處于被盜的狀態(tài)下，然后聲光報警系統(tǒng)便會啟動，提醒周圍的人注意小偷。該系統(tǒng)還設(shè)置了TCPIP、GPS模塊，使主人第一時間得到被盜信息并得到其具體位置。TOC\o"1-3"\f\h\u

第二章GTM900C無線模塊2.1GTM900C模塊介紹華為GTM900-C無線模塊是一款兩頻段GSM/GPRS無線模塊。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。內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議模塊，使用簡單，易于集成,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。華為GTM900C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，使用它您可以在較短的時間內(nèi)花費較少的成本開發(fā)出新穎的產(chǎn)品。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。主要功能:GSM/GPRSPhase2/2+；GSM03.40短信業(yè)務；GPRSCLASS10數(shù)據(jù)業(yè)務；支持Group3，Class2傳真業(yè)務；電路交換業(yè)務(9.6kbps，14.4kbps)；分組交換數(shù)據(jù)業(yè)務(85.6kbps)；FR/HR/EFR/AMR語音編碼；呼叫轉(zhuǎn)移、等待、保持、呼叫前轉(zhuǎn)；多方通話、來電顯示、可選鈴聲接口特性：40pinzip連接器；紅外串口接口；SIM3.0V和1.8V接口；2路模擬音頻輸入輸出接口；電源輸入接口和充電管理；ADC輸入；全雙工串行接口，TTL電平；支持GSM07.05，GSM07.07；TCP/IP擴展AT指令集。2.1.1GTM900C模塊產(chǎn)品定位華為GTM900-C無線模塊是一款兩頻段GSM/GPRS無線模塊。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。2.1.2GTM900C模塊產(chǎn)品特性表2-1GTM900-C的產(chǎn)品特性表工作頻段EGSM900/GSM1800雙頻最大發(fā)射功率EGSM900Class4(2W)GSM1800Class1(1W)接收靈敏度<-106dBm工作溫度正常工作溫度:-20°C～+70°C擴展工作溫度:-40°C～-20°C和+70°Cto～+80°C電源電壓3.4V～4.7V（推薦值3.8V）平均待機電流3.5mA(DRX=5)關(guān)機漏電流50uA協(xié)議支持GSM/GPRSPhase2/2+支持華為GT800協(xié)議AT命令GSM標準AT命令V.25AT命令華為擴展的AT命令40PINZIF連接器UART接口（最大串口速率可達115200bit/s）標準SIM卡接口（1.8V或3V）兩路模擬音頻接口電源接口GSC射頻天線連接器50|?GSC射頻天線連接器語音業(yè)務支持FR、EFR、HR和AMR的語音編碼支持免提通話，提供回聲抑制功能短消息業(yè)務支持MO和MT點對點和小區(qū)廣播短消息模式支持TEXT和PDUGPRS數(shù)據(jù)業(yè)務GPRSCLASS10編碼方式CS1，CS2，CS3，CS4最高速率可達85.6Kbit/s支持PBCCH內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議：支持多鏈接，提供ACK應答，提供大容量緩存電路型數(shù)據(jù)業(yè)務支持CSD數(shù)據(jù)業(yè)務，最高速率可達14.4Kbit/s支持傳真：Group3，Class2.0支持USSD補充業(yè)務來電顯示、呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫保持、呼叫等待和三方通話等集群功能組呼、廣播和私密呼叫等（GTM900-C模塊支持）STK功能通過增強的AT命令支持STK功能ROHS環(huán)保符合ROHS環(huán)保認證要求2.1.3GTM900C模塊產(chǎn)品的應用GTM900-C在Terminal型固定臺、Phone型固定臺、車載臺、公用電話、電力無線抄表業(yè)務、遠程信息服務臺等方面被廣泛的應用。2.1.4GTM900C無線模塊的業(yè)務演示框圖圖2-1GTM900C業(yè)務演示框圖2.2GTM900C無線模塊AT命令在AT手冊中的GSM模塊包括移動設(shè)備ME（MobileEquipment）、移動臺MS（MobileStation）、終端適配器TA（TerminalAdapter）、數(shù)據(jù)通信設(shè)備DCE（DataCommunicationEquipment）和傳真DCE（包括傳真Modem和傳真板）。通過串口發(fā)送AT命令，即可使用GSM模塊。串行線對端的應用設(shè)備包括終端設(shè)備TE(TerminalEquitment）、數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE（DataTerminalEquipment）或其他應用設(shè)備。這些終端或應用設(shè)備可能運行在嵌入式系統(tǒng)里。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1-1：圖2-2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.2.1AT命令類型本手冊中的所有命令行必須以“AT”或“at”為前綴，以<CR>結(jié)尾一般來講，AT命令包括四種類型，如表2-2所示：表2-2AT命令類型類型說明實例設(shè)置命令該命令用于設(shè)置用戶自定義的參數(shù)值。AT+CXXX=<….>測試命令該命令用于查詢設(shè)置命令或內(nèi)部程序設(shè)置的參數(shù)及其取值范圍。AT+CXXX=?查詢命令該命令用于返回參數(shù)的當前值。AT+CXXX?執(zhí)行命令該命令用于讀出受GSM模塊內(nèi)部程序控制的不可變參數(shù)。AT+CXXX2.2.2消息發(fā)送和寫入命令發(fā)送消息：AT+CMGS使用設(shè)置命令，可將SMS（SMS-SUBMIT）從TE發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)側(cè)。發(fā)送成功后，消息參考值<mr>將返回給TE。在接收到非請求發(fā)送狀態(tài)報告結(jié)果碼時，使用該取值可進行消息識別。表2-3AT+CMGS操作命令語法類型命令可能的返回結(jié)果說明設(shè)置命令AT+CMGS=<da>[,<toda>]<CR>texttosend<ctrl-Z/ESC>+CMGS:<mr>[,<scts>]ok使用文本模式（+CMGF=1）且發(fā)送成功

ERROR/+CMEERROR:<err>使用文本模式（+CMGF=1）但發(fā)送失敗AT+CMGS=<length><CR>PDUtosend<ctrl-Z/ESC>+CMGS:<mr>[,<ackpdu>]ok使用PDU模式（+CMGF=0）且發(fā)送成功ERROR/+CMEERROR:<err>使用PDU模式（+CMGF=0）但發(fā)送失敗測試命令AT+CMGS=?OK-表2-4參數(shù)的詳細說明參數(shù)取值說明<da>-Gsm03.40IP-Destination-Address中“地址-取值”字段，字符號；將BCD數(shù)值（或缺省GSM字母格式的字符）轉(zhuǎn)換為當前選擇的TE字符集中的字符，（請參考TS07.07中的+CSCS命令）;<toda>給定的地址類型<pdu>-SMS情況下：GSM03.40TPDU,16進制，遵循GSM04.11SC地址；ME/TA把TP數(shù)據(jù)單元中的每個8位字符轉(zhuǎn)換為包含2個IRA字符的16進制數(shù)（如：整數(shù)取值為42的8位字符作為2位數(shù)字（2A，即IRA50和65）發(fā)送給TE）CBS情況下:使用16進制GSM03.41TPDU<length>-整數(shù)型取值；文本模式（+CMGF=1）下，用字符表示的<data>（或<cdata>）消息正文的長度；PDU模式（+CMGF=0）下，8位真實TP數(shù)據(jù)單位的長度（即：RP層的SMSC地址中的8位字符將不計算在該長度內(nèi)）<mr>-整數(shù)型的GSM03.40TP—message—reference<scts>-時間—字符型（請參考<dt>）的GSM03.40TP—service—centre—Time—Stampe<dt>-時間—字符型GSM03.40TP—Discharge—Time“YY/MM/dd，hh：mm：ss±zz”,在該格式的消息中，字符部分表示年（最后2位）、月、日、小時、分鐘、秒和地區(qū)。例如：6thofMay1995，22：10：00GTM+2Hours相當于“95/05/06,22:10:00+08”。<ackpdu>-RP—ACKPDU中的GSM03.40RP—User—data元素；SMS情況下，與<pdu>的格式相同，但沒有GSM03.11SC地址字段；該參數(shù)應放在雙引號中，與普通的字符型參數(shù)相同。<toda>-整數(shù)型的GSM04.11TD—Destination—address中的8位“類型—地址”字段（當<da>的首字符為+（IRA43）時，缺省值為145；否則缺省值為129）舉例：發(fā)送文本方AT+CMGF=1NOTE：設(shè)置以文本方式發(fā)送短信式的短信OKAT+CMGS=NOTE：輸入對方號碼>SMSNOTE：輸入短信內(nèi)容，以ctrl-Z發(fā)送；ESC取消OK舉例：發(fā)送和接收PDU方式的短信AT+CMGF=0OKAT+CMGS=16>0891683108200105F011000D91683118087981F60004000168OKPDU編碼解析：發(fā)送數(shù)據(jù)：0891683108200105F011000D91683118087981F60004000168表2-5PDU編碼解析碼段含義說明08SMSC地址信息的長度共8個八位字節(jié)（包括91）91SMSC地址格式（TON/NPI用國際格式號碼（在前面加‘+’）683108200105F0SMSC地址8613800210500，補‘F’湊成偶數(shù)個11基本參數(shù)（TP—MTI/VFP）發(fā)送,TP—VP用相對格式00消息基準值（TP-MR）00D目標地址數(shù)字個數(shù)共13個十進制數(shù)（不包括91和‘F'）91目標地址格式（TON/NPI）用國際格式號碼（在前面加‘+’）683118087981F6目標地址（TP-DA）8613800210500，補‘F’湊成偶數(shù)個00協(xié)議標識（TP—PID）是普通GSM類型,點到點方式04用戶信息編碼方式（TP—DCS）8—bit編碼00有效期（TP—VP）5分鐘01用戶信息長度（TP—UDL）實際長度1個字節(jié)68用戶信息（TP—UD）0×68接收數(shù)據(jù):0891683108200105F0040D91683184821969F2000470404271726423026869表2-6接受數(shù)據(jù)碼段含義說明08SMSC地址信息的長度共8個八位字節(jié)（包括91）91SMSC地址格式（TON/NPI)用國際格式號碼（在前面加‘+’）683108200105F0SMSC地址8613800210500，補‘F’湊成偶數(shù)個04基本參數(shù)（TP—MTI/VFP）0D回復地址數(shù)字個數(shù)91回復地址格式（TON/NPI）683118087981F6回復地址（TP-RA）8613800210500，補‘F’湊成偶數(shù)個00協(xié)議標識（TP—PID）是普通GSM類型,點到點方式04用戶信息編碼方式（TP—DCS）8—bit編碼70404271726423時間戳（TP—SCTS）07-04-2417：27：4623表示時間區(qū)02用戶信息長度（TP—UDL）實際長度2個字節(jié)68用戶信息（TP—UD）0×680×692.3GTM900C信號連接器和天線接口GTM900-C的信號連接器和天線接口，包括：信號連接器接口；天線接口。2.3.1信號連接器GTM900-C的信號連接器是一個40Pin的ZIF連接器，引腳間距為0.5mm，線距0.5mm，結(jié)構(gòu)為單排彎式表貼型，帶電纜鎖緊機構(gòu)，型號是Hirose的FH12-40S-0.5SH。連接器外形如圖2-3所示。圖2-3連接器外形2.3.2天線接口GTM900-C提供的天線接口為GSC射頻連接器，外接天線通過電纜連接到該連接器上。該連接器是由HRS公司提供的，器件編碼是U.FL-R-SMT-1(10)，具體的圖形和尺寸如圖2-4所示。圖2-4天線接口連接器尺寸圖（單位：mm）2.3.3接口信號表2-7信號連接器接口功能表序號信號名稱I/O接口電平功能備注1VBATI3.4－4.7V電源建議典型值：3.8V2VBATI3VBATI4VBATI5VBATI6GND-地7GND-8GND-9GND-10GND-11USB_D+I/O僅用于模塊調(diào)測,設(shè)計時懸空12USB_D-I/O僅用于模塊調(diào)測,設(shè)計時懸空13VBUSI僅用于模塊調(diào)測,設(shè)計時懸空。注意：此管腳與GTM900-A/B存在差異，不能兼容，GTM900-A/B為VDD信號，用于模塊正常啟動指示信號。14ADCI0－1.75V模擬數(shù)字采樣最高輸入電壓15PWONI-開/關(guān)機控制信號低電平有效16UART_DSR0O2.85V(±0.1)數(shù)據(jù)準備就緒-17UART_RI0O2.85(±0.1)振鈴指示-18UART_RXD0O2.85V(±0.1)GTM900C模塊AT命令串口發(fā)送信號（對端設(shè)備接收）用于GTM900-C模塊的AT命令，TTL電平19UART_TXD0I2.85V(±0.1)GTM900C模塊AT命令串行接收信號（對端設(shè)備發(fā)送）用于GTM900-C模塊的AT命令，TTL電平20UART_CTS0O2.85V(±0.1)清除發(fā)送GTM900-C上PIN腳定義為輸出信號21UART_RTS0I2.85V(±0.1)請求發(fā)送GTM900-C上PIN腳定義為輸入信號22UART_DTR0I2.85V(±0.1)數(shù)據(jù)設(shè)備準備就緒-23UART_DCD0O2.85V(±0.1)載波檢測-24SIM_CDI2.85V(±0.1)SIM卡在位信號目前軟件尚不支持,設(shè)計時懸空25SIM_RSTO2.85V(±0.1)SIM卡復位信號-26SIM_DATAI/O2.85V(±0.1)SIM卡數(shù)據(jù)傳輸接口-27SIM_CLKO2.85V(±0.1)SIM卡時鐘信號-28SIM_VCCO2.85V(±0.1)SIM卡電源-29SIM_GND--SIM卡地與通常的工作地：GND信號連接同時要求與SIM卡的GND信號連接30VbackupI/O3.0V備用電池電源信號參考后面章節(jié)的推薦設(shè)計31RSTI2.85V(±0.1)復位信號低電平有效，對模塊復位32LPGO2.85V(±0.1)指示燈狀態(tài)控制信號-33AUXO+O-第二路音頻輸出信號＋-34AUXO-O-第二路音頻輸出信號－-35EAR+O-第一路音頻輸出信號＋-36EAR-O-第一路音頻輸出信號－-37MIC+-第一路音頻輸入信號＋第一路音頻單端輸入正，內(nèi)部已經(jīng)帶直流偏置38MIC--第一路音頻輸入信號－第一路音頻單端輸入正，內(nèi)部已經(jīng)帶直流偏置39AUXI+-第二路音頻輸入信號＋第二路音頻單端輸入正，內(nèi)部已經(jīng)帶直流偏置40AUXI--第二路音頻輸入信號－第二路音頻單端輸入負，內(nèi)部已經(jīng)帶直流偏置2.4接口的使用GTM900-C各接口的使用，包括：UART接口；USB接口；SIM卡接口；RTCBackup接口；Audio接口；LPG接口。2.4.1UART接口的功能特性UART接口與外界進行串行通信，支持3.00V電平輸入和輸出。UART接口的信號除了RXD0、TXD0是高電平有效之外，其余所有信號均為低電平有效。UART接口有512byte的發(fā)送FIFO（FirstInFirstOut）和接收FIFO，支持可編程的數(shù)據(jù)寬度、可編程的數(shù)據(jù)停止位、可編程的奇/偶校驗或者沒有校驗。UART接口工作的最大速率為115.2kbit/s，默認支持9600bit/s的速率，支持波特率掉電保存。2.4.2UART接口信號定義UART接口信號定義如表2-8所示.表2-8UART接口信號定義序號信號名描述特性方向23UART_DCD0載波檢測數(shù)據(jù)鏈路已連接DCE-DTE17UART_RI0振鈴指示通知DTE有遠程呼叫DCE-DTE21UART_RTS0請求發(fā)送DTE通知DCE請求發(fā)送DTE-DCE19UART_TXD0發(fā)送數(shù)據(jù)DTE發(fā)送數(shù)據(jù)DTE-DCE16UART_DSR0數(shù)據(jù)設(shè)備就緒DCE準備就緒DCE-DTE22UART_DTR0數(shù)據(jù)終端就緒DTE準備就緒DTE-DCE20UART_CTS0清除發(fā)送DCE已切換到接收模式DCE-DTE18UART_RXD0接收數(shù)據(jù)DTE接收串行數(shù)據(jù)DCE-DTE6GND地--2.4.3UART接口DCE-DTE配線DCE-DTE的連接關(guān)系如圖2-4所示。圖2-4DCE-DTE的連接關(guān)系

第三章總體設(shè)計3.1系統(tǒng)的目標任務系統(tǒng)的目標任務包括：①主控器對GTM900-C模塊具有實時控制性；②確保GTM900-C工作的穩(wěn)定性；③要求系統(tǒng)的抗干擾性和報警功能齊全；④用戶可以對報警器進行實時管理；⑤報警統(tǒng)具有靈活性、系降低產(chǎn)品成本。3.2系統(tǒng)的總體設(shè)計根據(jù)以上目標任務，為了使系統(tǒng)具有靈活行，這里采用分體組合的方法，使得外部的傳感和報警裝置獨立起來，整個系統(tǒng)的優(yōu)點如下：=1\*GB3①主控器能及時地對GTM900-C模塊收到的短信息采取相應的處理，保證了系統(tǒng)的抗干擾性。=2\*GB3②系統(tǒng)采用輪詢握手的方式保證模塊能夠正常工作，避免系統(tǒng)進入死鎖狀態(tài)。=3\*GB3③用戶可以直接使用自己的收集和系統(tǒng)進行控制，如設(shè)防、撤防、修改密碼、查詢狀態(tài)等。④系統(tǒng)具輸出有遠程性，不受距離的影響。⑤多路傳感器和繼電器保證了系統(tǒng)的報警檢測方位的齊全和御警處理強大功能。⑥加設(shè)匪警按鈕，遇匪可以直接向家人或者110報警，確保車主的安全。3.3系統(tǒng)的工作原理及結(jié)構(gòu)框圖根據(jù)系統(tǒng)的目標任務以及總體設(shè)計方案，本系統(tǒng)主要框圖如圖3-1，系統(tǒng)有主控機、傳感器、繼電器組、蜂鳴器、手機模塊構(gòu)成。各個部分重要功能如下：（1）控制主機，主控機核心為AT89C51單片機，主孔機負責接受傳感器的報警信號向繼電器和蜂鳴器發(fā)出動作控制命令。主控機和GTM900-C、Modem之間通過USB或者RS232串口進行雙向通信，接受來自TM900-C的控制信息，根據(jù)車主的控制命令進行系統(tǒng)設(shè)置，當接到傳感器的報警信號后主控機要控制GTM900-C撥打設(shè)定的電話號碼或發(fā)送短信息。（2）GTM900-C、Modem（手機），主要負責向主控機傳送控制信息、向主控機指定的電話號碼發(fā)送報警信息。（3）蜂鳴報警器，繼電器在主控機的控制下執(zhí)行報警，，蜂鳴器發(fā)出報警聲音。（4）報警傳感器，可以選配紅外報警探測器、振動傳感器等，本系統(tǒng)最多允許接入4路報警傳感器。圖3-1系統(tǒng)總體框圖本系統(tǒng)的工作原理是：當貴重物品遭受盜竊時，由于物品本身的異常運動情況被加速度傳感器所監(jiān)測到，系統(tǒng)CPU根據(jù)兩個加速度傳感器的三路加速度信息，通過系統(tǒng)設(shè)定的分析、處理和分類算法，生成若干類報警信息；同時，系統(tǒng)CPU控制GTM900-C模塊發(fā)出短信報警。本設(shè)計基于GTM900-C的貴重物品報警系統(tǒng)的實現(xiàn)情況：首先，利用加速度傳感器檢測物品的是否存在異常移動、異常振動、異常振動、異常提升和物品異常切斜等等情況。其次，控制單元根據(jù)算法模型分析、報確認上述異常情況的發(fā)生。最后，GSM模塊收到確認的異常情況信號信息，便向預先設(shè)置的用戶發(fā)送警信息，如==部門、用戶及第二級用戶。用戶接到報警信息后還可以回撥監(jiān)聽，實現(xiàn)互動。3.4系統(tǒng)原理圖詳見附錄3

第四章硬件設(shè)計4.1AT89C51單片機AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。AT89C51單片機的基本組成及功能方塊圖如圖4-1所示：圖4-1AT89C51單片機基本組成及功能4.1.1AT89C51單片機管腳說明ATMEL公司的AT89C51是一種高效微控制器。采用40引腳雙列直插封裝形式，因為受引腳數(shù)目的限制，所以不少引腳具有第二功能。VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P0口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為低八位地址接收。P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳備選功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INT0（外部中斷0）P3.3/INT1（外部中斷1）P3.4T0（記時器0外部輸入）P3.5T1（記時器1外部輸入）P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7/RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出4.1.2時鐘電路的設(shè)計AT89C5l中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，時鐘電路如圖4-1所示。圖4-2單片機時鐘電路外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容C1、C2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對外接電容C1、C2雖然沒有十分嚴格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，電容使用30pF±10pF，而如使用陶瓷諧振器應選擇40pF±10F。本設(shè)計中由于使用ＣＡＮ總線的控制器SJA1000，因此單片機的時鐘電路可以和SJA1000共用，在這里只畫出了單片機的時鐘電路。在SJA1000當中，晶振的選擇為26mHz。4.1.3復位電路的設(shè)計圖4-3單片機復位電路當單片機的復位引腳RST(全稱RESET)出現(xiàn)2個機器周期以上的高電平時，單片機就執(zhí)行復位操作。如果RST持續(xù)為高電平，單片機就處于循環(huán)復位狀態(tài)。圖3.3中電容C3和電阻R2對電源十5V來說構(gòu)成微分電路。單片機的復位操作使單片機進入初始化狀態(tài)，其中包括使程序計數(shù)器PC＝0000H，這表明程序從0000H地址單元開始執(zhí)行。單片機冷啟動后，片內(nèi)RAM為隨機值，運行中的復位操作不改變片內(nèi)RAM區(qū)中的內(nèi)容，21個特殊功能寄存器復位后的狀態(tài)為確定值。4.2傳感器的選型傳感器可利用加速度振動傳感器。振動傳感器可采用ND-l型高靈敏振動位移傳感器。它是一種集振動和位移測量于一身的全方位固態(tài)控制器件，對振動有很高的檢測靈敏度，對周圍環(huán)境的聲音信號抑制并具有很強的抗干擾能力。其靈敏度通過電容可調(diào)。4.3ND振動傳感器圖4-4ND振動傳感器外型

4.3.1ND系列振動位移傳感電路ND系列振動位移傳感器,是一種集振動和位移檢測于一身的全方信固態(tài)控制器件,是目前作為報警和狀態(tài)檢測的最佳選擇,傳感部分采用目前最先進固態(tài)加速度檢測器件,既對振動有很高的檢測靈敏度,又對周圍環(huán)境的聲音信號抑制,具有很強的抗干擾能力,可廣泛應用于機動車,保險柜,庫房門窗等場合的防盜裝置中,器件的內(nèi)部均含有專用的控制芯片,應用非常方便,可直接帶動小功率負載,用一只三極管進行電流放大后,即可驅(qū)動繼電器或報警器。由于ND系列器件工作在固態(tài)檢測方式,故不存在機械疲勞,靈敏度降低,誤觸發(fā)和受環(huán)境濕度溫度影響等不良現(xiàn)象,具有很好的一致性,器件根據(jù)控制芯片的不同分為以下兩種型號:ND-1全向振動傳感控制電路，特點：可調(diào)靈敏度和輸出延時長短。

ND-2全向振動傳感控制電路，特點：超微功耗IO<1UA.

ND-1和ND-2的專用傳感器.4.3.2ND-1全向振動傳感控制電路ND-1的外形及引腳見圖4-5，腳距：2.54mm,引腳功能見表4-1,內(nèi)部示意圖如圖4-6,在器件檢測到振動信號時,能夠輸出直流電壓信號,經(jīng)外部元件電流放大后,即可驅(qū)動報警器或繼電器，并受內(nèi)部定時器控制，具有報警一段時間后自動復位功能。ND-1的技術(shù)指標及參數(shù)見表4-2,應用見圖4-7表4-1引腳功能引腳功能1地2懸空3輸出4延時設(shè)定5電源圖4-5外形及引腳圖4-6內(nèi)部示意圖圖4-7技術(shù)應用圖4-8直接驅(qū)動圖4-9三極管驅(qū)動圖4-10人體驅(qū)動檢測器表4-2ND-1的技術(shù)指標及參數(shù)工作電壓3V-12V靜態(tài)電流3V時500UA靈敏度0.1g檢測方向全向位移檢測依據(jù)加速度工作溫度-30℃~+65℃體積12×22×32mm圖4-11ND-1輸出脈沖信號的應用由于器件內(nèi)部集成度很高,外圍電路相當簡單,圖4-7中的C是延時控制電容,取值越大,延時就越長,反之則反,一般取值為0.1UF-10UF之間.R是外接靈敏度設(shè)定電阻,一般情況下懸空即可,這時ND-1靈敏度最高.當晃動或振動(敲擊)ND-1時,LED點亮(3腳輸出由低電平轉(zhuǎn)為高電平),延時過后自動熄滅,由于音樂IC耗電很小,故可用ND-1直接驅(qū)動,見圖4-8.也可通過三極管電流放大后驅(qū)動繼電器或大功率負載,見圖4-9.用ND-1制作的人體運動檢測器,見圖4-10,當人體在不斷運動時,ND-1輸出為高電平,并通過內(nèi)部電路延時,當人體停止運動時,ND-1的輸出轉(zhuǎn)為低電平,C8550導通,報警電路B開始工作,發(fā)出警報聲,此電路可開發(fā)成老人救護報警器,軍人戰(zhàn)地救護器,如將報警電路換成無線發(fā)射機,可用于被盜物體跟蹤器或跟蹤觀察動物的儀器及其它電子報警和檢測裝置.

用ND-1輸出脈沖信號的應用,見圖4-11,這是一則可設(shè)置在門上的音樂門鈴(或報警)電路,當客人敲門時,ND-1可輸出一串脈沖觸發(fā)音樂ICKD9300工作,起到門鈴的作用,如果有人在撬鎖或擅自開門闖入時,電路也會動作,起到防盜作用,整個電路的耗電為UA級,用示波器可看P2腳輸出波形。4.3.3ND-2全向振動傳感控制電路ND-2是最新推出的產(chǎn)品,采用特別設(shè)計的低功耗檢測控制芯片,靜態(tài)耗電小于1UA,是目前振動傳感器中耗電最小的器件.為了方便使用,采用引線方式,外形見圖4-12.引線連接方式:

紅線:電源正極,綠線:輸出端,黑線:地.

ND-2采用集電極開路輸出方式(見圖4-13),其內(nèi)部三極管的控制電流不小于10mA。受內(nèi)部定時器的控制,每檢測出一次振動信號,三極管導通5秒.負載得電工作.當用量較大時,用戶可向我廠定制任意延時參數(shù)(1-30秒范圍)

ND-2的技術(shù)參數(shù)見表4-3,其應用見圖4-14.

當ND-2受到振動時,LED會點亮5秒,之后熄滅,再次振動則繼續(xù)點亮.如果外接一只PNP三極管(見圖4-15),則可帶動繼電器,報警器等功率較大的負載.

注:1,ND-2在數(shù)只聯(lián)用時其輸出端可并聯(lián)使用.

2,ND-2的輸出端不允許與電源正極短路,否則會造成器件的永久損壞.表4-3ND-2的技術(shù)參數(shù)工作電壓2V-5V靜態(tài)電流1UA靈敏度0.1g檢測方向全向位移檢測依據(jù)加速度工作溫度-30℃~+65℃體積0.8×2×2.2mm圖4-12引線連接方式圖4-13集電極開路輸出方式圖4-14技術(shù)應用圖4-15外接三極管報警4.3.4ＮＤ專用傳感器這是一種不被聲音控制的固態(tài)傳感器件,當受到振動或大幅度晃動時,其內(nèi)部阻值會快速變化,當加入偏流電阻R時,即可輸出一定幅值的電壓觸發(fā)信號,此信號可驅(qū)動音樂IC,控制電路等,體積:0.8×2×2.2cm,外形見圖4-16,實際應用見圖4-17.圖4-16ND專用傳感器外形圖圖4-17實際應用圖圖4-18安裝架外形和孔位4.3.5ND-O振動傳感控制電路安裝支架為了便于ND系列振動傳感控制電路的安裝和使用,特為其設(shè)計了ND-0安裝支架用它可以充分發(fā)揮傳感器的性能,并簡化了安裝難度,其外形和孔位見圖4-18,使用時將ND傳感器用914膠或環(huán)氧樹脂固定在支架的平面上,另一面的兩個孔用于與被檢測體固定在一起。4.4加速度傳感器ADXL2024.4.1利用ADXL202進行加速度測量的基本原理

ADXL202的模塊結(jié)構(gòu)如圖4-l8所示，它是在單一芯片上集成兩個相互獨立、測量方向相互垂直的敏感元的測量模塊，是由多晶硅微加工表面工藝制成的電容式加速度傳感器；由硅片表面的彈性結(jié)構(gòu)支撐起的質(zhì)量塊下面貼附電容的一個極板，電容的另一極扳固定。當加速度引起質(zhì)量塊的相對位置變化時，電容值也發(fā)生化；兩個敏感元的信號處理電路將各自的電容變化轉(zhuǎn)換成幅值與加速度成正比圖4-18ADXL202E模塊結(jié)構(gòu)簡圖的方波信號，經(jīng)工作周期調(diào)制(DCM)后，就能將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過引腳XOUTYOUT進行輸出。另外，ADXL202還可以通過XFILT、YFILT引腳輸出模擬信號。4.4.2ADXL202引腳功能簡介

ADXL202的封裝形式為LCC-8，其封裝和引腳的示意圖如圖4-19所示。4-19ADXL202E封裝引腳結(jié)構(gòu)圖如上圖4-19中引腳ST用于芯片自測，VDD上電后，ST在靜電力的作用下，輸出的工作循環(huán)脈寬改變10％左右，相當于作用800mg加速度的輸出信號，測試這個引腳就可以用于判斷芯片是否正常工作；引腳T2需外接RSET電阻，在0．5ms～10ms范圍內(nèi)設(shè)置工作循環(huán)周期T2；引腳COM作為公共接地端；引腳XOUT、YOUT用于輸出數(shù)字信號；引腳XFILT、YFILT外加濾波電容，用以設(shè)置檢測信號的帶寬范圍，VDD引腳作為芯片供電電源輸入端。

4.4.3加速度值的確定

加速度傳感器可以分別利用XOUT、YOUT引腳和XFILT、YFILT引腳進行數(shù)字信號或模擬信號輸出。

在采用數(shù)字信號進行測量時，只要利用微處理器的計數(shù)器/定時器端口分別采集信號的工作周期脈寬T1和工作周期的時間度T2，利用公式(1)就可以得出被測加速度的值。計算公式為：（1）在采用模擬信號進行測量時，可以直接采用從XFILT、YFILT引腳輸出的模擬信號，也可以將XOUT、YOUT引腳輸出的數(shù)字信號進行RC濾波，重新恢復成模擬信號。第一種方法輸出的信號帶寬比較寬，但需外加電壓跟隨器才能帶負載；第二種方法可以對輸出的模擬信號進行放大，但頻率響應特性較低。采用何種輸出方式應根據(jù)具體的使用條件來確定。4.4.4采用ADXL202的物品移動設(shè)計方案

由于竊賊盜竊物品時會引起物體本身的振動或傾斜現(xiàn)象，而ADXL202能夠測量0～5kHz、±2g范圍內(nèi)動態(tài)或靜態(tài)加速度。動態(tài)加速度的測量可以用于振動檢測；而利用靜態(tài)的重力加速度作為輸入矢量，就可以確定物體的空間方向。

ADXL202采用3V直流電源供電，為降低電源對傳感器的干擾，在引腳VDD和公共接地端COM之間需連接O．1μF的去耦電容。由于芯片與微處理器共用一個供電電源，在電源與VDD間需增加一個100Ω的電阻，以減小數(shù)字信號對傳感器輸出信號的干擾。

T2引腳外接625kΩ的RSET電阻，將輸出的數(shù)字信號周期確定為5ms，即頻率為200Hz。從XOUT、YOUT引腳輸出的數(shù)字信號直接送到微處理器的計數(shù)器，定時器端口，以便進行重力加速度的測量，以得出物品本身傾角的變化。從XEILT、YFILT引腳輸出的模擬信號經(jīng)電壓跟隨器提高負載能力后，送入微處理器的A/D端口，以對物品本身微小振動進行測量。

貴重物品防盜中，物品本身傾斜角度的測量要求其信號的噪聲必須很小，這就要限制信號帶寬。而對于振動的測量，則需要10～200Hz的較寬信號范圍。首先，將XFILY、YFILT引腳的濾波電容CX、CY設(shè)定為0．027μF，這樣輸出的數(shù)字、模擬信號的帶寬全都限制在200Hz以下，再將ADXl202輸出的帶寬為200Hz的數(shù)字和模擬信號分別經(jīng)過低通濾波和高通濾波，就可以獲得傾斜、振動監(jiān)測所需帶寬的信號。將ADXL202同時作為振動測量和傾角測量傳感器的方案原理圖如圖4-20所示。圖4-20ADXL202應用方案原理圖4.4.5傾斜角度的測量

對于采用工程量大的整體搬運的盜竊方式，如果物品的角度相對于初始狀態(tài)改變5°，就可判定有盜盜竊情況發(fā)生。

傾斜角度測量值通過XOUT、YOUT端口輸出的數(shù)字信號得到。由于經(jīng)XFILT、YFILT端口的電容低通濾波，信號帶寬為200Hz．則根據(jù)ADXl202的噪聲計算公式為：

（2）

其中，Noise為噪聲的幾何平均值，BW為信號帶寬，f(Hz)為頻率。則其噪聲平均水平為：

取置信區(qū)間95.4%，則信號噪聲的峰-峰值為：（3）

如果ADXl202的敏感軸從水平位置變化了5°，就相當于ADXL202輸出的數(shù)字信號改變約87mg，這樣14．4mg的噪聲水平就顯得過高了。因為期望的噪聲水平最多不能超過信號的十分之一，即8．7mg。將XOUT、YOUT端口輸出的200Hz數(shù)字信號進行16次采樣，并將采得的信號取平均值，就可以實現(xiàn)數(shù)字低通濾波，將信號的帶寬降為12．5Hz。此時的噪聲水平為：

取置信區(qū)5.4%，則信號噪聲的峰-峰值為：這種噪聲水平完全可以滿足系統(tǒng)要求。

ADXl202的溫度變化系數(shù)為2mg／℃，在監(jiān)測的0°～5°傾角范圍內(nèi)，每改變1°，輸出約改變17mg。由于室外晝夜溫差很可能達到8．5℃，溫度漂移很可能造成虛假報警，必須對其限制?？梢岳密浖⒎制鬟M行信號處理，即如果ADXL202的輸出變化率大于87mg/min，就認為有警情；如果小于這個數(shù)值，就可以認為是由于溫度變化引起的溫度漂移，不予報警。4.4.6物品微小振動的測量

通過對物品本身微小振動的測量，可以實現(xiàn)對破壞物品行為的監(jiān)測。若在一個較短時間段內(nèi)，振動的能量超過設(shè)定的閾值，就可以判定有破壞貴重物品的情況發(fā)生。

監(jiān)測貴重物品微小振動所需信號由XFILT、YFILT端口獲得。雖然在XFILT、YFITL端口輸出的模擬信號已經(jīng)過200Hz低通濾波，但仍需將信號再經(jīng)10Hz高通濾波，才能達到振動監(jiān)測所需的10~200Hz帶寬要求。另外，從XFILT、YFILT端口輸出的模擬信號負載能力很弱，可以將帶通濾波后的信號送入電壓跟隨器，以提高其負載能力，然后，將信號送微處理器內(nèi)部的A/D端口進行模，數(shù)轉(zhuǎn)換。根據(jù)采樣定理(NyquistCriteria)，徽處理器采樣頻率定為400Hz，即每2．5ms采樣一次。

利用軟件積分器測量振動的能量，是將微處理器記錄的16次振幅采樣值的絕對值求和，即可得到40ms內(nèi)振動的能量。如果這個絕對值之和超過設(shè)定的數(shù)字閾值，微處理器就可以進行報警。

利用振動加速度傳感器ADXL202組成的防盜監(jiān)測裝置，不但擁有傳統(tǒng)物品防盜傳感器件的靈敏性，而且擴大了物品防盜的監(jiān)測范圍(可以對大型整體搬運的盜竊方式進行預警)，而且還簡化了系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)可靠性。ADXL202完全可以取代磁效應傳感器等傳統(tǒng)敏感元件。成為物品防盜監(jiān)測信號的可靠敏感器件。另外，ADXL202在計算機外圍設(shè)備、信息產(chǎn)品、運動監(jiān)測等方面也有著廣泛的應用。4.5報警策略為了區(qū)分情況的緊急程度，可以設(shè)置兩條短信。若單一檢測器檢測到信號則發(fā)送短信一；若兩個都檢測到信號則發(fā)送短信二。發(fā)出短信息以后，用戶只需撥號就可以報警并通知他人。若網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題則向用戶手機撥號。

第五章軟件設(shè)計在主程序中，AT89C51利用巧妙的算法對震動信號進行采樣，相當于對信號進行積分。如果4秒內(nèi)80％（可根據(jù)實際情況調(diào)節(jié))的信號有效，則說明有非法人員入侵，產(chǎn)生報警信號以后通過程序控制，以保證15分鐘之內(nèi)不會產(chǎn)生第二次報警信號。5.1.1程序流程圖5.1.2程序的主循環(huán)圖5.2控制電路當用戶收到報警信息后，如需采取措施，可以向GTM900-C模塊撥號。單片機收到信號后，發(fā)出ATH指令將撥號掛斷，然后向P1．7口發(fā)出控制信號?？刂菩盘柾ㄟ^運放放大后，繼電器（ULN2003A）將啟動蜂鳴器，從而達到警告震懾竊賊以保護物品的安全。如要恢復，再向GTM900-C撥號即可。繼電器的內(nèi)阻很小，須用OC門驅(qū)動，驅(qū)動電路如圖5-1所示。圖5-1驅(qū)動電路圖系統(tǒng)程序采用匯編語言程序，主程序共調(diào)用了5個子程序?！ぴO(shè)置短信息格式子程序：用來進行單片機GTM900-C模塊的握手過程和設(shè)置GTM900-C模塊發(fā)送短信息的格式·查已讀短信子程序：一般用于系統(tǒng)重新啟動，設(shè)置系統(tǒng)密碼?！げ槲醋x短信子程序：系統(tǒng)工作期間，用戶通過短信管理系統(tǒng)，主要功能是先檢測密碼，密碼正確后，判斷用戶的指令，進行修改密碼、撤防、設(shè)防、查詢狀態(tài)等功能。·發(fā)送匪警短信息子程序：執(zhí)行發(fā)送匪警短信息功能·報警子程序：執(zhí)行控制報警喇叭、撥號、發(fā)送短信息報警。經(jīng)實驗驗證，采用基于GPRS短消息的通信方式控制貴重物品報警系統(tǒng)，不僅可以提高報警系統(tǒng)的通信可靠程度，而且通信距離基本不受限制，從而實現(xiàn)用戶對物品的長距離實時監(jiān)控。此外本系統(tǒng)還可對入侵的緊急程度進行區(qū)分，便于用戶根據(jù)情況采取措施，滿足了用戶對貴重物品防盜的要求。本系統(tǒng)成本不高，易于推廣。通過在多種汽車上的實際應用，系統(tǒng)運行良好。

第六章應用情況和改進設(shè)想如上所述，本設(shè)計主要是加速度傳感器的應用?，F(xiàn)在就其在本設(shè)計中的應用情況作個總結(jié)，并提出一點改進設(shè)想。在本設(shè)計中實現(xiàn)了振動加速度傳感器的基本應用，也體現(xiàn)了low-g加速度傳感器高靈敏度的特點。但是在應用中存在許多不足，仍須改進。為什么會產(chǎn)生這些問題呢？首先，振動加速度傳感器有一定的感應帶寬和其變化頻率，在設(shè)計中采用純軟件，也就是純數(shù)字的設(shè)計方法處在缺陷。數(shù)模轉(zhuǎn)換的速度有限，使得快變的加速度信號不能被很好的采集、利用。其次，對于連續(xù)變化的電壓模擬量做精度有限的數(shù)模數(shù)轉(zhuǎn)換必然犧牲模擬量的精度，并且必須考慮數(shù)模轉(zhuǎn)換本身存在的誤差使得加速度的定標變得很困難。在后續(xù)的研究工作中會在一下改進。改變原有的純軟件的實現(xiàn)方法，改為軟硬件并用的方法，把原本的純軟件的積分，也就是數(shù)字量的累加改成采用模擬積分器的方法，而且改用模擬方法的自矯正，增加模擬低通濾波器。本設(shè)計著眼于振動加速度傳感器的振動、震動、傾斜、提升、移動和玻璃破碎等防范信息的數(shù)字信號處理（包括區(qū)分、判斷、噪音濾除、形態(tài)綜合分析等等）算法的研究，并結(jié)合本公司的成熟技術(shù)——GPRS短信發(fā)送和報警技術(shù)，構(gòu)成新的應用——貴重物品防盜GPRS報警系統(tǒng)，可望年內(nèi)向社會推廣。

第七章結(jié)論本課程設(shè)計采用ADXL202加速度傳感器，由單片機AT89C51控制，實現(xiàn)功能要求電路的工作過程及設(shè)計，軟件編程來實現(xiàn)溫度報警系統(tǒng)的發(fā)送及接收。實現(xiàn)遠距離檢測貴重物品的加速度。通過各種方式大量收集資料，查閱相關(guān)論文，學習系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，有關(guān)振動加速度傳感器的知識，和軟件編程。本設(shè)計采用ADXL202振動加速度傳感器，具有線路簡單、硬件少、成本低的優(yōu)點，應用前景比較廣泛，尤其其具有完善的單總線通信協(xié)議，無需復雜繁瑣的布線就可以構(gòu)成多點溫度檢測系統(tǒng)，充分利用了AT89C51和ADXL202硬件接口電路簡潔性。設(shè)計的系統(tǒng)測溫范圍廣，精度高，具有廣泛的適用性。一份耕耘，一份收獲。通過兩周的單片機課程設(shè)計，使我對匯編語言有了進一步的認識。為了以后使自己能進一步學好該門科以及其它的科目，我深深地感到要有科學的思維方法和學習方法是極其重要的。畢業(yè)設(shè)計實習期已經(jīng)很快的過去，驀然回首，深深的認識到匯編的重要性。由于對微機原理的課程有點茫然，所以拿到這個題目時不知道是如何下手，一下子沒有頭緒。于是去圖書館查找了相關(guān)資料后開始理清了設(shè)計的思路。從程序設(shè)計到上機調(diào)試以及說明書的編寫，都花費了不少的時間，還好課題能夠順利通過。小小的勝利給了我自己很大的信心。這其中也出現(xiàn)了不少的問題。比如調(diào)試過程中，使我花費了不少工夫重溫系統(tǒng)軟件的應用，真是有種“才下眉頭，又上心頭”的感覺。盡管在課程設(shè)計當中遇到了不少的問題，但在老師及同學的幫助下迎刃而解了。做完設(shè)計我進一步認識到，任何事情，開始的時候，都感覺很難。但，只要有信心克服困難，堅持到底，永不氣餒，就能達到勝利的彼岸。還有，在搞設(shè)計的時候，查閱資料也是很重要的，“他山之石，可以攻玉”，掌握足夠的信息，就是掌握成功的關(guān)鍵?；仡欉@段時間的課程設(shè)計，我的收獲很大，覺得以前所學的單片機這門課程的重要性以及靈活運用，并且把以前所學的知識復習一遍，還自學了很多關(guān)于芯片的知識。認為和以前進行的課程設(shè)計一樣，開始總是一片茫然，但在老師的指導下，將逐步打開思路，萬里長征終于走出了第一步，經(jīng)過同組同學的討論，仔細分析，終于定下了方案。通過這次的畢業(yè)設(shè)計，我對貴重物品的移動報警系統(tǒng)的工作原理和工作方式有了更深的理解，更多的是使我初步形成了一種全局考慮，對問題各個擊破的設(shè)計思路?？傊@次畢業(yè)設(shè)計相對來說比較成功，要感謝各位老師的耐心指導，我相信不管做什么畢業(yè)設(shè)計，只要自己進入到其中為畢業(yè)設(shè)計到處找書籍，都將會有多的收獲，都能取得成功。并且讓你學到你在平時的課堂上學不到的知識！讓你對這門深奧的知識更加有積極性。參考文獻[1]GTM900-C無線模塊說明書.華為技術(shù)有限公司.2009.3[2]童詩白.《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》.高等教育出版社[3]晁陽.《單片機原理及應用開發(fā)教程》.清華大學出版社[4]張國峰.《單片機原理及應用》.機械工業(yè)出版社[5]吳飛青.《單片機原理與應用實踐指導》.機械工業(yè)出版社[6]AT命令手冊.華為技術(shù)有限公司.2009.3[7]李海青.智能型檢測儀表及控制裝置.化學工業(yè)出版社[8]Raymondgcleod．Jr．《ManagementInformationSystem》ScienceResearchAssociates：Inc，1983[9]BijanJabbar．Intellinetworkconeptsinmobilecommunications．IEEECommunicMagazine．1992(2)

致謝我由衷的感謝我的指導老師張萬江對我的學習、工作、以及課題的研究和論文撰寫過程中面臨的問題所給的細心指導和無私幫助，沒有張萬江老師的幫助也就沒有今天的這篇論文。求學歷程是艱苦的，但又是快樂的。感謝所有教過我的老師，是他們在這四年的學期中為我提供無私的指導與鼓勵，我不僅學到了豐富的專業(yè)知識，更學到了人生的道理。感謝我在學校里結(jié)識的各位生活和學習上的摯友，你們讓我得到了人生最大的一筆財富。學院的各位領(lǐng)導在我們的學習生活上也給予了很多的關(guān)懷，在此，也對他們表示衷心感謝。謝謝我的父母，沒有他們辛勤的付出也就沒有我的今天，在這一刻，將最崇高的敬意獻給你們！謹向?qū)徳u本文的各位專家、老師致意！

附錄1：中文譯文第三代移動通信網(wǎng)絡(luò)中的流媒體業(yè)務隨著第三代移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，移動終端功能的增強和移動業(yè)務應用內(nèi)容的豐富，各種無線應用將極大地豐富我們的日常工作和生活。移動流媒體業(yè)務就是在這種情況下應運而生的一種頗具吸引力的新業(yè)務，它是流式傳輸支持的業(yè)務，主要面向UMTS和cdma2000等能提供較高空中接口帶寬的無線分組網(wǎng)絡(luò)。本文介紹了第三代移動通信網(wǎng)中流媒體業(yè)務的基本概念和特點，闡述了移動流媒體業(yè)務的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及協(xié)議棧，并介紹了3G試驗中移動流媒體業(yè)務測試的基本情況，最后探討了移動流媒體業(yè)務的發(fā)展前景。

一、移動流媒體業(yè)務的基本描述

移動流媒體技術(shù)是把連續(xù)的影像和聲音信息經(jīng)過壓縮處理后放到流媒體服務器上，讓移動終端用戶能夠一邊下載一邊觀看、收聽，而不需要等到整個多媒體文件下載完成就可以即時觀看的技術(shù)。實際上，移動流媒體技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)音視頻技術(shù)和移動通信技術(shù)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，它是融合很多網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之后所產(chǎn)生的技術(shù)，它涉及到流媒體數(shù)據(jù)的采集、壓縮、存儲、傳輸以及網(wǎng)絡(luò)通信等多項技術(shù)。移動流媒體業(yè)務可以給移動用戶提供在線的不間斷的聲音、影像或動畫等多媒體播放服務。使用支持流媒體業(yè)務的終端用戶可以方便地從移動網(wǎng)絡(luò)獲取財經(jīng)信息、新聞和即時體育播報、天氣信息等信息服務；也可以進行卡通、音頻、視頻以及電視節(jié)目的精彩片段下載播放和在線播放；還可以完成交通監(jiān)控和家庭監(jiān)控，即通過交通監(jiān)控來實時察看高速公路和主要道路的交通狀況，通過家庭監(jiān)控，實時監(jiān)視家庭和辦公室的情況。

移動流媒體業(yè)務根據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容的播放方式可以分為三種業(yè)務類型。

1.流媒體點播

內(nèi)容提供商將預先錄制好的多媒體內(nèi)容編碼壓縮成相應格式，存放在流媒體內(nèi)容服務器上并把內(nèi)容的描述信息以及鏈接放置在流媒體的門戶網(wǎng)站上。最終用戶就可以通過訪問門戶網(wǎng)站，發(fā)現(xiàn)感興趣的內(nèi)容，有選擇地進行播放。

2.流媒體直播

流媒體編碼服務器將實時信號編碼壓縮成相應的格式，并經(jīng)由流媒體服務器分發(fā)到用戶的終端播放器。根據(jù)實時內(nèi)容信號源的不同，又可以分為電視直播、遠程監(jiān)控等。

3.下載播放

用戶將流媒體內(nèi)容下載并存儲到本地終端中，然后可以選擇在任意時間進行播放。對于下載播放，主要的限制指標是終端的處理能力和終端的存儲能力，內(nèi)容提供商可以制作出較高質(zhì)量的視音頻內(nèi)容（高帶寬、高幀速率），但需要考慮內(nèi)容的下載時間及終端的存儲空間。

二、移動流媒體業(yè)務的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

典型的移動流媒體業(yè)務系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括：流媒體終端（客戶端）、移動通信接入網(wǎng)、移動通信分組核心網(wǎng)、IP網(wǎng)絡(luò)、流媒體內(nèi)容服務器、流媒體內(nèi)容緩沖服務器、直播內(nèi)容采集服務器、用戶終端檔案服務器、接入門戶、綜合業(yè)務管理平臺、DRM（數(shù)字版權(quán)管理）服務器等。其中，流媒體內(nèi)容服務器（包括媒體制作和內(nèi)容管理）、內(nèi)容緩沖服務器和直播內(nèi)容采集服務器是移動流媒體系統(tǒng)的核心功能實體，而用戶終端檔案服務器、綜合業(yè)務管理平臺（或業(yè)務管理服務器）、DRM服務器以及接入門戶等作為公共的業(yè)務功能實體，構(gòu)成了流媒體服務器的外圍功能實體。

內(nèi)容服務器為移動流媒體業(yè)務平臺的服務器，是提供移動流媒體業(yè)務的核心設(shè)備，主要負責移動流媒體內(nèi)容的保存、編輯、格式轉(zhuǎn)換等，功能還應包含SP/CP和用戶的管理等方面。

緩沖服務器用于在運營商無法直接提供內(nèi)容，而需要在用戶訪問的時候向流媒體內(nèi)容服務器獲取內(nèi)容并進行緩存。在用戶訪問并播放遠端的流媒體內(nèi)容時，內(nèi)容緩沖服務器使得媒體內(nèi)容更靠近用戶，可以平滑IP網(wǎng)絡(luò)造成的時延抖動。

直播內(nèi)容采集服務器對電視信號或?qū)崟r監(jiān)控信號進行編碼，將需要傳送的內(nèi)容自動制作編碼成符合用戶使用要求的流媒體數(shù)據(jù)流，并轉(zhuǎn)發(fā)給流媒體終端。它可與內(nèi)容服務器合設(shè)，也可單獨設(shè)置。

用戶終端檔案也可以稱為用戶設(shè)備能力數(shù)據(jù)庫，主要用于終端的流媒體業(yè)務支持能力協(xié)商。

DRM服務器（數(shù)字版權(quán)管理）負責流媒體內(nèi)容的數(shù)字版權(quán)管理，可以是移動流媒體業(yè)務專用的DRM服務器，也可以作為公共的DRM服務器為其他業(yè)務提供數(shù)字版權(quán)管理的功能。綜合業(yè)務管理平臺負責SP/CP的管理，包括鑒權(quán)和認證等。接入門戶可實現(xiàn)用戶瀏覽移動流媒體內(nèi)容的入口和導航功能，可進行用戶個性化設(shè)置、QoS設(shè)置等，并可實現(xiàn)業(yè)務推薦和排行、流媒體業(yè)務預覽和查詢界面等功能，還可為不同類型的終端提供不同的業(yè)務界面和業(yè)務集合。

三、移動流媒體業(yè)務的實現(xiàn)流程

移動流媒體業(yè)務允許移動通信網(wǎng)的合法用戶通過移動終端以WAP或Web方式登錄到流媒體業(yè)務平臺門戶網(wǎng)站上，對流媒體內(nèi)容進行瀏覽或搜索并對指定內(nèi)容進行下載播放或者在線播放，同時生成與之對應的使用記錄用作服務計費和數(shù)據(jù)統(tǒng)計。移動流媒體業(yè)務也可以與移動通信網(wǎng)其他業(yè)務結(jié)合使用，使其他業(yè)務新增流媒體功能，比如可以為傳統(tǒng)的電話會議增加視頻流功能從而實現(xiàn)電視會議廣播服務等。移動流媒體業(yè)務的實現(xiàn)包括業(yè)務提供和業(yè)務使用兩大部分。

業(yè)務提供是指流媒體業(yè)務系統(tǒng)要處理不同類型、不同標準的流媒體格式文件，向不同需求和不同終端類型用戶提供個性化的流媒體點播或直播服務以及流媒體廣播服務。

業(yè)務使用包括內(nèi)容發(fā)現(xiàn)和業(yè)務使用兩個基本過程。內(nèi)容發(fā)現(xiàn)是指用戶使用支持流媒體業(yè)務的手機或其他移動終端，訪問流媒體業(yè)務門戶網(wǎng)站，通過頁面瀏覽、分類查找或直接搜索等功能發(fā)現(xiàn)流媒體內(nèi)容的過程；業(yè)務使用是指用戶