家庭智能緊急呼救系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

西北民族大學(xué)級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）家庭智能緊急呼救系統(tǒng)設(shè)計(jì)年級(jí):學(xué)號(hào):姓名:專業(yè):指導(dǎo)老師:二零一五年六月摘要伴隨經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展和大家生活水平不停提升，多種花式別墅和其它住宅如雨后春筍遍布祖國(guó)大江南北。不過(guò)家庭多種情況也不停出現(xiàn)，如：入室偷竊、火災(zāi)、易燃易爆物品發(fā)生爆炸、有毒氣體泄漏，獨(dú)自一人在家時(shí)出現(xiàn)緊急事故無(wú)法求援等。所以設(shè)計(jì)出一款保障大家生命和財(cái)產(chǎn)安全而且經(jīng)濟(jì)實(shí)用家庭智能緊急呼救系統(tǒng)是很有必需。基于單片機(jī)家庭智能緊急呼救系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是采取STC12C5A32S2單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)控制關(guān)鍵，利用人體紅外傳感器對(duì)一定范圍內(nèi)人體進(jìn)行監(jiān)測(cè)，煙霧傳感器對(duì)室內(nèi)煙霧值進(jìn)行檢測(cè)，溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)室內(nèi)溫度否超出設(shè)定最大值，緊急呼救按鍵用于緊急情況呼救，LCD液晶顯示器實(shí)時(shí)顯示多種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，蜂鳴器用于發(fā)聲報(bào)警，利用可靠且成熟GSM移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)家庭中出現(xiàn)情況以短信形式立即發(fā)送到住戶手機(jī)上。關(guān)鍵詞：GSM模塊；單片機(jī)；緊急呼救按鍵；人體紅外傳感器ABSTRACTWiththeeconomicdevelopmentandtheimprovementofpeople'slivingstandards,andallkindsoffancyvillasarespringingupthroughouteverywhereofourmotherland,buttherearealsoavarietyofproblemsappearingforthefamiliessuchas:burglary,fire,explosionofinflammableandexplosivearticles,leakoftoxicgas,andstayingathomealone,andcannotaskforhelpwhenanemergencyoccurs.Soitisnecessarytodesignakindofaffordableintelligentemergencycallsystemtoprotectpeople'slivesandpropertysafety.ThedesignofSOSsystemisadoptingSTC12C5A32S2microcontrollerasthethecoreofcontrolforthewholesystem.Makinguseofinfraredsensortomonitorillegalinvadersandsmokesensortodetectsthesmokevaluesindoorwhetheritexceedsasetmaximum.Also,collectingindoortemperatureinformationbytemperaturesensorsaswellastheSOSbuttonforemergencycallforhelp.LCDliquidcrystaldisplayshowsallkindsofmonitoringdateinrealtime.Besides,buzzerisforaudiblealarmwhichadoptsreliableandmatureGSMmobilenetworktosendatextmessagetoapeople’sphonewhenthereareanyproblemsappearinginthefamily.KeyWords：GSMmodule；SCM；SOSbutton；PIRSensor目錄TOC\o"1-3"\h\u25030摘要 I5073ABSTRACT II15677第1章緒論 162091.1課題研究背景 1326491.2課題研究目標(biāo)和意義 197681.3本設(shè)計(jì)關(guān)鍵內(nèi)容 132201.4課題設(shè)計(jì)研究進(jìn)度計(jì)劃 2152101.5本章小結(jié) 230154第2章設(shè)計(jì)功效指標(biāo)要求 327247第3章設(shè)計(jì)方案 4306883.1基礎(chǔ)設(shè)計(jì)思緒 4187863.2整體方案概述 4295793.3系統(tǒng)方案論證 5134243.4本章小結(jié) 58532第4章具體設(shè)計(jì) 6171254.1硬件電路設(shè)計(jì) 61704.1.1單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 636804.1.2防盜報(bào)警電路設(shè)計(jì) 7176314.1.3火災(zāi)報(bào)警電路設(shè)計(jì) 793304.1.4緊急呼救電路設(shè)計(jì) 8221974.1.5無(wú)線報(bào)警設(shè)計(jì) 8323554.1.6LCD顯示電路設(shè)計(jì) 9306274.1.7報(bào)警器電路設(shè)計(jì) 9307084.2元器件選擇 10153594.2.1單片機(jī)選擇 10177474.2.2人體紅外熱釋傳感器選擇 10316584.2.3煙霧傳感器選擇 11106584.2.4溫度傳感器選擇 1153644.2.5GSM模塊選擇 11314214.2.6LCD顯示器選擇 12317004.3系統(tǒng)總體軟件程序設(shè)計(jì) 1292524.3.1煙霧傳感器程序設(shè)計(jì) 1381054.3.2蜂鳴器程序設(shè)計(jì) 13107974.3.3人體紅外傳感器程序設(shè)計(jì) 14174284.3.4溫度傳感器程序設(shè)計(jì) 14307114.3.5緊急呼救按鍵程序設(shè)計(jì) 1535124.3.6LCD液晶顯示程序設(shè)計(jì) 15219324.4本章小結(jié) 1618908第5章設(shè)計(jì)調(diào)試及碰到問(wèn)題處理 1746265.1設(shè)計(jì)調(diào)試方案和安排 17287465.2調(diào)試過(guò)程說(shuō)明 173905.3調(diào)試碰到問(wèn)題和處理方法 1963585.4本章小結(jié) 2017866第6章系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果及分析 21108696.1測(cè)試方案 21116016.2測(cè)試數(shù)據(jù) 21306776.3測(cè)試結(jié)果分析 23117636.4本章小結(jié) 2324009第7章總結(jié)和展望 24241067.1總結(jié) 24230517.2展望 2410568致謝 251317參考文件 267746附錄1 2728796附錄2 28第1章緒論1.1課題研究背景現(xiàn)在看新聞，常常會(huì)看到某某地方住宅因不明原因起火，房子燒成灰燼，死傷還未確定，或是高齡老人突發(fā)疾病因家中無(wú)人送醫(yī)而造成昏倒甚至身亡等等住宅突發(fā)事件[1]?，F(xiàn)在通常住宅多種情況很多，比如突發(fā)怒災(zāi)，入室偷竊，煤氣泄漏，和老人在家忽然疾病得不到立即救助等等問(wèn)題[2]。這些問(wèn)題一旦發(fā)生，后果不堪設(shè)想，輕則丟失財(cái)物，重則失去性命。這些事故造成后果尤其嚴(yán)重，是因?yàn)楝F(xiàn)在大多數(shù)住宅缺乏家庭智能緊急呼救系統(tǒng)，或所用緊急呼救系統(tǒng)不夠完善。所以，我們需要利用科學(xué)技術(shù)防患于未然，設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)住宅高度自動(dòng)化來(lái)保障我們?nèi)松砗拓?cái)產(chǎn)安全。1.2課題研究目標(biāo)和意義家庭智能緊急呼救系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)，就是利用科學(xué)技術(shù)來(lái)保障大家人身和財(cái)產(chǎn)安全。家庭智能緊急呼救系統(tǒng)設(shè)計(jì)能夠降低大家經(jīng)濟(jì)損失，保障大家人身安全，是家庭安全衛(wèi)士[4]。家庭智能緊急呼救系統(tǒng)利用煙霧傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)住宅煙霧值；利用人體紅外線檢測(cè)有沒(méi)有非法闖進(jìn)情況；利用溫度傳感器監(jiān)測(cè)室內(nèi)溫度是否過(guò)高；設(shè)計(jì)一個(gè)緊急呼救按鈕預(yù)防老人或小孩獨(dú)自在家突發(fā)緊急情況時(shí)能夠立即呼救。然后利用單片機(jī)控制GSM發(fā)短信模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)多種突發(fā)情況自動(dòng)報(bào)警[3]。當(dāng)老人或小孩獨(dú)自在家身體突發(fā)不適時(shí)，只需按下緊急呼救按鈕，家人就能知道并立即報(bào)警和回家救助，實(shí)現(xiàn)真正家庭安全智能化。家庭緊急呼救系統(tǒng)能夠讓保障家庭安全，還能讓住戶外出時(shí)愈加放心。最關(guān)鍵是當(dāng)家里出現(xiàn)事故時(shí)，家庭智能緊急呼救系統(tǒng)能夠立即報(bào)警，這么事故會(huì)得到立即處理，降低事故對(duì)人身傷害和降低財(cái)產(chǎn)損失。伴隨物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，智能家居將成為每家每戶標(biāo)準(zhǔn)配置。所以，家庭智能緊急呼救系統(tǒng)設(shè)計(jì)能給未來(lái)智能家居擴(kuò)展和研究起到鋪路作用，含有一定研究?jī)r(jià)值。1.3本設(shè)計(jì)關(guān)鍵內(nèi)容本設(shè)計(jì)內(nèi)容是設(shè)計(jì)煙霧傳感器搭配溫度傳感器，對(duì)室內(nèi)煙霧值和溫度進(jìn)行檢測(cè)，設(shè)計(jì)人體紅外傳感器對(duì)非法入侵者進(jìn)行監(jiān)測(cè)，設(shè)計(jì)緊急呼救按鍵設(shè)計(jì)能夠在家中老人或孩子和獨(dú)一人在家發(fā)生突發(fā)事件時(shí)，能夠立即呼救。以單片機(jī)作為系統(tǒng)控制關(guān)鍵，對(duì)緊急呼救按鍵和各個(gè)傳感器檢測(cè)到信息進(jìn)行分析處理，然后控制蜂鳴器發(fā)出聲音報(bào)警和GSM通信模塊向住戶發(fā)出報(bào)警短信[5]。系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了煙霧傳感器搭配溫度傳感器檢測(cè)和人體紅外傳感器，再加上緊急呼救按鍵設(shè)計(jì)，大大增加了本系統(tǒng)檢測(cè)步驟可靠性和有效性。而蜂鳴器和GSM通信模塊設(shè)計(jì)，大大提升了整個(gè)系統(tǒng)實(shí)用性和可靠性[6]。本設(shè)計(jì)GSM模塊設(shè)計(jì)是向三位住戶連續(xù)發(fā)短信，大大提升了發(fā)出報(bào)警短信被住戶立即看到幾率。1.4課題設(shè)計(jì)研究進(jìn)度計(jì)劃第一階段：11月10日-1月10日：盡可能多搜集家庭智能緊急呼救系統(tǒng)相關(guān)資料并將搜集多種資料進(jìn)行分類整理，掌握中國(guó)外相關(guān)課題方向研究動(dòng)態(tài)及最新進(jìn)展，完成開題匯報(bào)。第二階段：1月20日-4月10日：經(jīng)過(guò)圖書、視頻等資料學(xué)習(xí)STC系列單片機(jī)，C語(yǔ)言軟件編程，了解各個(gè)元器件原理和畫出原理圖，焊接出實(shí)物，實(shí)物調(diào)試。第三階段：4月10日-5月1日：參考中國(guó)外和家庭智能緊急呼救系統(tǒng)相關(guān)文件，撰寫畢業(yè)論文，準(zhǔn)備畢業(yè)論文答辯。第四階段：5月：畢業(yè)論文答辯。1.5本章小結(jié)本章關(guān)鍵介紹家庭緊急呼救系統(tǒng)研究實(shí)際背景，介紹具體想達(dá)成目和研究含有什么樣意義還相關(guān)鍵研究?jī)?nèi)容，對(duì)各個(gè)元器件功效模塊功效指標(biāo)進(jìn)行介紹，明確了本設(shè)計(jì)研究計(jì)劃進(jìn)度。第2章設(shè)計(jì)功效指標(biāo)要求本設(shè)計(jì)利用溫度傳感器和煙霧傳感器搭配監(jiān)測(cè)形成家庭防火災(zāi)報(bào)警部分，人體紅外傳感器起到防盜報(bào)警作用，而且本設(shè)計(jì)添加了緊急呼救按鍵和GSM發(fā)短信報(bào)警功效，使得系統(tǒng)功效愈加完善和可靠。具體各個(gè)模塊功效指標(biāo)要求以下：（1）溫度傳感器：設(shè)定溫度上限值為50°C,當(dāng)室內(nèi)溫度超出50°C時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)；（2）人體紅外傳感器：人體紅外監(jiān)測(cè)距離為7米，當(dāng)入侵者進(jìn)入7米監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)，系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)；（3）煙霧傳感器：關(guān)鍵檢測(cè)室內(nèi)煙霧值和火焰，當(dāng)室內(nèi)煙霧值達(dá)成一定值或火焰達(dá)成一定程度時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)；（4）緊急呼救按鍵：假如有緊急情況發(fā)生，當(dāng)緊急呼救按鍵按下，系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)；（5）GSM模塊：當(dāng)各個(gè)模塊檢測(cè)到異常，單片機(jī)控制GSM模塊向3位住戶發(fā)出報(bào)警短信。第3章設(shè)計(jì)方案3.1基礎(chǔ)設(shè)計(jì)思緒經(jīng)過(guò)對(duì)中國(guó)外家庭智能緊急呼救系統(tǒng)研究現(xiàn)實(shí)狀況和方法分析，同時(shí)結(jié)合中國(guó)總體生活水平和居住條件等各個(gè)方面情況。所以，本設(shè)計(jì)既要考慮到系統(tǒng)可行性，也要考慮到設(shè)計(jì)成本代價(jià)。元器件選擇要符合設(shè)計(jì)要求，不能盲目選擇[7]。經(jīng)過(guò)分析，要設(shè)計(jì)一款安全可靠又適宜家庭智能緊急呼救系統(tǒng)需要含有以下條件：（1）系統(tǒng)需含有人體紅外線傳感器以達(dá)成防盜報(bào)警效果；（2）系統(tǒng)需含有煙霧傳感器以達(dá)成防氣體泄漏和防火災(zāi)報(bào)警效果；（3）系統(tǒng)需含有溫度傳感器對(duì)室內(nèi)溫度檢測(cè)以達(dá)成高溫(火災(zāi))報(bào)警效果；（4）系統(tǒng)需含有家庭緊急呼救按鍵以達(dá)成突發(fā)事件立即報(bào)警效果；（5）系統(tǒng)需含有液晶顯示器來(lái)直觀反饋個(gè)檢測(cè)器件是否正常工作；（6）系統(tǒng)需含有GSM模塊在事故時(shí)立即發(fā)出報(bào)警短信，同時(shí)向3位住戶發(fā)送短信確保報(bào)警短信能夠立即被看到，第一時(shí)間對(duì)事故作出處理。3.2整體方案概述本設(shè)計(jì)關(guān)鍵是以STC12C5A32S2單片機(jī)為控制關(guān)鍵。利用煙霧傳感器和溫度傳感器搭配檢測(cè)形成火災(zāi)報(bào)警部分，防盜報(bào)警部分利用是人體紅外傳感器，緊急呼救部分設(shè)計(jì)成按鍵形式，顯示部分利用LCD液晶顯示，報(bào)警部分蜂鳴器和GSM模塊組成，GSM模塊在報(bào)警時(shí)向3位住戶發(fā)送報(bào)警短信，系統(tǒng)總體原理框圖以下圖3-1所表示：3-1系統(tǒng)總體原理框圖3.3系統(tǒng)方案論證本系統(tǒng)關(guān)鍵是利用一個(gè)微控制器采集來(lái)自傳各個(gè)感器器檢測(cè)到信息和緊急呼救按鍵信息，然后微控制器GSM通信模塊發(fā)出報(bào)警短信[8]。所以微控制器選擇，是整個(gè)設(shè)計(jì)重中之重，經(jīng)過(guò)分析和總結(jié)，提出了三種方案。方案一：本設(shè)計(jì)微控制器采取51系列單片機(jī)；方案二：本設(shè)計(jì)微控制器采取PIC單片機(jī)；方案三：本設(shè)計(jì)微控制器采取ARM系列單片機(jī)。以上三種方案均可用于本設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)綜合考慮和分析得出結(jié)論：51系列單片機(jī)在學(xué)習(xí)生活中接觸比較多，編程相對(duì)輕易也比較了解其性能，可查詢資料也較多，而且價(jià)格廉價(jià)。PIC單片機(jī)兼容性強(qiáng)，不過(guò)指令較少，控制指令編寫相對(duì)較難，價(jià)格比較貴[9]。而ARM單片機(jī)功效強(qiáng)大，不過(guò)有很多它提供功效在本設(shè)計(jì)中無(wú)法用到，可查詢資料也相對(duì)較少，價(jià)格也相對(duì)較貴[10]。經(jīng)過(guò)各個(gè)方面比較和分析和基于設(shè)計(jì)預(yù)算成本考慮，決定使用第一套方案。3.4本章小結(jié)本章關(guān)鍵對(duì)家庭智能緊急呼救系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行介紹，首先介紹對(duì)本設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)思緒。然后是總體設(shè)計(jì)概述，對(duì)系統(tǒng)需要元器件和實(shí)現(xiàn)功效進(jìn)行了敘述。最終是對(duì)設(shè)計(jì)微控制選擇方案進(jìn)行具體論證，選擇最適合本設(shè)計(jì)方案。第4章具體設(shè)計(jì)4.1硬件電路設(shè)計(jì)4.1.1單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)關(guān)鍵是由單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路，電源組成[11]。本系統(tǒng)用STC12C5A32S2單片機(jī)作為控制關(guān)鍵，+5V電源供電。時(shí)鐘電路作為單片機(jī)最小系統(tǒng)最基礎(chǔ)也最關(guān)鍵組成部分之一，用來(lái)給單片機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào)，電路受時(shí)鐘電路正確影響隨時(shí)鐘電路參數(shù)改變而改變。時(shí)鐘電路輸入接口分別是單片機(jī)引腳XTAL1和引腳XTAL2，時(shí)鐘周期伴隨使用不一樣晶振大小會(huì)產(chǎn)生改變，所以指令周期不一樣[12]。復(fù)位電路能夠確保電路安全可靠工作，是電子產(chǎn)品中不可或缺電路元件，系統(tǒng)在開啟運(yùn)行時(shí)全部需要進(jìn)行復(fù)位，因?yàn)閺?fù)位以后系統(tǒng)開啟后寄存器中數(shù)據(jù)全部處于初始狀態(tài)值，而且系統(tǒng)必需從這個(gè)初始狀態(tài)開始開啟工作。本系統(tǒng)中復(fù)位操作方法設(shè)計(jì)為按鍵復(fù)位。進(jìn)行復(fù)位操作時(shí)，假如在RST引腳上是高電平復(fù)位信號(hào)，而且保持兩個(gè)周期以上，這個(gè)時(shí)候單片機(jī)就進(jìn)行復(fù)位操作[13]。單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖圖4-1所表示。圖4-1單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖4.1.2防盜報(bào)警電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)防盜報(bào)警模塊利用是人體紅外熱釋傳感器。家庭智能緊急呼救系統(tǒng)設(shè)計(jì)，也是基于原有家庭防盜系統(tǒng)加上多種傳感器模塊和緊急呼救按鍵設(shè)計(jì)組成愈加全方面且可靠家庭安防系統(tǒng)，所以人體紅外傳感器模塊是本系統(tǒng)不可或缺模塊。人體紅外熱釋傳感器有3個(gè)引腳，1號(hào)引腳接+5V電源，2號(hào)引腳接單片機(jī)，3號(hào)引腳接地。人體紅外熱釋傳感器電路圖圖4-2所表示。圖4-2人體紅外熱釋傳感器電路圖4.1.3火災(zāi)報(bào)警電路設(shè)計(jì)通常說(shuō)到家庭安全問(wèn)題，通常談?wù)摻裹c(diǎn)問(wèn)題全部是防火防盜?；馂?zāi)是家庭事故關(guān)鍵原因之一，設(shè)計(jì)一個(gè)火災(zāi)報(bào)警電路是預(yù)防火災(zāi)對(duì)家庭造成重大損失關(guān)鍵方法。煙霧傳感器既能檢測(cè)煙霧值，又能檢測(cè)多種可燃?xì)怏w泄漏，絕對(duì)是家庭防火系統(tǒng)中最好選擇[14]。所以本系統(tǒng)設(shè)計(jì)一個(gè)煙霧傳感器模塊，型號(hào)為MQ-2。MQ-2煙霧傳感器有4個(gè)引腳，1號(hào)引腳接AO口，2號(hào)引腳接單片機(jī)，3號(hào)引腳接地，4號(hào)引腳接+5V電源。MQ-2煙霧傳感器電路圖圖4-3所表示。圖4-3煙霧傳感器電路圖上面介紹了煙霧傳感器設(shè)計(jì)能夠很好預(yù)防家庭火災(zāi)，不過(guò)為了使系統(tǒng)愈加穩(wěn)定可靠，本設(shè)計(jì)決定在防火災(zāi)這一步驟加上一個(gè)模塊，那就是溫度傳感器，選擇型號(hào)為DS18B20。通常情況下，正常室溫通常不會(huì)超出40°C，只有發(fā)生火災(zāi)或其它造成溫度過(guò)高特殊情況時(shí)室內(nèi)溫度才會(huì)達(dá)成40°C以上。不過(guò)有些地方夏天偶然也會(huì)出現(xiàn)40°C高溫天氣，所以為了確保溫度傳感不誤報(bào)警，所以本設(shè)計(jì)溫度傳感器設(shè)置溫度上限值為50°C，只有當(dāng)室內(nèi)溫度超出50°C，系統(tǒng)才會(huì)發(fā)出報(bào)警。溫度傳感器電路圖圖4-4所表示。圖4-4溫度傳感器電路圖4.1.4緊急呼救電路設(shè)計(jì)現(xiàn)在家庭，年輕人大多數(shù)時(shí)間全部在外面工作，而在留在家里通常全部是年邁老人或小孩。老人假如忽然疾病或小孩在家碰到突發(fā)情況而自己又無(wú)法處理，一旦出現(xiàn)這么問(wèn)題，輕則是救治不立即造成病情加重或加大經(jīng)濟(jì)損失，重則是失去生命。所以在本設(shè)計(jì)中，尤其設(shè)計(jì)一個(gè)緊急呼救按鍵。當(dāng)大家獨(dú)自在家時(shí)，一旦忽然疾病和緊急情況且自己無(wú)法處理，能夠立即按下緊急呼救按鍵，系統(tǒng)會(huì)立即發(fā)出蜂鳴聲報(bào)警而且經(jīng)過(guò)GSM模塊向家發(fā)出緊急呼救信息，緊急呼救按鍵引腳接單片機(jī)P1.7口。緊急呼救按鍵設(shè)計(jì)接口圖4-5所表示。圖4-5緊急呼救按鍵電路圖4.1.5無(wú)線報(bào)警設(shè)計(jì)為了讓家庭緊急呼救系統(tǒng)報(bào)警功效愈加完善，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了無(wú)線報(bào)警功效，就是利用GSM模塊向住戶發(fā)送短信報(bào)警。本設(shè)計(jì)GSM模塊型號(hào)是SIM900A。單片機(jī)對(duì)SIM900A進(jìn)行控制，經(jīng)過(guò)TTL接口對(duì)SIM900A模塊進(jìn)行控制，將單片機(jī)TXD連接到SIM900ARXD，將單片機(jī)RXD鏈接到SIM900ATXD上，實(shí)現(xiàn)串?dāng)?shù)據(jù)接收和發(fā)送，GND連接到GND上[15]。GSM接口電路圖4-6所表示。圖4-6GSM接口電路圖4.1.6LCD顯示電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)液晶顯示是利用LCD液晶顯示器。顯示器上需要清楚直觀顯示室內(nèi)實(shí)時(shí)溫度、煙霧傳感器是否報(bào)警、人體紅外傳感器是否報(bào)警、是否在布防狀態(tài)，和系統(tǒng)是否發(fā)出緊急呼救報(bào)警，能夠利用液晶顯示器上顯示結(jié)果來(lái)檢驗(yàn)整個(gè)系統(tǒng)是否在正常工作。本設(shè)計(jì)是用12864液晶顯示進(jìn)行顯示，12864液晶顯示器共有12個(gè)引腳，6號(hào)引腳接+5V電源，7號(hào)引腳接地，其它引腳接單片機(jī)。12864液晶顯示電路圖圖4-7所表示。圖4-7液晶顯示器電路圖4.1.7報(bào)警器電路設(shè)計(jì)不管是過(guò)去還是現(xiàn)在，報(bào)警器是每個(gè)家庭緊急呼救系統(tǒng)必備模塊。本設(shè)計(jì)報(bào)警器用是蜂鳴器。蜂鳴器在報(bào)警信號(hào)發(fā)出后，發(fā)出蜂鳴般刺耳聲音，這么聲音會(huì)直接會(huì)使入侵者驚慌而逃而且能夠引發(fā)周圍居民注意。蜂鳴器是利用8550三極管進(jìn)行放大，基極接單片機(jī)，集電極接地，發(fā)射極接蜂鳴器正極，蜂鳴器接+5電源。蜂鳴器電路圖圖4-8所表示。圖4-8蜂鳴器電路圖4.2元器件選擇4.2.1單片機(jī)選擇選擇一個(gè)適合單片機(jī)，是確保系統(tǒng)能夠正常工作前提。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)功效較多，所以程序編寫也相對(duì)復(fù)雜，生成需要燒入單片機(jī).hex文件內(nèi)存大小為25k。通常單片機(jī)大多數(shù)全部是8k內(nèi)存，根本不能滿足要求，所以本設(shè)計(jì)選擇單片機(jī)最基礎(chǔ)要求是內(nèi)存最少要在25k上。此次設(shè)計(jì)對(duì)于單片機(jī)選擇，首先要確保報(bào)警正確可靠和抗干擾性得到保障，而且要求要不增加設(shè)計(jì)成本而且又能確保系統(tǒng)能夠穩(wěn)定可靠工作。STC12C5A32S2單片機(jī)功效特點(diǎn)和指令完全兼容傳統(tǒng)單片機(jī)，含有傳統(tǒng)單片機(jī)多種功效，而且比傳統(tǒng)8051系單片機(jī)運(yùn)行速度要快10倍左右[16]。最關(guān)鍵是其內(nèi)存高達(dá)32K，符合本設(shè)計(jì)程序內(nèi)存要求。經(jīng)過(guò)對(duì)多種能夠?qū)崿F(xiàn)本設(shè)計(jì)功效單片機(jī)對(duì)比，經(jīng)過(guò)綜合分析決定，決定使用STC12C5A32S2單片機(jī)做為本設(shè)計(jì)微控制器。4.2.2人體紅外熱釋傳感器選擇本設(shè)計(jì)系統(tǒng)采取是型號(hào)為HC-SR501熱釋電紅外傳感器。探測(cè)波長(zhǎng)范圍為8～14μm。人體正常溫度通常在37°C左右，所以會(huì)發(fā)出波長(zhǎng)為10μm左右紅外線[17]。當(dāng)有非法入侵者出現(xiàn)在監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)，其能夠很有效地監(jiān)測(cè)到非法入侵者。HC-SR501熱釋電紅外傳感器能夠不分晝夜，能夠連續(xù)二十四小時(shí)不間斷監(jiān)測(cè)。而且HC-SR501紅外傳感器檢測(cè)到信號(hào)是不需要再外置A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，原因是其內(nèi)部擁有BISS0001芯片，能夠本身完成A/D轉(zhuǎn)換[18]。當(dāng)探測(cè)范圍內(nèi)有非法入侵者，輸出高電平，入侵者離開時(shí)經(jīng)過(guò)延時(shí)關(guān)閉高電輸出低電平，同時(shí)觸發(fā)蜂鳴器報(bào)警，并經(jīng)過(guò)GSM模塊向住戶發(fā)短信報(bào)警。4.2.3煙霧傳感器選擇本設(shè)計(jì)選擇傳感器為MQ-2煙霧傳感器。這類傳感器是眾多半導(dǎo)體煙霧傳感器其中一個(gè)，有很多優(yōu)點(diǎn)，比如：能夠探測(cè)區(qū)域很寬、靈敏度高、很耐用、驅(qū)動(dòng)電路不是很復(fù)雜，穩(wěn)定性尤其好等[19]。煙霧傳感器搜集到信號(hào)為模擬信號(hào)，需要經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)才能被單片機(jī)接收。當(dāng)室內(nèi)煙霧和部分可燃?xì)怏w濃度增加到一定值到一定值，煙霧傳感器就會(huì)將信息經(jīng)過(guò)處理最終反饋到單片機(jī)，發(fā)出警報(bào)。MQ-2煙霧傳感器在測(cè)量前需要先預(yù)熱幾分鐘，這么做能夠降低誤報(bào)。4.2.4溫度傳感器選擇本設(shè)計(jì)選擇溫度傳感器型號(hào)為DS18B20。溫度傳感器是一個(gè)能夠直接把采集模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，而且信號(hào)轉(zhuǎn)換速度尤其快，僅需1S就能夠完成。溫度傳感器檢測(cè)到溫度是直接以數(shù)字形式顯示在液晶顯示器上，而且檢測(cè)溫度能正確到小數(shù)點(diǎn)后一位。其讀出數(shù)值寬度可達(dá)成9位，能夠測(cè)量最低溫度為-55°C,最高溫度為120°C[20]。DS18B20結(jié)構(gòu)尤其簡(jiǎn)單小巧，能夠焊接在空間很小電路板上，除此之外DS18B20還有很多優(yōu)點(diǎn)，比如測(cè)量溫度范圍很廣，測(cè)量反應(yīng)速度很快，購(gòu)置成本低等。DS18B20還能夠設(shè)置溫度上限，一旦檢測(cè)到溫度超出上限值，系統(tǒng)就會(huì)報(bào)警。4.2.5GSM模塊選擇本設(shè)計(jì)GSM通信模塊型號(hào)為SIM900A。其采取工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口，是一個(gè)2頻GSM模塊，工作頻段為為EGSM900MHZ和DCS1800MHZ。SIM900A工作電壓范圍:3.1-4.8V,操作溫度范圍：-40°Cto+85°C，SM900A采取省電技術(shù)設(shè)計(jì)，在睡眠模式下最低耗流只有1mA。SIM900A關(guān)鍵特征以下：（1）功效齊全：電話、短信，GPRS網(wǎng)絡(luò)通信等；（2）供電多樣性：5V引腳和VBTA引腳能夠分別用USB配手機(jī)充電器供電和直接使用鋰電池供電；（3）保護(hù)功效完善：含有電源反接保護(hù)和SIM卡保護(hù)。4.2.6LCD顯示器選擇因?yàn)橐壕э@示器需要顯示數(shù)字和文字比較多，所以此次設(shè)計(jì)LCD液晶顯示器需要有一定長(zhǎng)度和寬度，才能滿足對(duì)全部數(shù)據(jù)和文字清楚顯示?；谏鲜鲆螅?jīng)過(guò)對(duì)多種LCD液晶顯示器對(duì)比和分析，本電路設(shè)計(jì)液晶接口電路采取是12864液晶顯示器。12864顯示器內(nèi)置液晶顯示模塊，能夠顯示部分簡(jiǎn)單漢字字庫(kù)點(diǎn)陣圖形。12864還含有背光功效，能夠在夜間正常顯示全部數(shù)據(jù)。12864最大特點(diǎn)是編程比較簡(jiǎn)單，而且功耗很小。4.3系統(tǒng)總體軟件程序設(shè)計(jì)家庭智能緊急報(bào)警系統(tǒng)關(guān)鍵采取模塊化編程，分為主控模塊、傳感器檢測(cè)模塊、緊急呼救按鍵模塊、GSM通訊模塊、供電模塊。利用C語(yǔ)言對(duì)程序編寫。主程序步驟圖圖4-9所表示，由步驟圖能夠看出，當(dāng)傳感器檢測(cè)到情況或緊急呼救按鍵按下時(shí)，則表示家中有異常情況發(fā)生，蜂鳴器會(huì)發(fā)出警報(bào)，和此同時(shí)GSM通訊模塊以短信形式通知戶主中發(fā)生異常。圖4-9主程序步驟圖4.3.1煙霧傳感器程序設(shè)計(jì)當(dāng)室內(nèi)煙霧濃度過(guò)高或部分氣體泄漏，煙霧傳感器就會(huì)將信息先經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，然后傳送給單片機(jī)，單片機(jī)控制蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲，同時(shí)控制GSM通信模塊分別向三位住戶發(fā)送短信通知家中發(fā)生異常情況，用戶就能夠立即做出對(duì)應(yīng)處理。煙霧傳感器檢測(cè)步驟圖圖4-10所表示。圖4-10煙霧報(bào)警步驟圖4.3.2蜂鳴器程序設(shè)計(jì)蜂鳴器報(bào)警步驟設(shè)計(jì)，所謂蜂鳴器報(bào)警就是單片機(jī)控制蜂鳴器放音過(guò)程，達(dá)成報(bào)警功效。當(dāng)家庭智能緊急呼救系統(tǒng)檢測(cè)到異常后會(huì)把信息反饋給單片機(jī)，單片機(jī)控制蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲報(bào)警。蜂鳴器工作程序步驟圖圖4-11所表示。圖4-11蜂鳴器程序步驟圖4.3.3人體紅外傳感器程序設(shè)計(jì)人體紅外傳感器作用就是防盜，當(dāng)有入侵者進(jìn)入到紅外傳感器監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)，紅外傳感器先經(jīng)過(guò)內(nèi)置設(shè)備將搜集到信號(hào)進(jìn)行放大，然后將信息傳送給單片機(jī)。單片機(jī)控制蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲，同時(shí)GSM通信模塊分別向三位住戶發(fā)短信通知有些人入室偷竊。人體紅外程序步驟圖以下圖4-12所表示：圖4-12人體紅外傳感器程序步驟圖4.3.4溫度傳感器程序設(shè)計(jì)溫度傳感器關(guān)鍵是檢測(cè)家庭溫度是否過(guò)高，當(dāng)溫度傳感器檢測(cè)家庭溫度超50°C，首先會(huì)將信息傳送到單片機(jī)，單片機(jī)控制蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲，然后經(jīng)過(guò)GSM通信模塊分別向三位住戶發(fā)短信通知家中溫度情況異常，方便于住戶立即做出對(duì)應(yīng)處理，確保人身和財(cái)產(chǎn)安全。測(cè)溫度傳感器程序步驟圖圖4-13所表示。圖4-13溫度傳感器程序步驟圖4.3.5緊急呼救按鍵程序設(shè)計(jì)當(dāng)家中只有老人或小孩獨(dú)子在家時(shí)，發(fā)生緊急情況且無(wú)法撥打電話求救時(shí)，只要按下呼救按鍵，就會(huì)直接將信號(hào)傳送給單片機(jī)，單片機(jī)控制蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲，同時(shí)GSM模塊發(fā)出報(bào)警短信。緊急呼救程序步驟圖圖4-14所表示。圖4-14緊急呼救程序步驟圖4.3.6LCD液晶顯示程序設(shè)計(jì)當(dāng)各個(gè)傳感器檢測(cè)在檢測(cè)或緊急按鍵按下或未按下時(shí)，全部會(huì)在LCD液晶顯示器上實(shí)時(shí)顯示各個(gè)元器件工作狀態(tài)。大家能夠經(jīng)過(guò)LCD液晶顯示器觀察元器件多種數(shù)據(jù)，能夠依據(jù)數(shù)據(jù)和實(shí)際情況進(jìn)行對(duì)比，判定各個(gè)器件工作是否正常。LCD液晶顯示程序步驟圖圖4-15所表示：圖4-15LCD液晶顯示程序步驟4.4本章小結(jié)本章關(guān)鍵介紹了各個(gè)傳感器模塊硬件電路設(shè)計(jì)和緊急呼救按鍵設(shè)計(jì)，還對(duì)系統(tǒng)顯示模塊和GSM通信模塊電路設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹，每個(gè)硬件原理進(jìn)行具體介紹。還介紹了各個(gè)模塊選擇和軟件設(shè)計(jì)，對(duì)系統(tǒng)總體軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹，然后具體說(shuō)明了各個(gè)元器件軟件設(shè)計(jì)功效和工作特點(diǎn)，認(rèn)真繪制了每個(gè)元器件程序步驟圖。第5章設(shè)計(jì)調(diào)試及碰到問(wèn)題處理5.1設(shè)計(jì)調(diào)試方案和安排硬件調(diào)試方案通常有兩種，分別為邊焊接安裝邊調(diào)試和整體焊接安裝好后再調(diào)試。而此次調(diào)試采取方案是整個(gè)系統(tǒng)焊接好了以后一次性調(diào)試方法。大致調(diào)試安排以下：（1）先通電前檢驗(yàn)，焊接完成后一定不要著急接通電源，一定要認(rèn)真檢驗(yàn)接線有沒(méi)有多接或少接和短路等情況；（2）通電觀察：在檢驗(yàn)線路正常后通電，然后注意觀察是否有沒(méi)有異常情況，如漏電，元器件燒壞等；（3）單元電路調(diào)試：在觀察電路后確定了電路沒(méi)有異常情況，就能夠?qū)卧娐贩謩e進(jìn)行調(diào)試；（4）聯(lián)機(jī)調(diào)整：每個(gè)電路單元調(diào)試過(guò)后，并不代表系統(tǒng)整體也能正常運(yùn)行，所以需要進(jìn)行整體電路調(diào)試。5.2調(diào)試過(guò)程說(shuō)明在調(diào)試過(guò)程中一定要認(rèn)真仔細(xì)，確保調(diào)試結(jié)果正確性，進(jìn)行通電調(diào)試前檢驗(yàn)。焊接完成后絕對(duì)不能著急接通電源，一定要認(rèn)真檢驗(yàn)接線有沒(méi)有多接或少接和短路等情況，認(rèn)真檢驗(yàn)各個(gè)傳感器模塊和GSM模塊和其它電路接口是否正確，檢驗(yàn)情況以下圖5-1所表示。圖5-1系統(tǒng)通電前檢驗(yàn)圖接下來(lái)進(jìn)行通電觀察，在檢驗(yàn)線路正常后通電，然后注意觀察是否有沒(méi)有異常情況，如漏電，元器件燒壞等，觀察情況圖5-2所表示。圖5-2系統(tǒng)通電觀察圖通電觀察確定電路沒(méi)有異常后，接下來(lái)就能夠分別對(duì)各個(gè)電路單元進(jìn)行功效調(diào)試,具體調(diào)試情況以下：（1）對(duì)人體紅外傳傳感器進(jìn)行調(diào)試，當(dāng)把手放在人體紅外傳感器前方7米之內(nèi)，LCD液晶顯示器上會(huì)顯示有些人，同時(shí)系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)，調(diào)試結(jié)果圖5-3所表示。5-3人體紅外傳感器調(diào)試圖(2)對(duì)緊急呼救按鍵進(jìn)行調(diào)試，當(dāng)緊急呼救按鍵按下，LCD液晶顯示器上會(huì)顯示呼救，同時(shí)系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)，調(diào)試情況圖5-4所表示。圖5-4緊急呼救按鍵調(diào)試圖(3)對(duì)煙霧傳感器進(jìn)行調(diào)試，當(dāng)打火機(jī)對(duì)煙霧傳感器點(diǎn)火或放氣時(shí)，LCD液晶顯示器會(huì)顯示火災(zāi)，同時(shí)系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)。調(diào)試結(jié)果圖5-5所表示。圖5-5煙霧傳感器調(diào)試圖(4)對(duì)溫度傳感器進(jìn)行調(diào)試，用打火機(jī)對(duì)溫度傳感器點(diǎn)火，當(dāng)溫度上升至50°C以上，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)，調(diào)試結(jié)果圖5-6所表示。圖5-6溫度傳感器調(diào)試圖在調(diào)試過(guò)程中，GSM模塊正常發(fā)短信，蜂鳴器也正常發(fā)出報(bào)警聲，最終也對(duì)整個(gè)系統(tǒng)聯(lián)機(jī)調(diào)試，結(jié)果跟設(shè)計(jì)預(yù)期結(jié)果一樣。即使順利完成了調(diào)試，不過(guò)在調(diào)試過(guò)程中也出現(xiàn)了部分問(wèn)題，經(jīng)過(guò)認(rèn)真排查后，對(duì)硬件和軟件進(jìn)行了改善以后才得以最終完成調(diào)試。5.3調(diào)試碰到問(wèn)題和處理方法在初始調(diào)試緊急呼救按鍵時(shí)，燒完程序后，按下緊急呼救按鍵蜂鳴器并有沒(méi)有報(bào)警。因?yàn)橹皞鞲衅髂K調(diào)試時(shí)蜂鳴器全部是能夠正常發(fā)出報(bào)警聲，所以第一反應(yīng)是緊急呼救按鍵電路設(shè)計(jì)不太適宜，所以對(duì)緊急呼救按鍵電路進(jìn)行測(cè)試排查，不過(guò)最終全部沒(méi)查出哪出了問(wèn)題。為了確定問(wèn)題出在硬件還是軟件上，于是用能夠正常發(fā)短信SIM卡換下SIM900A里面欠費(fèi)調(diào)試SIM卡。經(jīng)過(guò)系統(tǒng)初始化后再次按下緊急呼救按鍵，發(fā)覺(jué)蜂鳴器依舊沒(méi)有報(bào)警，不過(guò)發(fā)覺(jué)短信能夠正常發(fā)送，能夠判定按鍵電路是正常，問(wèn)題肯定出在軟件。于是開始對(duì)程序進(jìn)行檢驗(yàn)，經(jīng)過(guò)幾次認(rèn)真檢驗(yàn)后，最終發(fā)覺(jué)原因，原來(lái)是緊急呼救按鍵部分沒(méi)有給蜂鳴器賦值（低電平）。加上蜂鳴器賦值語(yǔ)句后，再次燒錄程序，再次調(diào)試時(shí)按鍵緊急呼救按鍵，蜂鳴器最終發(fā)出了蜂鳴聲。還有一次是調(diào)試GSM通信模塊時(shí)，因?yàn)樾枰l(fā)出短信盡可能快被住戶看到，所以設(shè)計(jì)GSM模塊對(duì)三位用戶發(fā)出報(bào)警短信。一開始燒入程序，在GSM模塊里插入可正常發(fā)短信SIM卡，不過(guò)怎么測(cè)試全部是LCD顯示，蜂鳴器也報(bào)警，可就是收不到GSM發(fā)出短信。即使能夠判定硬件電路肯定沒(méi)有問(wèn)題，不過(guò)一次又一次對(duì)程序進(jìn)行檢驗(yàn)后還是沒(méi)有發(fā)覺(jué)有任何問(wèn)題。眼看GSM模塊設(shè)計(jì)調(diào)試無(wú)法完成時(shí)候，忽然想起來(lái)以前在單片機(jī)貼吧里加了一個(gè)很熱心單片機(jī)愛(ài)好者，于是把出現(xiàn)問(wèn)題向她求援，正是她一句：可能是延遲時(shí)間沒(méi)設(shè)置對(duì)，幫助我完成了GSM模塊設(shè)計(jì)調(diào)試。開始是設(shè)定給三位住戶發(fā)短信延遲3S發(fā)送一位，于是嘗試性把延時(shí)時(shí)間改成5S,可是還是一樣收不到短信，不過(guò)當(dāng)把延時(shí)時(shí)間從5S變成10S，奇跡發(fā)生了，設(shè)置三個(gè)號(hào)碼接連收到了報(bào)警短信。5.4本章小結(jié)本章關(guān)鍵對(duì)調(diào)試和調(diào)試中碰到問(wèn)題和處理方法進(jìn)行了敘述。首先對(duì)系統(tǒng)調(diào)試方案和簡(jiǎn)單安排進(jìn)行了說(shuō)明，對(duì)每個(gè)功效模塊調(diào)試過(guò)程進(jìn)行了說(shuō)明和以圖片形式進(jìn)行對(duì)調(diào)試結(jié)果進(jìn)行直觀驗(yàn)證，總結(jié)了調(diào)試過(guò)程中所碰到問(wèn)題和處理方法。第6章系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果及分析6.1測(cè)試方案依據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，合理設(shè)置家庭智能緊急呼救系統(tǒng)環(huán)境，然后對(duì)各個(gè)元器件進(jìn)行數(shù)次模擬測(cè)試，統(tǒng)計(jì)模擬測(cè)試結(jié)果，對(duì)模擬測(cè)試性能參數(shù)及誤差進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。認(rèn)真觀察和分析系統(tǒng)中出現(xiàn)問(wèn)題，并想措施進(jìn)行改善。實(shí)物圖6-1所表示圖6-1系統(tǒng)實(shí)物圖6.2測(cè)試數(shù)據(jù)接通電源，按下電源開關(guān)，等候GSM初始化，等到LCD液晶屏顯示：GSMInitOK后，說(shuō)明GSM初始化完成，就能夠?qū)Ω鱾€(gè)模塊進(jìn)行測(cè)試。（1）對(duì)煙霧傳感器器進(jìn)行測(cè)試，用打火機(jī)對(duì)著煙霧傳感器放氣或點(diǎn)火，能夠看見(jiàn)LCD液晶顯示器上顯示煙霧傳感器報(bào)警而且蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲而且GSM通信模塊向三位住戶發(fā)短信，結(jié)果如表6-1所表示。表6-1煙霧傳感器測(cè)試結(jié)果測(cè)試類型測(cè)試次數(shù)是否報(bào)警是否誤報(bào)或漏報(bào)打火機(jī)放氣5是否打火機(jī)點(diǎn)火5是否（2）對(duì)人體紅外傳感器進(jìn)行測(cè)試，因?yàn)榧t外傳感器通常監(jiān)測(cè)范圍是7米左右，所以我們針對(duì)1-7米范圍進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表6-2所表示。表6-2人體紅外傳感器測(cè)試結(jié)果測(cè)試距離（米）測(cè)試次數(shù)（次）檢測(cè)到有些人百分比是否有漏報(bào)誤報(bào)情況15100%否25100%否35100%否45100%否55100%否65100%否75100%否（3）對(duì)溫度傳感器進(jìn)行測(cè)試，因?yàn)橄募練鉁赜袝r(shí)已經(jīng)達(dá)成40°C,所以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)把溫度傳感器監(jiān)測(cè)溫度上限設(shè)置為50°C，當(dāng)溫度傳感器監(jiān)測(cè)到室內(nèi)溫度超出50°C時(shí)，蜂鳴器會(huì)發(fā)出警報(bào)聲，同時(shí)GSM通訊模塊發(fā)出報(bào)警短信，測(cè)試結(jié)果以下表6-3所表示。表6-3溫度傳感器測(cè)試結(jié)果測(cè)試次數(shù)測(cè)試溫度(°C)是否報(bào)警是否誤報(bào)或漏報(bào)第一次15.3否否第二次26.5否否第三次37.8否否第四次44.3否否第五次50.8是否（4）對(duì)緊急呼救按鍵測(cè)試，現(xiàn)在大多人全部為上班族，在家中通常是留在家里來(lái)人或小孩。當(dāng)老人或孩子獨(dú)自留在家中時(shí)，一旦發(fā)生突發(fā)情況，輕則受傷，重則失去性命。所以設(shè)置一個(gè)緊急呼救按鍵是很有必需，當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)立即按下緊急按鍵，蜂鳴器立即回發(fā)出警報(bào)，而且GSM通訊模塊會(huì)發(fā)出求救短信。緊急呼救按鍵測(cè)試結(jié)果以下表6-4所表示。表6-4緊急呼救按鍵測(cè)試結(jié)果測(cè)試次數(shù)（次）按鍵按下或彈上是否報(bào)警是否誤報(bào)或漏報(bào)5按下是否5彈上否否6.3測(cè)試結(jié)果分析依據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)看出，此次設(shè)計(jì)家庭緊急呼救系統(tǒng)能夠有效對(duì)家庭出現(xiàn)多種異常情況正確發(fā)出警報(bào)，而且能夠立即經(jīng)過(guò)GSM模塊向住戶發(fā)送報(bào)警短信，表現(xiàn)出本系統(tǒng)可靠性和有效性。6.4本章小結(jié)本章關(guān)鍵對(duì)系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果及分析進(jìn)行敘述。介紹了測(cè)試方案，經(jīng)過(guò)圖片介紹了各個(gè)元器件在設(shè)計(jì)實(shí)物中位置，經(jīng)過(guò)表格形式說(shuō)明了測(cè)試結(jié)果和直觀顯示了測(cè)試數(shù)據(jù)，對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析。第7章總結(jié)和展望7.1總結(jié)經(jīng)過(guò)堅(jiān)持不懈努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)匯報(bào)全部已經(jīng)完成?；仡^想想開始選題時(shí)候擔(dān)心，現(xiàn)在或許有些能了解。畢業(yè)設(shè)計(jì)需要利用到多種軟件和硬件輔助完成，單靠以前學(xué)習(xí)知識(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，不過(guò)越努力越幸運(yùn)，經(jīng)過(guò)大量書籍查閱學(xué)習(xí)，最終完成選題，元器件選擇和購(gòu)置，原理圖繪制，焊接，調(diào)試，寫設(shè)計(jì)匯報(bào)。經(jīng)過(guò)此次設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，大大提升了自己動(dòng)手能力和獨(dú)立思索能力和問(wèn)題分析和處理能力，而且還積累了大量專業(yè)知識(shí)。此次設(shè)計(jì)是用AT89S52單片機(jī)控制家庭智能緊急呼救系統(tǒng)，方案設(shè)計(jì)基礎(chǔ)正確，各個(gè)功效模塊效果也基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)利用了煙霧傳感器、溫度傳感器、人體紅外傳感器，緊急呼救按鍵等模塊，一定程度上提升家庭住宅安全性和智能化。即使完成了設(shè)計(jì)，不過(guò)因?yàn)閷I(yè)知識(shí)積累不夠和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，此次設(shè)計(jì)也存在不夠完善地方，懇請(qǐng)老師們諒解。7.2展望本設(shè)計(jì)即使基礎(chǔ)達(dá)成了家庭智能緊急呼救系統(tǒng)基礎(chǔ)功效，不過(guò)只是作為一個(gè)設(shè)計(jì)嘗試，要是實(shí)用起來(lái)還是有很多不足，距離產(chǎn)品化更是還有很大差距。不過(guò)本設(shè)計(jì)能表示未來(lái)家庭智能緊急呼救系統(tǒng)雛形，伴隨科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，家庭智能緊急呼救系統(tǒng)這種家庭安防系統(tǒng)肯定會(huì)得到應(yīng)用而且普遍化，大眾化，最終會(huì)應(yīng)用在每家每戶，成為家庭真正“衛(wèi)士”。本設(shè)計(jì)關(guān)鍵是針對(duì)系統(tǒng)全方面化和人性化，利用多種傳感器模塊，緊急呼救按鍵和GSM通信模塊。不過(guò)伴隨科技發(fā)展和大家生活水平提升，家庭智能緊急呼救系統(tǒng)肯定需要不停升級(jí)完善，原有監(jiān)測(cè)設(shè)備不再能滿足大家對(duì)家庭安防系統(tǒng)期待。現(xiàn)在市場(chǎng)上有門禁系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)，甚至已經(jīng)有遠(yuǎn)端醫(yī)療看護(hù)系統(tǒng)推出，這些系統(tǒng)最終將會(huì)和家庭智能緊急呼救系統(tǒng)整合在一起，真正形成一套完整智能化家庭安防系統(tǒng)，全方位保障住戶安全。致謝參考文件[1]趙文博,劉文濤.單片機(jī)語(yǔ)言C51程序設(shè)計(jì).人民郵電出版社，：33-34[2]王秋爽.單片機(jī)開發(fā)基礎(chǔ)和經(jīng)典設(shè)計(jì)實(shí)例[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，：94-96[3]賈石峰.傳感器原理和傳感器技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，：20-24[4]譚浩強(qiáng).C程序設(shè)計(jì)[M].第3版.北京：清華大學(xué)出版社，：66-67[5]閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].第5版.北京：高等教育出版社，：101-103[6]童詩(shī)白，華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，第4版，：41-43[7]王東峰等.單片機(jī)C語(yǔ)言應(yīng)用100例[M].北京：電子工業(yè)出版社,：102-104[8]陳海宴.51單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社,：50-53

[9]胡漢才.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社,1996：66-47[10]高稚允,高岳.光電檢測(cè)技術(shù)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社.1983：107-110[11]鐘富昭等.8051單片機(jī)經(jīng)典模塊設(shè)計(jì)和應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社,：131-135[12]李平等.單片機(jī)入門和開發(fā)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,：19-22[13]梁森,王侃夫,黃杭美.自動(dòng)檢測(cè)和轉(zhuǎn)換技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,：111-113[14]楊清梅,孫建民.傳感器和測(cè)試技術(shù)[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社,：106-108[15]康華光.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社,：55-57[16]高吉祥.全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)系列教程[M].北京：電子工業(yè)出版社,：104-105[17]李增國(guó).傳感器和檢測(cè)技術(shù)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版,：90-93

[18]秦龍.MSP430單片機(jī)常見(jiàn)模塊和綜合系統(tǒng)實(shí)例精講[M].北京：電子工業(yè)出版社,：71-73[19]宋文緒,楊

帆.自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,：39-41

[20]YeagerBrent.Howtotroubleshootyourelectronicscale[J].PowderandBulkEngineering，1995：23-25附錄1系統(tǒng)原理圖：附錄2主程序代碼/* 溫度，紅外，煙霧，緊急呼救GSM發(fā)送報(bào)警*/#include"stdio.H"#include"string.H"#include"stdlib.H"#include"reg52.H"#include"intrins.h"#include"lcd12864.h"#include"DS18B20.h"#include"timer0.h"#include"key.h"#include"gsm.h"#include"uart.h"/* BIT位定義*/#defineBIT0 (1<<0) #defineBIT1 (1<<1) #defineBIT2 (1<<2)#defineBIT3 (1<<3)#defineBIT4 (1<<4)sbitHW = P2^0; //紅外接口sbitSMOKE = P2^6; //煙霧接口sbitBEEP=P2^5; //蜂鳴接口unsignedcharSosFlag=0; //緊急呼叫變量unsignedcharAdminFlag=0; //為1時(shí)系統(tǒng)報(bào)警開unsignedcharAlarmFlag=0; //BIT0,1,2,3分別代表不一樣報(bào)警位unsignedcharGSM_Flag=0; //0未發(fā)送報(bào)警短信,1發(fā)送過(guò)了unsignedinttvalue=0; //系統(tǒng)目前溫度值unsignedintAlarmTemp=500; //報(bào)警溫度值structtimerLCD_Timer;structtimerDS18B20_Timer;structtimerGSMTimer; /* 目標(biāo)電話號(hào)碼（吳）*/unsignedchar*pPhoneNum1="0039";/* 目標(biāo)電話號(hào)碼*///unsignedchar*pPhoneNum1="00370035";/* 目標(biāo)電話號(hào)碼*/unsignedchar*pPhoneNum2="0034";/* 目標(biāo)電話號(hào)碼*/unsignedchar*pPhoneNum3="";/* 短信內(nèi)容:家里火災(zāi)報(bào)警請(qǐng)注意*/unsignedchar*pMessage1="5BB65EAD706B707E8B6662A5FF0C8BF76CE8610FFF01";/* 短信內(nèi)容:家里防盜報(bào)警請(qǐng)注意*/unsignedchar*pMessage2="5BB65EAD963276D78B6662A5FF0C8BF76CE8610FFF01";/* 短信內(nèi)容:家里溫度報(bào)警請(qǐng)注意*/unsignedchar*pMessage3="5BB65EAD6E295EA68B6662A5FF0C8BF76CE8610FFF01";/* 短信內(nèi)容:親人緊急呼求請(qǐng)注意*/unsignedchar*pMessage4="4EB24EBA7DC6551FF0C8BF76CE8610FFF01";/* MS級(jí)延時(shí)函數(shù)*/voiddelay_ms(unsignedintms){ unsignedinti; while(ms--) { for(i=0;i<1100;i++); }}/* 蜂鳴器滴滴*/voidBeep(){// BEEP=!BEEP;// delay_ms(100); BEEP=0;} /* 在(x,y)位置上顯示溫度*/voidLCD_Display_Temp(){ unsignedcharbuffer[9]={0}; tvalue=DS18B20_ReadTemp(); if(tvalue/1000!=0){buffer[0]=tvalue/100+0X30;}else{buffer[0]='';}buffer[1]=tvalue%1000/100+0X30;buffer[2]=tvalue%100/10+0X30;buffer[3]='.';buffer[4]=tvalue%10+0X30; strcat(buffer,"℃"); LCD_ShowString_GB2312(1,48,buffer);}/* 發(fā)送報(bào)警短信,1,2,3,4分別表示不一樣報(bào)警情況*/voidSend_Alarm_Message(charmode){ if(GSM_Flag==0) { if(mode==4) //緊急呼叫報(bào)警 { GSM_SendPduMessage(pPhoneNum1,pMessage4); delay_ms(10000); GSM_SendPduMessage(pPhoneNum2,pMessage4); delay_ms(10000); GSM_SendPduMessage(pPhoneNum3,pMessage4); delay_ms(10000); } if(mode==3) //溫度報(bào)警 { GSM_SendPduMessage(pPhoneNum1,pMessage3); delay_ms(10000); GSM_SendPduMessage(pPhoneNum2,pMessage3); delay_ms(10000); GSM_SendPduMessage(pPhoneNum3,pMessage3); delay_ms(10000); } if(mode==2) //防盜報(bào)警 { GSM_SendPduMessage(pPhoneNum1,pMessage2); delay_ms(10000); GSM_SendPduMessage(pPhoneNum2,pMessage2); delay_ms(10000); GSM_SendPduMessage(pPhoneNum3,pMessage2); delay_ms(10000); } if(mode==1) //火災(zāi)報(bào)警 { GSM_SendPduMessage(pPhoneNum1,pMessage1); delay_ms(10000); GSM_SendPduMessage(pPhoneNum2,pMessage1); delay_ms(10000); GSM_SendPduMessage(pPhoneNum3,pMessage1); delay_ms(10000); } GSM_Flag=1; timer_restart(&GSMTimer); } }/**************************************** 主函數(shù) /****************************************/voidmain(void){ charkey_value=0; timer_set(&LCD_Timer,CLOCK_SECOND/5); timer_set(&DS18B20_Timer,CLOCK_SECOND/2); timer_set(&GSMTimer, CLOCK_SECOND*10); DS18B20_ReadTemp(); //跳過(guò)溫度不穩(wěn)定狀態(tài) DS18B20_ReadTemp(); DS18B20_ReadTemp(); LCD_Init(); LCD_Clear(); LCD_ShowString_GB2312(1,32,"GSM初始化"); UART_Init(); GSM_Init(TEXT); //初始化GSM為TEXT模式 LCD_ShowString_GB2312(1,1,"溫度:"); LCD_ShowString_GB2312(3,1,"紅外:"); LCD_ShowString_GB2312(5,1,"煙霧:"); LCD_ShowString_GB2312(7,1,"緊急:"); Timer0_Init(); if(AdminFlag)LCD_ShowString_GB2312(7,112,"開"); elseLCD_ShowString_GB2312(7,112,"關(guān)"); while(1) { key_value=KEY_Get();switch(key_value){case1:{ AdminFlag=++AdminFlag%2; if(AdminFlag)LCD_ShowString_GB2312(7,112,"開"); elseLCD_ShowString_GB2312(7,112,"關(guān)"); break;}case2:{ SosFlag=++SosFlag%2; if(SosFlag)LCD_ShowString_GB2312(7,48,"呼救"); elseLCD_ShowString_GB2312(7,48,"監(jiān)測(cè)");break;} default:break;} //GSM發(fā)送短信定時(shí)器,10S發(fā)一次 if(timer_expired(&GSMTimer)) { if(GSM_Flag)GSM_Flag=0; timer_reset(&GSMTimer); } //讀取溫度 if(timer_expired(&DS18B20_Timer)){ LCD_Display_Temp(); //溫度報(bào)警 if(tvalue>AlarmTemp){ AlarmFlag|=BIT2; } else{ AlarmFlag&=~BIT2; } if(HW){ //紅外報(bào)警 AlarmFlag|=BIT0; LCD_ShowString_GB2312(3,48,"有些人"); } else{ AlarmFlag&=~BIT0; LCD_ShowString_GB2312(3,48,"監(jiān)測(cè)"); } if(SMOKE==0){ //煙霧報(bào)警 AlarmFlag|=BIT1; LCD_ShowString_GB2312(5,48,"火災(zāi)"); } else{ AlarmFlag&=~BIT1; LCD_ShowString_GB2312(5,48,"監(jiān)測(cè)"); } timer_reset(&DS18B20_Timer); } if(AdminFlag) { if(AlarmFlag)Beep(); if(SosFlag){ Send_Alarm_Message(4); } if(AlarmFlag&BIT0){ //紅外報(bào)警 BEEP=0; //發(fā)送報(bào)警短信 Send_Alarm_Message(2); } elseif(AlarmFlag&BIT1){ //煙霧報(bào)警 BEEP=0; //發(fā)送報(bào)警短信 Send_Alarm_Message(1); } elseif(AlarmFlag&BIT2) //溫度報(bào)警 { BEEP=0; Send_Alarm_Message(3); } else { BEEP=1; } } else { BEEP=1; } } } GSM模塊驅(qū)動(dòng)程序 硬件平臺(tái):STC12C5A11.0592MHz波特率9600 只需調(diào)用三個(gè)函數(shù)即可輕松收發(fā)短信 1.GSM_Init(); 2.GSM_SendMessage(unsignedchar*PhoneNum,unsignedchar*Message); 3.GSM_RecvMessage(unsignedchar*MessageBuf,unsignedintLength);*/#include<reg52.h>#include<string.h>#include<stdlib.h>#include"AT_Cmd.h"#include"uart.h"#include"lcd12864.h"/*函數(shù)功效：發(fā)送漢字短信入口參數(shù)：PhoneNum——指向電號(hào)話號(hào)字符串((unicode編碼)) Message——指向消息內(nèi)容指針((unicode編碼))出口參數(shù)：無(wú)返回值：0——發(fā)送 1——發(fā)送失敗*/unsignedcharGSM_SendPduMessage(unsignedchar*PhoneNum,unsignedchar*Message){ unsignedcharPhoneNum_Buffer[128]={0}; AT_DataInit(); strcpy(PhoneNum_Buffer,"AT+CMGS=\""); //發(fā)送AT+CMGS="XXX" strcat(PhoneNum_Buffer,PhoneNum); strcat(PhoneNum_Buffer,"\"\r"); UART_SendStr(PhoneNum_Buffer); //發(fā)送目標(biāo)電話號(hào)碼 if(AT_SmsReady()) //發(fā)送短信就緒 { UART_SendStr(Message); //發(fā)送短信內(nèi)容 UART_SendByte(CTRL_Z); //發(fā)送0X1A UART_SendByte(CTRL_Z); //發(fā)送0X1A return0; } return1; //短信發(fā)送失敗 }/* LCD12864驅(qū)動(dòng)*/#include<reg52.H>#include<intrins.h>sbitLCD_CS=P0^0;//接口定義:LCD_CS就是LCDCSsbitLCD_RESET=P0^1;//接口定義:LCD_RESET就是LCDRESETsbitLCD_RS=P0^2;//接口定義:LCD_RS就是LCDRS,也叫“CD”sbitLCD_SDA=P0^3;//接口定義:LCD_SDA就是LCDSDAsbitLCD_CLK=P0^4;//接口定義:LCD_CLK就是LCDSCLKsbitRom_CS=P0^5;//字庫(kù)IC接口定義Rom_CS就是字庫(kù)ICCS#sbitRom_SCK=P0^6;//字庫(kù)IC接口定義:Rom_SCK就是字庫(kù)ICSCKsbitRom_OUT=P0^7;//字庫(kù)IC接口定義:Rom_OUT就是字庫(kù)ICSOsbitRom_IN=P2^7;//字庫(kù)IC接口定義:Rom_IN就是字庫(kù)ICSI//延時(shí)voiddelayms(unsignedintn_ms){ intj,k; for(j=0;j<n_ms;j++) for(k=0;k<110;k++);}//短延時(shí)voiddelay_us(intn_us){ intj,k; for(j=0;j<n_us;j++) for(k=0;k<1;k++);}//顯示128x64點(diǎn)陣圖像voidLCD_ShowPicture(unsignedchar*dp){ unsignedchari,j; for(j=0;j<8;j++) { LCD_WriteAddress(j+1,1); for(i=0;i<128;i++) { LCD_WriteData(*dp); //寫數(shù)據(jù)到LCD,每寫完一個(gè)8位數(shù)據(jù)后列地址自動(dòng)加1 dp++; } }}//顯示16x16點(diǎn)陣圖像、漢字、生僻字或16x16點(diǎn)陣其它圖標(biāo)voidLCD_Show16x16(unsignedcharpage,unsignedcharcolumn,unsignedchar*dp){ unsignedchari,j; for(j=0;j<2;j++) { LCD_WriteAddress(page+j,column); for(i=0;i<16;i++) { LCD_WriteData(*dp); //寫數(shù)據(jù)到LCD,每寫完一個(gè)8位數(shù)據(jù)后列地址自動(dòng)加1 dp++; } }}//顯示8x16點(diǎn)陣圖像、ASCII,或8x16點(diǎn)陣自造字符、其它圖標(biāo)voidLCD_Show8x16(unsignedcharpage,unsignedcharcolumn,unsignedchar*dp){ unsignedchari,j; for(j=0;j<2;j++) { LCD_WriteAddress(page+j,column); for(i=0;i<8;i++) { LCD_WriteData(*dp); //寫數(shù)據(jù)到LCD,每寫完一個(gè)8位數(shù)據(jù)后列地址自動(dòng)加1 dp++; } }}//顯示5X8點(diǎn)陣圖像、ASCII,或5x8點(diǎn)陣自造字符、其它圖標(biāo)voidLCD_Show5x8(unsignedcharpage,unsignedcharcolumn,unsignedchar*dp){ unsignedchari; LCD_WriteAddress(page,column); for(i=0;i<6;i++) { LCD_WriteData(*dp); dp++; } }/* STC89C52RCUART驅(qū)動(dòng)模塊 注:外部晶振11.0592MHz9600bps*/#include"STC12C5A.h"#include<string.h>#include"uart.h"/*功效描述:串口初始化函數(shù)參數(shù):無(wú)返回說(shuō)明:無(wú)*/voidUART_Init() { PCON&=0x7F; SCON=0x50; AUXR&=0xBF; AUXR&=0xFE; SCON=0x50; //8位數(shù)據(jù)可變波特率 TMOD&=0x0F; TMOD|=0x20; //定時(shí)器1,8位自動(dòng)重裝模式 TL1=0xFD; //9600bps TH1=0xFD; ET1=0;TI=0;PS=1; //串口中止優(yōu)先級(jí)最高 REN=1; //使能接收 ES=1; //打開串口中止 EA=1; //打開總中止 TR1=1;}/*功效描述:串口發(fā)送字符串函數(shù)參數(shù):s——指向字符串指針(字符串以'\0'結(jié)尾)返回說(shuō)明:無(wú)注：假如在字符串結(jié)尾有'\n'，則會(huì)發(fā)送一個(gè)回車換行*/voidUART_SendStr(char*s){ while(*s!='\0') { if(*s=='\n') { UART_SendEnter(); } else { UART_SendByte(*s); } s++; }}/*功效描述:串口中止服務(wù)程序函數(shù)參數(shù):返回說(shuō)明:*/externvoidAT_RecvProcess(unsignedcharbyte);unsignedchartmp;voidUART_IRQHander()interrupt4{ EA=0; //關(guān)中止預(yù)防接收數(shù)據(jù)過(guò)程被打斷 if(RI) { RI=0; tmp=SBUF; AT_RecvProcess(tmp); //接收字符傳入AT指令處理函數(shù) } EA=1; //開中止 }/*