基于GSM的报警系统设计毕业论文.doc

一硬件总体设计硬件整体设计主要由五部分组成：MCU单元，指示电路，报警信号输入电路，GSM通信模块接口部分，电源部分。硬件设计原理框图见图1。图1硬件设计原理框图1.1MCU中央控制部分（1）MCU的选用AT89S51是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含4kbytes的可反复擦写的只读程序存储器（FLASHROM）和256bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，内置功能强大的微型计算机的AT89S52提供了高性价比的解决方案。（2）控制系统的主要功能1）处理传感器采集到的报警信息，对各种报警信号进行综合判断，确定警情，从而做出正确的判断。2）与GSM模块建立通讯，完成对GSM模块的初始化以及报警系统的个性化设置。3）完成单片机系统与GSM模块之间的数据协议转换，包括将报警信息转换成符合SMS协议的数据格式并传递给GSM模块进行发送，以及将GSM模块收到的短信控制命令转换成相应的控制信号。1.2指示电路部分GSM接口报警信号输入电源部分MCU指示电路采用四个LED发光管来指示整个系统的工作状态，其中一个为电源指示，一个为GSM与MCU成功建立连接指示，一个为传感器有信号输入指示，一个为短信发送成功指示。1.3报警信号输入接口电路报警信号输入接口电路主要是用于引入有传感器发出的信号。这里传感器可以是多种的。但是必须注意的是，无论是什么传感器，必须转换成开关信号之后才能送到单片机里面。1.4GSM通信模块接口部分虽然整个系统设计主要按照3.3V接口进行设计，然而像RS485电路的输入、输出需要5V电平，同时GSM终端需要向用户提供TTL电平的串口输出。因此需要进行5V3.3V或者3.3V5V的电平转换。我们选用MAX232电平转换电路实现了电平的相互转换，电路如图2所示。图2电平转换电路RS-232是由美国电子工业协会（EIA）正式公布的、在异步串行通讯中应用最广的标准总线。它包括了按位串行传输率和机械方面的规定。适合短距离或带调制解调器的通讯场合。它不仅已经被内置于每台PC，而且已被内置于从微控制器到主机的多种类型的电脑和与它们连接的设备。你也可以将RS-232用在任何类型得计算机之间的简单连接中，它是一个被广泛使用的接口之一。目前，国内已经开始使用的GSM模块有Falcom的A2D系列、Wavecome的WMO2系列、西门子的TC35系列、爱立信的DM10/DM20系列、中兴的ZXGM18系列等，而且这些模块的功能、用法差别不大。其中西门子的TC35系列模块性价比很高，并且已经有国内的无线电设备入网证。所以本设计选用的是西门子TC35系列的TC35i。这是西门子推出的最新的无线模块，功能上与TC35兼容，设计紧凑，大大缩小了用户产品的体积。TC35i与GSM2/2+兼容、双频(GSM900/GSMl800)、RS232数据口、符合ETSI标准GSM0707和GSM0705，且易于升级为GPRS模块。该模块集射频电路和基带于一体，向用户提供标准的AT命令接口，为数据、语音、短消息和传真提供快速、可靠、安全的传输，方便用户的应用开发及设计。TC35i有40个引脚，通过一个ZIF(ZeroInsertionForce，零阻力插座)连接器引出。这40个引脚可以划分为5类，即电源、数据输入/输出、SIM卡、音频接口和控制。第114脚为电源部分：15为电源电压输入端Vbatt+，610为电源地GND，11、12为充电引脚，13为对外输出电压(共外电路使用)，14为ACCU-TEMP接负温度系数的热敏电阻。2429为SIM卡引脚，分别为CCIN、CCRST、CCIO、CCCLK、CCVCC和CCGND。3340为语音接口，用来接电话手柄。15、30、31和32脚为控制部分：15为点火线IGT(Ignition)，当TC35i通电后必须给IGT一个大于100ms低电平，模块才启动；30为RTCbackup，31为Powerdown，32为SYNC。16-23为数据输入/输出，分别为DSR0、RING0、RxD0、TxD0、CTS0、RTS0、DTR0和DCD0。1.5系统供电部分为了保证系统运行的安全性，要给电路提供稳定的5V电源。GSM模块要用专用电源。二系统软件设计2.1下位机软件组成程序主流程图如图2所示。图3中的个人参数设置主要用来设定用户用作报警的电话、个性化报警短信文字等，既可以用计算机通过串口进行设置，也可以通过手机短信的方式设置。参数中有个人密码项，一旦设定，整个系统只受密码持有者控制。软件的一项重要工作是协议转换，GSM模块以及手机支持的是GSM协议，要想使得单片机能够控制GSM模块的短信收发，必须将相应的控制指令、报警状态等数据转换为相关格式，例如，手机短信支持的PDU或Unicode码格式。终端系统设计的核心部分是单片机与GSM无线模块的通信，串口通信与AT命令的设置和使用是程