基于单片机的多功能语音提示门的设计与研究【自动化毕业论文开题报告外文翻译说明书】.zip
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毕 业 设 计（论 文）任 务 书1本毕业设计（论文）课题应达到的目的： 通过毕业设计，使学生受到电气工程师所必备的综合训练，在不同程度上提高各种设计及应用能力，具体包括以下几方面：1. 调查研究、中外文献检索与阅读的能力。2. 综合运用专业理论、知识分析解决实际问题的能力。3. 定性与定量相结合的独立研究与论证的能力。4. 实验方案的制定、仪器设备的选用、安装、调试及实验数据的测试、采集与分析处理的能力。5. 设计、计算与绘图的能力，包括使用计算机的能力。6. 逻辑思维与形象思维相结合的文字及口头表达的能力。7. 撰写设计说明书或论文的能力。 2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 1、本设计应用单片机设计多功能语音提示门，要求： 提示关紧门窗，水电等检测家中的可燃气体的浓度，超过一定的浓度的时候，能够通过声光等方式以及发送短信进行提示。家人通过提前录好的语音，在离开后可以通过短信控制，对家中的人进行提醒。当家里来人了，可以发出“欢迎光临xx家”，表现出主人的热情好客。或者是夫妻间互相留言，表现出夫妻间的体贴。2.设计系统的硬件电路和软件程序，包括详细的硬件设备配置，系统连接，程序调试等详细步骤； 3.最终完成一篇符合金陵科技学院毕业论文规范的系统技术文档，包括各类技术资料，电路图纸，程序等； 4.系统要有实际的硬件展示，并能够通电运行； 5.能够完成各项任务，参加最后的毕业设计答辩。毕 业 设 计（论 文）任 务 书3对本毕业设计（论文）课题成果的要求包括图表、实物等硬件要求： 1.按期完成一篇符合金陵科技学院论文规范的毕业设计说明书（毕业论文），能详细说明设计步骤和思路；2.能有结构完整，合理可靠的技术方案；3.能有相应的电气部分硬件电路设计说明；4.有相应的图纸和技术参数说明。5.要求多功能语音提示门控制系统能在实验室现有的设备基础上调试成功，并在答辩时完成实际系统展示。4主要参考文献： 1张毅,唐红.用ISD器件实现现场语音分段录音与随机组合放音J.电子技术应用,2002,(3):60-62.2万光毅.单片机实验与实践教程M.北京:北京航空航天大学出版社,2002.3张友德.单片微型机原理、应用与实践M.上海:复旦大学出版社,1998.4王福瑞.单片机测控系统设计大全M.北京:北京航空航天大学出版社,2002.5 吴睿鸫. 应给公交超载规定上限J. 运输经理世界,2008,(06):87.6 张常年.ISD4004语音芯片的工作原理及智能控制系统中的应用J.电子元件与材料,2001,(6):22 - 23 ,27.7 俞锫,李俊梅.拾音技术M.北京:中国广播电视出版社,2003.8 康华光.电子技术基础M.北京：高等教育出版社,2005.9 詹新明, 黄南山.语音识别技术研究进展J.现代计算机(专业版),2009. 10 刘华平.语音信号端点检测方法综述及展望J.计算机应用研究,2008,(08).11马忠梅,张凯.单片机的C语言应用程序设计M.北京:北京航空肮天大学出版社,1998:1-2212侯玉宝.基于Proteus的51系列单片机设计与仿真M.北京：电子工业出版社，2008.13张毅刚，彭喜元.单片机原理及接口技术M.北京：人民邮电出版社，2008.14曾光宇.现代传感器技术与应用基础M.北京：北京理工大学出版社，2001.15赵亮.液晶显示模块LCD1602应用J.电子制作，2011（7）：89-91.毕 业 设 计（论 文）任 务 书5本毕业设计（论文）课题工作进度计划：起 讫 日 期工 作 内 容2015.11.102015.12.13调研、收集相关资料、对学生进行初步辅导，拟题、选题、填写任务书。2015.12.152015.12.31学生查看任务书，为毕业设计的顺利完成，进行前期准备。12月31日前正式下发任务书。12月21日两个系提交专业选题分析总结（撰写要求详见对内通知中附件2）2016.01.092016.04.05学生在指导教师的具体指导下进行毕业设计创作；拟定论文提纲或设计说明书（下称文档）提纲；撰写及提交开题报告、外文参考资料及译文、论文大纲； 在2016年4月5日前学生要提交基本完成的毕业设计创作成果以及文档的撰写提纲，作为中期检查的依据。指导教师指导、审阅，定稿由指导教师给出评语，对论文主要工作未通过的学生下发整改通知。2016.04.062016.04.10提交中期课题完成情况报告给指导教师审阅；各专业组织中期检查（含毕业设计成果验收检查）。2016.04.112016.05.10进行毕业设计文档撰写；2016年5月8日为学生毕业设计文档定稿截止日。2016年5月9日-13日，指导教师和评阅教师通过毕业设计（论文）管理系统对学生的毕业设计以及文档进行评阅，包括打分和评语。5月1日前，做好答辩安排，通知学生回校进行答辨2016.05.142016.05.15查看答辩安排，毕业设计（论文）小组答辩2016.05.162016.05.29对未通过答辨的学生进行二次答辨完成毕业设计的成绩录入2016.05.302016.06.07根据答辩情况修改毕业设计（论文）的相关材料，并在毕业设计（论文）管理系统中上传最终稿，并且上交纸质稿。2016年6月7日为学生毕业设计文档最终稿提交截止日。2016.06.072016.06.30各系提交本届毕业设计（论文）的工作书面总结及相关材料。所在专业审查意见：通过负责人： 2015 年 12 月21 日 毕 业 设 计（论文） 开 题 报 告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写不少于1000字左右的文献综述： 一 论文研究的背景，意义和内容背景：随着中国经济的发展，各个行业的自动化水平和智能化水平有了很大的提高。可是，中国传统意义上的门，却没有相应的提高，而且，现在城市生活节奏很快，人们在离开家的时候往往是很匆忙的，可能会忽略一些较为重要的事情。因而，这个方案得以提出！意义：在如今农业、工业、生活、军事等各个方面都向自动化、智能化、数字化发展。为了适应时代的发展，电子技术发展迅猛。自动化、智能化、数字化的实现方式多种多样，从而产生了很多设计工具。单片机就是其中之一，它正朝着高性能和多品种方向发展，卓越的性价比受到设计者的欢迎。本次设计的提出到实践，讲给我国的门窗行业带来新的活力，带来巨大的革新。内容：本设计应用单片机设计多功能语音提示门 1.提示关紧门窗，水电等 2.检测家中的可燃气体的浓度，超过一定的浓度的时候，能够通过声光等方式以及发送短信进行提示。 3.家人通过提前录好的语音，在离开后可以通过短信控制，对家中的人进行提醒。 4.当家里来人了，可以发出“欢迎光临xx家”，表现出主人的热情好客。或者是夫妻间互相留言，表现出夫妻间的体贴。 二 国外研究的概况以及发展的趋势目前，我国门窗市场上的产品按材质可分为：木材、钢材、铝合金、塑料和玻璃。建筑门窗行业是建筑行业重要的组成部分，也是贯彻国家建筑节能政策的攻关重点。在建筑节能政策的推动下，玻璃钢节能门窗、铝塑复合节能门窗等一大批新型环保节能门窗涌现出来，建筑门窗市场异常火热。我国门窗制造企业较多，据前瞻产业研究院发布的2015-2020年中国金属门窗行业发展前景与投资预测分析报告数据显示，截至2013年，我国门窗行业规模以上企业有3494家。从销售、资产及利润集中度来看，门窗行业市场近年来一直表现为原子型的市场结构。近五年来，行业销售增长率均在10%以上，2012年和2013年的行业销售增长率分别为12.78%和21.52%。从竞争数量、行业集中度、行业增长率分析现有企业的竞争情况。分析可得，近年来，中国门窗行业迅速成长，已经完全发展成为一个竞争激烈的行业。我国门窗业发展趋势分为高端定位和个性定制两种趋势。高端定位：消费者对高端门窗产品的需求与期望越来越高。2015年，高端门窗产品的触角已经延伸至众多消费者面前。2016年将至，未来的门窗市场需求将逐渐向高端集结，高端门窗产品的销量与增长速度也会平稳向前发展。个性定制：2014年家居市场低迷，定制行业却闯出了一片“新天地”。2015年行业定制也是一路进军。据媒体公开数据统计，每年国内市场定制总额已达600-800亿元，未来的市场份额还将增大;定制家居市场潜力无限。2016年既是中国经济触底的一年，也是触底反弹的一年，相信门窗定制的进军之途必将汇集各路人马。三、参考文献 1张毅,唐红.用ISD器件实现现场语音分段录音与随机组合放音J.电子技术应用,2002,(3):60-62. 2万光毅.单片机实验与实践教程M.北京:北京航空航天大学出版社,2002. 3张友德.单片微型机原理、应用与实践M.上海:复旦大学出版社,1998. 4王福瑞.单片机测控系统设计大全M.北京:北京航空航天大学出版社,2002. 5 吴睿鸫. 应给公交超载规定上限J. 运输经理世界,2008,(06):87. 6 张常年.ISD4004语音芯片的工作原理及智能控制系统中的应用J.电子元件与材料,2001,(6):22 - 23 ,27. 7 俞锫,李俊梅.拾音技术M.北京:中国广播电视出版社,2003. 8 康华光.电子技术基础M.北京：高等教育出版社,2005. 9 詹新明, 黄南山.语音识别技术研究进展J.现代计算机(专业版),2009. 10 刘华平.语音信号端点检测方法综述及展望J.计算机应用研究,2008,(08). 11马忠梅,张凯.单片机的C语言应用程序设计M.北京:北京航空肮天大学出版社,1998:1-22 12侯玉宝.基于Proteus的51系列单片机设计与仿真M.北京：电子工业出版社，2008. 13张毅刚，彭喜元.单片机原理及接口技术M.北京：人民邮电出版社，2008. 14曾光宇.现代传感器技术与应用基础M.北京：北京理工大学出版社，2001. 15赵亮.液晶显示模块LCD1602应用J.电子制作，2011（7）：89-91. 毕 业 设 计（论文） 开 题 报 告 2本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 解决的问题和拟采用的研究手段 1.本课题通过单片机编程，对相关的部分进行控制。软件达到对整个系统的控制，达到预期的目的。 2.首先采用红外感应模块，对人体进行感应，收集门附近是否有人，进而判断是否进行语音提示及提示什么内容的语音提示，如检测进入，则提示欢迎光临，如果检测到时出门，则提示注意关好门窗水电等。 3.由主控机统一设置系统气体浓度修正值。采用MQ-4 天然气传感器，检测甲烷，天然气等可燃性气体，如果检测到有这些气体，并超过了一定的安全的浓度，将会采用通过手机短信，蜂鸣器发出声音和指示灯闪烁进行提醒。 4.短信模块将会在采用发送接收短信的方式对单片机进行控制。如房间里的可燃性气体的浓度超过安全范围，将进行发送短信进行提醒；当家中的有需要语音提示的时候，也可以通过短信的形式进行操作。 5.通过查阅资料，对相关的模块在再进行优化，以达到整个系统的协调运作。 毕 业 设 计（论文） 开 题 报 告 指导教师意见：1对“文献综述”的评语：能较好的查阅相关文献，具备一定的文献查阅能力和文献综述能力，可以从文献中获得相关信息,论文研究方向比较明确，能利用文献内容基本形成自己的观点，内容比较充实。2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：本文研究目的比较明确，思路比较清晰，具有一定深度和广度，工作量适中，对论文设计合理，研究方法选用得当，毕业论文进度安排合理，要求学生给出软、硬件设计过程。3.是否同意开题： 同意 不同意 指导教师： 2016 年 02 月 19 日所在专业审查意见：同意 负责人： 2016 年 03 月 22 日目 录摘 要IIIAbstractIV1 绪论11.1课题研究的背景11.2国外研究的概况以及发展的趋势12 系统的总体设计22.1系统的设计要求22.2系统的基本组成22.3系统的工作原理33 硬件设计43.1 单片机STC89C5143.1.1单片机简介43.1.2 51系列单片机ISP技术简介43.1.3 主流单片机的区别43.1.4 STC89C51单片机引脚分布53.1.5 单片机的最小系统53.1.6 单片机的复位电路63.2 人体感应模块介绍63.2.1 热释电传感器基本知识和应用范围63.2.2热释电传感器的工作原理63.2.3热释电传感器电器参数：73.2.4 热释电传感器功能特点73.3 语音模块83.3.1单段语音录放电路-ISD1820介绍83.3.2 单段语音录放电路-ISD1820主要特性83.3.3单段语音录放电路-ISD1820使用操作83.3.5 ISD1820P芯片的典型应用电路图93.4 烟雾感应模块93.4.1 MQ-2传感器简介93.4.2模块应用93.4.4电气性能103.5 短信模块10 3.5.1概要10 3.5.2 SIM900A模块工作状态判断10 3.5.3 控制模块发送一条英文短信指令操作步骤114 系统的软件部分144.1汇编语言的介绍144.2 单片机的C51语言144.2.1 C51语言和C语言的比较144.2.2 C51语言的特点144.3 两种语言的优缺点比较155 总结165.1 总结165.2 展望16参考文献17谢辞18附录191.实物图192.源程序20III基于单片机的多功能语音提示门的设计与研究摘 要伴随着科学技术的飞速发展，现在城市生活节奏很快，人们生活压力越来越大，在离开家的时候往往是很匆忙的，可能会忽略一些较为重要的事情。人们日常生产生活用品越来越向着高端智能化方向发展。本设计是基于单片机的智能语音提示门。该系统主要是由人体感应模块，气体检测模块，语音模块及报警模块构成的自动语音提示装置。该系统的主要功能是通过软硬件结合，实现可燃性气体传感器对可燃性气体的检测，当检测值超过安全限值时，就进行报警。通过人体感应模块实现对人体的感应，当有人进入到探测范围内的时候，语音模块马上在收到单片机处理后的信号后按要求发出语音提示。整个系统结构容易实现、系统简单可靠、实用操作灵活、整体功能性强、整体实现成本低廉，有较高的性价比，较好地满足了人们日常的生活中和生产中及科研方面的需要。关键字：单片机 ，语音模块，人体感应 ，烟雾报警Design and research of multi function voice prompt door based on single chip microcomputer AbstractWith the rapid development of science and technology, the pace of urban life is very fast, people are living pressure is getting bigger and bigger, when leaving home is often in a hurry, may ignore some of the more important things. Peoples daily production and daily necessities more and more towards the direction of high-end intelligent development.This design is based on single-chip intelligent voice prompt door. The system is mainly composed of a human body induction module, a gas detection module, a voice module and an alarm module. The main function of the system is through the combination of hardware and software, the realization of combustible gas sensor for the detection of combustible gas, when the detection value exceeds the safety limit, the alarm. Through the human body induction module to realize the human body induction, when someone type into the detection range, the voice module is received in the signal after the signal processing according to the requirements of voice prompts. The whole structure of the system is easy to implement, system is simple, reliable, practical and flexible operation, strong whole function, holistic low cost, high price, better meet the needs of peoples daily life and production and scientific research.Keywords:microcomputer, voice module, human body induction, smoke alarmIV1 绪论1.1课题研究的背景随着中国经济的发展，各个行业的自动化水平和智能化水平有了很大的提高。可是，中国传统意义上的门，却没有相应的提高，而且，现在城市生活节奏很快，人们在离开家的时候往往是很匆忙的，可能会忽略一些较为重要的事情。因而，这个方案得以提出！当今时代，农业生产、工业制造、日常生活、国防建设等各个方面都朝着控制自动化、人工智能化、大数据方向发展。电子技术的迅猛发展，就是电子时代来临的标识。控制自动化、人工智能化、大数据化的实现方法种类繁多，从而出现了很多设计生产的工具。，单片机就是其中采用的越来越多的主要方式之一，它的出现使越来越多的生产方式朝着高性能和多种类的方向发展，优良的性价比让它受到很多电子设计者的青睐。本次设计的提出到实践，将给我国的门窗行业带来新的活力，带来巨大的革新。1.2国外研究的概况以及发展的趋势我国门窗业发展趋势分为高端定位和个性定制两种趋势。高端定位：消费者对高端门窗产品的需求与期望越来越高。2015年，高端门窗产品的触角已经延伸至众多消费者面前。2016年将至，未来的门窗市场需求将逐渐向高端集结，高端门窗产品的销量与增长速度也会平稳向前发展。个性定制：2014年家居市场低迷，定制行业却闯出了一片“新天地”。2015年行业定制也是一路进军。据媒体公开数据统计，2016年既是中国经济触底的一年，也是触底反弹的一年，相信门窗定制的进军之途必将汇集各路人马。本次设计主要涉及到对门的智能化改造，设计的主要功能如下：1. 在人们离开家的时候，进行智能化提示，例如：请记得携带钥匙，请关紧门窗水电2. 在检测到人是从门外进入到房间的时候，进行相应的提示：请随手关门，请脱鞋，请注意地面湿滑等3. 当检测到房间内有可燃性气体泄漏的时候，及时的进行有效的报警，比如：通过安装在家里的蜂鸣器进行发声报警，同时可以把报警短信发送到程序中预留的手机中，这个方面的提高极大的防止了由于无人感受到家中煤气泄漏可能引发的难以估计的损失。272 系统的总体设计2.1系统的设计要求用单片机的一个I/O口实现对烟雾气体传感器的读取，系统处在报警状态时，报警灯闪烁，蜂鸣器响。采用单段语音录放模块ISD1820对语音进行录放等操作，当采集到有人的时候，进行相应语音的播放。采用短信模块，可以在出现火情等情况下自主发送短信进行报警。2.2系统的基本组成此系统可以用在生产生活的各个方面，如家庭场所，办公场所等。采用烟雾传感器模块，人体感应模块，语音模块，短信模块等，由单片机对所采集的信号进行分析采取相应的操作。系统的基本结构如图2.1.1所示。烟雾传感器声光报警系统短信模块语音模块人体感应模块单片机图2.1.1 系统的基本架构系统各部分的主要功能如下：单片机：该部分为系统的控制核心，当气体检测模块和人体感应模块对信号进行采集时，单片机接收这些采集的数据，并且进行处理和分析。I/O口输出相应的控制信号，对应的模块根据控制信号进行相应的动作。本次设计选用的单片机是STC89C51系列单片机，由于本系统的不需要一些较为复杂的例如PWM 输出等功能，所以STC89C51系列可以满足设计的要求。气体检测模块：该模块在检测到有可燃性气体泄漏后，通过模块的处理后将相应的TTL信号传送到单片机，为单片机以后的动作提供基本的数据依据。人体感应模块：由于本系统的主要功能就是在有人要开门，关门的时候进行语音的提示，因此，人体感应模块是必不可少的主要原件，人体感应模块经过信号处理，将信号传单片机，给予单片机信号处理。语音模块：语音模块的主要作用是发出提示语音，假如单片机经过检测分析信号，按照要求播放对应的提示音。声光报警电路：在检测到有可燃气体泄漏的情况下，这个时候该电路的报警灯将点亮，同时蜂鸣器发出声响，同时对装置的设置好的预留手机号发送短信进行报警。2.3系统的工作原理人体感应模块一直持续的检测人体感应的实时工作，当在探测范围内收集到有人靠近的动作的时候，将TTL信号传送给单片机，单片机对分析并处理TTL信号，主要分析是离开家还是回到家里，随后语音模块接收到单片机的控制信号并进行相应的语音播放，提醒人们需要注意的事情。烟雾报警模块采集信号，当超过一定的数值后，该模块信号经过单片机的处理以后，单片机通过I/O口驱动声光报警电路，同时发送短信进行报警.3 硬件设计本系统主要由单片机，人体感应模块，烟雾感应模块，语音模块和报警电路构成。3.1 单片机STC89C513.1.1单片机简介单片机的全名是单片微型计算机（SingleChipMicrocomputer）。中央处理器，输入设备，输出设备是构成计算机系统的主要部件。在单片机中，将这些部件微型化的集成在同一块芯片中，虽然体积上比传统意义上的计算机系统小了很多，能耗方面也大幅降低，可是针对特定的功能，能实现很好的功能。3.1.2 51系列单片机ISP技术简介伴随科学技术的飞快发展，单片机功能方面也有了很大的提高，例如在线可编程（ISP）功能就已经被用在了单片机当中，STC89C52单片机中就已将这一项突破性的技术完美的植入到自己的系统当中。过去的单片机假如需要烧写进程序，需要专门的下载器，而下载器一般来说，就比较昂贵，假如只是做一个两个单片机程序，买一个下载器的费用显然就是浪费的了，这就体现了在线可编程功能的强大优点。ISP可以直接下载程序到单片机当中，不需要买昂贵的下载器了。下载器在烧写程序的以后，把单片机拿下来，放在要使用的功能板上，假如程序某些地方需要修改，那就要将单片机拿下了，假如要多次这样的修改，不仅对PCB板的焊盘，过孔等产生影响，甚至有的时候会损坏单片机，而ISP就可以在不需要来来回回焊接，拿下的过程，直接在PCB板上就可以对单片机的程序进行烧写，这样的突破，也大大的提高了单片机产品的开发周期。3.1.3 主流单片机的区别宏晶公司生产的STC89C51和Atmel公司生产的AT89C51是现在仍然在使用当中的采用率最高的两款功能相似的51系列产品，尽管这两款51单片机的诸多功能上差别并不是很大，但仍然还有某些细节方面的差异，主要体现在如下几个方面：1、前者具有在线编程，也就是有ISP功能，后者必须通过编程器烧录2、前者具有6T模式，速度要快些，后者是12T模式3、前者工作电压5.5V3.3V，后者是5.25V4.75V4、前者用户程序空间从4K到64K不等，可选，后者是4K5、前者集成了512或1280字节的RAM ，后者没有6、前者有3个16位定时器，后者是2个（52是3个）由于本系统的基本功能都可以由以上两款单片机实现，结合经济方面和使用性能等方面的综合考虑，我选择了STC89C52RC这款单片机。3.1.4 STC89C51单片机引脚分布STC89C51单片机有40个引脚，分列在芯片两侧，从左上角按逆时针方向排列，单片机引脚分布如图3.1.4.1所示：图3.1.4.1 单片机引脚分布3.1.5 单片机的最小系统单片机的最小系统是指让单片机工作的时候所需要的最少的元件组成的能够工作的最小系统。对最基础的51单片机而言，最小系统基本是由以下电路构成：供电电路、时钟电路、复位电路等。时钟电路是每个单片机系统必不可少的系统，时钟电路不工作，将导致整个单片机系统不工作，时钟电路工作不稳定，那么单片机在执行程序的时候就有可能出现问题。因此说他是单片机的核心心脏一点也不为过，STC89C51单片机广泛采用的时钟电路的晶振的典型参数是12MHz，由于本设计采用短信模块，在进行串口通信的时候，波特率要达到9600，这个对晶振要求较高，如果采用12M晶振，将会对传输的数据产生巨大的影响，甚至是无法与短信模块通信，因而采用的是更为精确的11.0592MHz，单片机时钟电路如图3.2所示：图3.1.5.1 晶振电路3.1.6 单片机的复位电路一般单片机在真正的运行前都需要进行复位，这个复位是很有必要的，没有复位，很可能让程序执行的时候出现偏差，甚至出现“跑飞”的情况，有了复位由于程序将由复位后的初始化的状态开始执行工作，因而可避免这些情况。单片机控制复位信号的引脚是RST，当我们采用的晶振起振后，在这个引脚上出现连续的多个周期性的高电平，使所有的元器件复位，只要在正常工作前将RST一直保持高电平，单片机就保持复位，单片机复位有两种方式，如图3.1.6.1 ,图3.1.6.2所示。 图3.1.6.1 上电复位 图3.1.6.2 人工复位3.2 人体感应模块介绍3.2.1 热释电传感器基本知识和应用范围热释电红外传感器顾名思义，它是的主要原理就是通过检测红外线，无论是人发出的，还是动物发出的，进而发出电信号。原本上世纪30年代末时候，利用热释电效应探测红外辐射的方法被某些科学家提出来，可是当时人们并没有看到它广阔的应用前景，因而并没有多少人真正认真的继续研究下去。大概又过了20多年，许多新发现的物理现象被人们用于日常产品中，这样新的环境背景下，人们又想起了热释电效应，进而逐步推广出许多热释电晶体产品的应用。现在许多自动化的产品中包含了热释电效应的应用。比如在银行门口，当有人进入到门口的时候，银行的门自动的打开，人离开以后又自动的关闭，这里面就包含热释电效应；还有现在智能化家居中，有人提出检测家中是否有人的空调，无人的时候自动关闭，有人的时候自动调节室内温度；还有楼道内的自动开关灯，热释电效应的应用前景将越来越广阔。3.2.2热释电传感器的工作原理热释电效应可以和压电效应进行类比，他通过探测测量范围内有物品的温度的有所变化，在它的两个晶体极间产生电荷，这种电荷我们是可以检测到的。这样的效应在我们的使用过程当中，当我们有人进入到探测范围，必然引起周围有温度的变化，这样的变化人类可能没有感觉，可是对我们的传感器，这已经是足够的。产生的电荷将会与空气中的电荷反应，最终消失。该原理适用于探测活动的物体，假如人类进入到探测范围后没有运动，那么在我们的模块上也将没有电荷产生。该项原理从运用以来，经过人类的优化设计，我们在他的感应极板前加上一种先进的透镜，将会很大的提高这种原理的使用探测范围。3.2.3热释电传感器电器参数：电器参数如表3.2.3.1所示表3.2.3.1 电器参数3.2.4 热释电传感器功能特点1.全自动感应：全自动体现在如果没有人，则一直输出低电平，感应范围内出现活动的动作，就会立即转变输出高电平，不用人为的进行提示，在感应范围内当引起变化的物体不进行动作或者离开的时候，自动延时一段时间后，模块就会自动关闭高电平，从而输出低电平，全程是自动完成。2.两种触发方式：L代表的是不可重复，H代表的是可重复。我们在使用的过程中可以通过跳线帽选择，默认情况下选择的是可重复触发。 A.不可重复触发方式：当模块检测到有人的活动时候，进而输出高电平，自动延时设定的时间，过了延时的时间，模块的将输出低电平，这个是模块自己完成的。 B.可重复触发方式： 这种工作方式最大的优点就是可以重复触发，就是在我们延时的过程当中，当模块再次检测到有人的活动的时候，模块不是不工作，而是在检测到的时刻重新进行延时，直到达到预定延时时间。3.3 语音模块3.3.1单段语音录放电路-ISD1820介绍美国ISD公司在21世纪初马上生产出一种可以录放820秒单段语音录放电路 ISD1810，它的基本结构与 ISD1110、 1420 无任何差别，都使用的是CMOS ，内部配置了振荡器，话筒等必要的元件。3.3.2 单段语音录放电路-ISD1820主要特性表 3.3.2.1单段语音录放电路-ISD1820主要特性3.3.3单段语音录放电路-ISD1820使用操作我们使用的电压最好是3V到5V，在录音的时候，我们只要按住REC这个键（模块上红色的键）就实现了现场录音，无需任何软件，使用方便快捷，我们说完话，也只需要松开按键就可以了，也不需要我们保存语音，模块自动把语音存好，掉电不会丢失，放音键就有三种按键，对应三种放音模式可供选择：1、 边沿触发放音，PE键有两种使用方式，第一种就控制这种模式，与另一种方式相比只需要把PE键按一次，那么系统就自动播放整段语音2、 电平触发放音，控制这种模式的是PL键，按住就放音，松开就停止放音；3、循环放音，控制按键仍然是PE键，与边沿触发放音不同的是，按动PE 键即开始循环放音ISD1820P甚至可以变调，主要是改变放音时候的电阻和录音时候的电阻，由于芯片本身的原因，我们如果想要语音清晰的声音，那么我们不宜录制过长的语音信息，同样，如果我们录制的时间过长，将会导致我们录制的语音清晰度方面会有所是真。具体对应关系如表3.3.4.1所示表3.3.4.1 音质与时间对应表3.3.5 ISD1820P芯片的典型应用电路图3.4 烟雾感应模块3.4.1 MQ-2传感器简介二氧化锡(SnO2)有一个很好的性能，它在比较纯净的空气下导电率不高，所以我们通常用二氧化锡来制造气敏材料，而MQ-2传感器正是使用的这种材料。我们只需要设计一个检测的电路，然后利用MQ-2传感器就能够把我们无法看到摸到的空气中某些可燃性气体浓度数字化的输出出来。 MQ-2气体传感器对某些气体的灵敏度很高，它能轻易的检测到丙烷或是液化气，此外，如果我们需要对天然气进行探测，那么，MQ-2传感器将会是一个不错的选择。MQ-2还有的更加强大的功能，它可以同一时间检测众多气体，它是一类被广泛应用的传感器，同时，它的价格比较低廉，深受广大开发者的喜爱。3.4.2模块应用：在家庭产品或者工业检测领域有许多气体泄漏监测设备，这些设备中大多含有与该模块类似的原件，主要的检测的是气体中是否包括液化气等类似的可燃性气体。3.4.3模块特色：1、TTL信号输出便于我们的使用；2、 使用方便，连接可靠3、低电平是TTL输出有效信号4、浓度越高则在模拟输出脚输出的电压越高。5、对多种可燃性气体和烟雾有优良的灵敏度。6、使用寿命较长3.4.4电气性能：输入电压：直流电源 5V 功耗（电流）：（额定）140mADO输出：这个是数字量输出，0和1（0.1和5V）AO输出：这个脚输出的为模拟量，假如干净的空气则输出0.1-0.3V，最高浓度时的电压可达4V。特别要注意的是：传感器接通电源以后，需要预热一段时间，等到检测的数据结果较为稳定以后才可以进行使用，传感器在使用过程中发热是正常的情况，主要是模块内部包含有电热丝，因而使发热的。3.5 短信模块3.5.1概要要使用国际上标准的AT指令对SIM900A构成的模块进行控制时，要求我们把 SIM卡（手机卡，推荐使用中国移动卡）按模块方向指示紧密的贴合在弹片上，然后把用于接收信号的天线焊接在对应的引脚处，最后把模块和我们用于控制的或者是接收的装置按要求一一对应连接。例如我采用的是51单片机，就需将 SIM900A TXD 与单片机的 RXD 相连接，SIM900A RXD 与单片机的TXD 相连接，GND 与单片机上的 GND 相连接。3.5.2 SIM900A模块工作状态判断状态灯可以让用户感性的知道模块工作情况，上电过一段初始化时间在进行观察， D5 和 D6 的闪烁频率对应着下表的的工作状态。如下表3.5.2.1所示：表3.5.2.1 短信模块工作指示灯当 D5灯一直保持亮的状态，D6灯以为一秒亮，三秒灭为间隔的周期性闪烁后，就表明SIM900A 模块已经处于正常的工作状态了。这个时候，我们就能够用另外一部手机向存放在模块中的电话卡拨打电话，假如此时能接通并且保持接通状态，就表明SIM900A的工作状态稳定且信号良好；假如电话被打通了，可是瞬间被挂断，这个时候我们就需要重点检测一下电源是否出现了问题，我们经常遇到的故障有以下几种：我们的电源电压或电流达不到模块正常工作的要求；假如电话无法接通，可能的情况是：短信模块没能够发现手机卡，或者是模块的网络并没有被注册。通常解决的手段为：持续部分时间，直到 D6按照预定周期进行缓慢闪烁。假如一段时间后，D6 仍然是没有按照正常工作的要求进行闪烁，那么很大的比例是 SIM900A模块并没有发现手机卡，这样的情况的话，我们通常的做法是及时更换一张移动或联通的手机卡。3.5.3 控制模块发送一条英文短信指令操作步骤下面的指令是控制 SIM900A 模块向 13201802106 发送一条英文短信，短信的内容为 YANGSHILIANG。发送英文短信指令包括：AT+CSCS=”GSM”，AT+CMGF=1，AT+CMGS=”13218062106”，十六进制下的 1A。现在假设模块已经注册到网络，并且波特率已经同步完毕。波特率设置如下图：1.发送第一条 AT 指令2.发送AT+CSCS=”GSM”，模块返回数据如下图3.发送AT+CMGF=1，模块返回数据如下图4.发送AT+CMGS=”13218062106”，模块返回数据如下图此处应注意：(1) AT+CMGS=”13218062106”的”，必须在英文字符下输入，否则出错；(2) 发送完AT+CMGS=”13218062106”指令，必须在出现”后才可以进行后面内容的输入。5.发送YANGSHILIANG，模块返回数据如下图注意：此处仍然是选择：发送新行；6.发送1A，模块返回数据如下图注意：（1）此处发送的1A要选择HEX发送； （2）直到软件出现+CMGS:32 ,表示发送成功，其中这个32无任何意义，可以是任何数字。7. 接收短信效果如下图所示4 系统的软件部分C语言和汇编语言一直是被广大程序员所使用编写程序时首选的语言。本次设计主要采用单片机的C51语言。4.1汇编语言的介绍汇编语言是一种即将被淘汰的符号语言，但是同时代的语言当中，汇编是使用的最为广泛的，因为其本质与机器码之间有非常相似的理论基础，所以程序员在编写的时候仍然会出现失误，导致逐渐被广大程序员淘汰。然而其所占用单片机存储资源量少，运行速度方面能达到其他语言所不能达到的高效速率。汇编语言的指令并不是所有的CPU都一样，所以在和不同的CPU转换时，移植起来很不方便。4.2 单片机的C51语言 4.2.1 C51语言和C语言的比较C语言的出现给程序员带来了极大的便利，由C语言发展出来的语言有很多，其中用于单片机程序设计的语言被称为C51语言。与前者相比较而言，C51语言的作用平台是单片机，而C语言应用在普通电脑软件的编写。由于是发源于C语言，C51诸多的优点都是从C语音中继承来的。如果是一位深入学习过C语言编程的计算机程序员，那么他就能很容易的进行以单片机C51语言为基础进行编译的单片机程序设计。4.2.2 C51语言的特点1.单片机C51语言同时具备高级语言和低级的机器语言的优势。2.语法结构和标准C语言差别不大，便于初级入门的程序员进行开发。3.单片机平台广阔，尽管种类丰富微处理器采用的可能是不同的架构，可是C51的移植性非常好。如果两种单片机能够进行相互的兼容，那我们可以在一个程序的基础上进行一部分的改变，有的时候两种单片机能够完全兼容，他们的程序就能够在没有任何改变的情况下进行相互移植，这就极大的缩短了程序开发的周期。4.因为兼具高级语言的优点，就是对底层硬件寄存器的操作大大的减少了。5.单片机C51语言提供了足够多的数据类型、各种运算符和功能丰富齐全的或者是自己按照程序功能编写的特定函数供程序员使用。6.C51语言是面向过程的语言，我们在使用的过程中，我们可以将一部分功能明确的语句用包含在一起，增加程序的可读性。7.C51语言的代码在执行的时候，相对来说效率还是比较理想的，除非是对时间要求极其精确的情况下采用汇编语言编写，同时C51语言在理解和接受度方面有巨大的优势，便于代码共享，因而越来越多的程序员采用C51进行程序的编译。4.3 两种语言的优缺点比较C语言是一种现在比较流行并且功能比较强大的编程语言。其优点程序容易理解，便于初学者理解和掌握。但是其缺点也是不可忽略的，其中之一就是占用的单片机的资源较多，在需要精确时间方面执行效率不高，甚至在执行多次后，可能出现时间上巨大的偏移，给程序的执行带来很大影响。汇编语言在逻辑上与机器语言还是有诸多共通的地方。它的主要优点体现在占有相对较少的单片机资源，运行上也有精准的操作时间一一对应，编码速度高效。应用时候逻辑复杂，是很多程序员所诟病的问题，移植方面的硬伤也让汇编逐渐退出历史舞台。综上所述，C语言的缺点比起有点来微不足道，C语言在逻辑上让人接受起来更方便容易，正有越来越的人开始涉足C语音编写程序。因而本次设计主要的设计语言就采用的是C51语言。5 总结5.1 总结本次设计是基于最为简单的51系列单片机为中央处理器的的智能语音门的设计，功能实现方面表现良好，语音提示方面尤为突出。同时该设计还包含了烟雾检测模块，当检测到有可燃性气体的时候，经过单片机的判断处理以后，若有危险，则会触发相应的报警电路和短信模块进行报警，真正的实现一个传统意义上的门的智能化升级。5.2 展望纵观全局，对此次设计的研究工作基本实现了设计的既定功能，但是围绕着智能家居对门的智能化改造仍然有巨大的空间，多种系统的嵌入，可以更加增强传统家居的智能化升级。我们可以提出更多富有创新意义的想法，把他们从脑子里送到现实中去，围绕着我的这个语音提示门，我还可以加入更多的新意，例如可以让门智能化的检测到是否有人在进行撬锁实施入室盗窃等行为，用短信智能化的开门，锁门等，都将会是我们以后研究的课题。智能家居包含的家具种类繁多，各种各样新型家居从功能理想化的提出，到逐步成为人们日常触手可用的好帮手，人们将逐渐体会到人类智慧的火花在我们日常生活带来的便利。门，将不再是一个普通装饰材料，将以更加智能化的形式，为我们守护一个温馨的家。参考文献1中国门窗业市场竞争格局分析居业，2015,第3期,18-182张毅等MCS-51单片机应用与设计M哈工大出版社，20003胡汉才单片机原理及其接口技术M北京：清华大学出版社，19964戴佳等51单片机C语言应用程序设计实例精讲M北京：电子工业出版社，20065李全利,仲伟峰,徐军编著单片机原理及应用M清华大学出版社,20066赵德安等单片机原理及应用（第二版）M机械工业出版社2009.47 高吉祥，唐朝京全国大学生电子设计竞赛培训系列教程，北京：电子工业出版社，20076，1641698 戴佳，戴卫恒51单片机C语言应用程序设计实例精讲，北京：电子工业出版社，20086，2732849 沈红卫. 单片机应用系统设计实例与分析. 北京：北京航空航天大学出版社, 2006， 10913310 王幸之，钟爱琴，王雷，王闪.单片机原理与接口技术. 北京航空航天大学出版社,2008，869311 魏立峰、王宝兴单片机原理与应用技术北京：北京大学出版社，2005， 466512 精通C程序设计 (美) Myke Predko编著 田玉敏等译 北京：北京航空航天大学出版社,2009，567313王晋海，刘光昌.短信服务SMS的开发J.计算机工程设计，2006，101214刘涛，张春页.基于手机模块TC35的单片机短消息收发系统J.电子技术，2008，1315.15楼然苗51系列单片机设计实例M.北京:北京航空航天大学出版社，2003谢辞此次毕业设计的顺利完成，我一定要感谢我的毕业指导老师陈丽换老师，陈老师平时不仅要指导我们的毕业设计，还有许多课程要上，工作量很大。尽管如此，我每次遇到不能自己解决的问题时，我找到陈老师，老师都会及时回复我的问题，帮助我一起想办法，遇到我不能理解的问题，陈老师总是悉心指导，不厌其烦的给我讲解很多次，直到我把问题彻底的了解清楚为止。在做毕业设计的这段时间，陈老师的严谨的做事态度，细心的分析我遇到的每一个问题是她感染我，激发了我以后从事本行业应该有的严谨细致的态度，也让我明白了很多做人的道理。再次感谢陈老师认真严谨，一丝不苟的教学态度，诲人不倦的学者风范和正直磊落的高尚品格。本次论文之所以能够完成，还要感谢所有教过我的老师，是他们在我这四年的大学的生活中，教会了我很多专业的知识，这些都成为我完成这次毕业设计的基石。在我撰写论文，制作实物的过程中，得到了我的指导老师的无私的帮助，在繁忙的教学工作之余，给予我专业知识上的指导，很多方法和思路给了我很多启发，使我在以后的设计工作中有了新的思路和方法，让我对专业知识有了新的认识和更深层次的理解。陈老师在开题期间，给了我很多有用的指导意见，论文的撰写,修改也离不开陈老师的指导和帮助。正是有这样负责的指导老师，才让我的毕业设计能够顺利完成。我会用我所学的专业的知识，回报祖国，社会。在本文结束之际，特向我敬爱的陈老师和所有的老师致以最崇高的敬意和深深的感谢。附录1.实物图2. 源程序#include #include#define Buf_Max 60 /缓存长度40#define Delay_Time 500 /延时长度unsigned char i = 0; /定义缓存指针unsigned char Rec_BufBuf_Max; /定义缓存数组sbit led=P10;sbit key=P11;sbit yuyin1 = P20;sbit yuyin2 = P21;sbit buzzer = P22;sbit LED = p23;sbit guangdian = P27;sbit mennei = P26;sbit menwai = P25;void Serial_Init(void); /声明串口初始化函数void Send_ASCII(unsigned char *b); /声明发送字符(ASCII码)函数void Send_ASCII1(unsigned char *b); void Delay_ms(unsigned int time); /声明延时函数void CLR_Buf(void); /声明清除缓存内容void Send_Hex(unsigned char b); /声明发送字符(十六进制)函数bit Hand(unsigned char *a); /声明判断缓存中是否含有指定的字符串函数void delayyuyin(int n); /声明语音延时函数void delaybuzzer (int n);int main ( ) int flag1 = 0,flag2 = 0，flag3= 1; unsigned char time_temp=0;Serial_Init(); /初始化串口定时器CLR_Buf(); /清除缓存内容Send_ASCII(AT); /发送联机指令 while(!Hand(OK) /判断是否握手成功,如果不成功延时一会Delay_ms(100); /延时time_temp+;if(time_temp10) time_temp =0;Send_ASCII(AT); /发送联机指令time_temp =0; CLR_Buf(); /清除缓存内容Send_ASCII(ATE0); /发送联机指令 while(!Hand(OK); /判断是否握手成功,如果不成功延时一会 Delay_ms(10);time_temp =0; CLR_Buf(); /清除缓存内容Send_ASCII(AT+CMGF=1); /发送联机指令 while(!Hand(OK); /判断是否握手成功,如果不成功延时一会 Delay_ms(10);time_temp =0; CLR_Buf(); /清除缓存内容Send_ASCII(AT+CMGD=1,4); /发送联机指令 while(!Hand(OK); /判断是否握手成功,如果不成功延时一会 Delay_ms(10);time_temp =0; CLR_Buf(); /清除缓存内容while (1)if (mennei &guangdian)delayyuyin(90);if (mennei&guangdian)flag1 = 1; else flag1 =0;else flag1 = 0;while (flag1) yuyin1= 1; delayyuyin(100); yuyin1= 0; delayyuyin(100); yuyin1= 1; flag1 = 0; if (menwai &guangdian)delayyuyin(90);if (menwai&guangdian)flag2 = 1; else flag2 =0;else flag2 = 0;while (flag2) yuyin2= 1; delayyuyin(100); yuyin2= 0; dela
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