基于GSM的家居安全报警系统设计

1、东华理工大学毕业设计（论文） 摘要 摘 要本课题介绍了一种新型的家居安全报警系统，它集室内火情检测、有毒气体检测、匪盗检测功能于一体，能够自动检测并分析出具体的险情，通过gsm通信模块将报警信息发送至预设的手机上。热释电红外传感器应用在防盗系统中、温度传感器可以实时的检测室内温度，判断险情，co传感器用于监控室内有毒气体浓度。西门子的无线通信模块tc35i具有结构简单、可靠性高、便于操作等特点。通过rs232串口可以实现短信息及at命令的测试。矩阵键盘用于设定模块的工作状态、液晶显示器实时显示当前的安全状况。该报警系统具有实时性好、人机界面友善、管理操作简单等优点，使该系统具有很好的应用前景和

2、升级空间。关键词：gsm,家居报警，at指令 0东华理工大学毕业设计（论文） abstractabstracta kind of new alarm system for residential area are introduced .it includes the functions of theft-proof、fireproof、toxic gas detector ,performing automatic detection and automatic sending messages.phroelectric infrared sensor are used for theft-

3、proof.temperature sensor are used for fireproof and co sensor are used for toxic gas detection. multi-sensor enhance the reliability of system.the wireless communication module tc35i has characteritics of simple structure high reliablity and easy operation.by using rs232 serial port ,we can test the

4、 short message communication and at command. we can also set the tasks through the keyboard and show the working information through the lcd.the alarm system also has timeliness well ,the human-machine interface friendly,the mangement operation simple.key words: tc35i, alarm system,at commands 东华理工大

5、学毕业设计（论文） 目录 目 录绪 论11设计及原理21.1 设计方案21.2 硬件选型与特点31.2.1 gsm模块31.2.2 co气体传感器51.2.3 防盗报警传感器51.2.4 温度传感器61.2.5 单片机62系统硬件设计82.1 mcu主控电路设计82.2 温度传感器电路设计92.3 co气体检测电路设计92.4 热释电红外传感器电路设计92.5 gsm模块电路设计112.5.1 电源接口112.5.2 串行接口112.5.3 sim卡接口113系统软件设计133.1 at指令133.1.1 at133.1.2 at+cmgf133.1.3 at+csca133.1.4 at+c

6、mgs133.2 pdu数据包153.3 单片机控制系统程序163.3.1 主程序163.3.2 中断系统173.3.3 ds18b20温度采集软件设计183.3.4 ym12864r液晶子程序设计194系统测试205结束语2151 工作成果2152 收获体会21致 谢22参考文献23绪 论随着现代电子技术和通信技术的迅速发展，人们的家居生活正变得越来越舒适便利。然而，生活中总存在这样那样的一些安全隐患，如火灾、煤气中毒、匪盗等，严重危害到人们的家庭幸福。于是关于智能家居的概念应运而生。家居安全报警系统就是智能家居的一个重要组成部分。早期的家居安全报警系统都是针对某个具体的安全隐患进行设计的，

7、如煤气报警器，室内火情探测器等，这些报警装置基本能满足一般的需求，然而它功能单一，性价比不高。随着互联网技术的发展，将家居安全报警系统进行区域的联网，安全系数大大提高，但价格过于昂贵。深安智能家居防盗报警器 （深圳安防集团）：采用的是adt全球安防系统。他的特点是功能强大、技术成熟，但价格昂贵，故没有大量的普及使用。赛格电子市场产品：防盗报警器、火情报警器、煤气使用安全报警器等。这些产品的特点是功能单一、无二次报警功能，如燃气泄漏致人昏迷后无进一步防范措施、或无人在家时发生匪盗或火情，单纯的警铃报警就失去了意义。这显然不能很好的满足家居综合报警的使用要求。检测技术的成熟和手机被广泛应用到我们的

8、生活中，这不禁让人开始思考和着手研发一种新型的家居安全报警系统，以更好的守护我们的幸福安宁。基于此：课题提出了一种集火情、可燃性气体检测、匪盗检测于一体、带有警铃报警功能、并将险情及时通过手机网络发送到主人或亲朋好友手机上的新型报警装置。 32东华理工大学毕业设计（论文） 设计及原理1设计及原理1.1 设计方案本系统框图如图1-1所示，本系统分为三部分，即前端探测器信号采集部分、单片机及人机界面部分、gsm模块接口部分。前端探测器信号采集部分主要为热释电红外探测器、温度传感器、co气体探测器，分别对应家居生活中常见的匪盗、火情、有毒气体泄漏三大险情。当有人非法进入用户室内时，热释电红外探测器就

9、能够准确地探测到不法分子发出的红外线；当室内温度达到一定的上限，或者有煤气泄漏等险情的时候，温度传感器和co气体探测器就开始工作，在采集到相应的信号后，驱动警铃发出声音，并且通过gsm模块将相应的信息发送给用户手机，用户在接到短信后能及时采取措施，保护生命财产安全。单片机部分为该系统的主控部分，负责对探测器信号的采集、处理、控制报警，通过串口对gsm模块进行控制，并实时地通过液晶模块显示系统的工作状态。gsm模块部分是系统的难点，更是核心，它涉及到对sim的读写，与单片机的接口转换等。图1-1 系统框图1.2 硬件选型与特点1.2.1 gsm模块目前,国内已经开始使用的gsm模块有falcom

10、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gsm 2/2+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

11、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主要特性与技术指标包括以下几点：频段为双频gsm900mhz和gsml800mhz (phase 2/2+)；支持数据、语音、短消息和传真；高集成度(54.5mm36mm3.6mm)； 质量为9g；电源电压为单一电压3.34.8v；可选波特率300bps115kbps，动波特率 4.8115kbps；电流消耗休眠状态为3.5ma，空闲状态为25ma，发射状态为300ma(平均)，2.5a峰值；温度范围 正常操作-20+55，存放-30+85；sim电压为3v/1.8v。 tc35i可以快速安全可靠地实现系统

12、方案中的数据、语音传输、短消息服务和传真。模块有at命令集接口，支持文本和pdu模式的短消息。此外，该模块还具有电话薄、多方通话、漫游检测等功能，常用工作模式有省电模式、i-dle和talk等模式。通过40引脚的zif连接器实现电源连接、指令、数据、语音信号及控制信号的双向传输。通过zif连接器及50 的天线连接器可分别连接sim卡支架和天线。tc35i有40个引脚，通过一个zif(zero insertion force，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

13、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rtc backup，31为power down，32为sync。1623为数据输入/输出，分别为dsr0、ring0、rxd0、txd0、cts0、rts0、dtr0和dcd0。tc35的数据输入

14、/输出接口实际上是一个串行异步收发器，符合itu-t rs232接口标准。它有固定的参数：8位数据位和1位停止位，无校验位，波特率在300bps115kbps之间可选，硬件握手信号用rts0/cts0，软件流量控制用xon/xoff，cmos电平，支持标准的at命令集。表1-1对tc35i的引脚做了简要说明。其中引脚1-12为电源和充电接口、引脚18、19为串行接口，可以与单片机或pc进行232串口口通信、引脚24-29为sim接口。表1-1 tc35i模块应用接口引脚说明引脚功能方向说明15vbatt+输入3.3v5.5v电源610gnd地11/12power输入 515v充电电源13vdd

15、输出2.9v电源14temp输入电池温度15igt输入开机 16dsr0输出数据设备准备好17ring0输出振铃指示18rxd0输出接收数据19txd0输入发送数据20cts0输出清除发送21rts0输入请求发送22dtr0输入数据终端准备好23dcd0输出载波检测24ccin输入sim卡插入25ccrst输入sim卡复位26ccio输入/输出sim卡数据27ccclk输出sim卡时钟28ccvcc输入sim卡电源（2.9v）29ccgndsim卡地30vddlp输入实时钟电源31pd输入关机32sync输出同步33epp2输出耳机2+34epn2输出耳机2-35epp1输出耳机1+36epn

16、1输出耳机1-37micn1输入话筒1-38micp1输入话筒1+39micn2输入话筒2-40micp2输入话筒2+1.2.2 co气体传感器一氧化碳为无色、无臭、无刺激性的气体。分子量28.01，密度0.967g/l，冰点-207摄氏度，沸点-190摄氏度。在水中溶解度甚低，但易溶于氨水。急性一氧化碳中毒是我国发病和死亡人数最多的急性职业中毒。co也是许多国家引起意外生活性中毒中致死人数最多的毒物。如果空气中的一氧化碳浓度达到10ppm，10分钟过后，人体血液内的碳氧血红蛋白 （cohb）可达到2%以上，从而引起神经系统反应，例如，行动迟缓，意识不清。如果一氧化碳浓度达到30ppm，人体血

17、液内的碳氧血红蛋白（cohb）可达到5%左右，可导致视觉和听力障碍；当血液内的碳氧血红蛋白（cohb）达到10%以上时，机体将出现严重的中毒症状，例如，头痛、眩晕、恶心、胸闷、乏力、意识模糊等。上述资料显示：当家居生活中，煤气泄漏使一氧化碳气体浓度升高，最高允许浓度约为30ppm。超过该浓度，即可使人发生中毒事件。根据对一氧化碳气体的物理化学机理的研究发现：室内（厨房、浴室等）一氧化碳气体的体积浓度至多为30ppm，超过30ppm即可报警，达到100ppm即会致人头晕、中毒。根据本课题设计的实际，考虑到对co气体的检测并不需要太高的精度，也无需反复的校准，而只需设定一个安全浓度的阈值，超过该值

18、，就认为co气体泄漏，采取报警。基于此：采用co-mf-500传感器。该传感器的性能参数为：量程0500ppm；最大过载2000ppm；工作寿命3年；分辨率0.5ppm；工作温度范围：-20摄氏度45摄氏度；响应时间：40s；工作湿度范围：15%90%rh；输出信号（灵敏度）：100+-20na/ppm。各项性能参数符合课题需求。1.2.3 防盗报警传感器在电子防盗、人体探测器领域中，被动式热释电红外传感器的应用非常广泛，因其价格低廉、技术性能稳定而受到广大用户和专业人士的欢迎。人体都有恒定的体温，一般在37 度，所以会发出波长约10m左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10m左右

19、的红外线而进行工作的。人体发射的10m左右的红外线通过菲泥尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生报警信号。常用的热释电红外传感器有：re200b、pis-209s、lhi958等其中re200b的视角范围大（139*126），最大测量距离7m，价格便宜，使用广泛，故本设计采用该传感器。biss0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路，它配以热释电红外传感器和少量外接元器件即可构成被动式的热释电红外开关。由于采用了biss0001，使得热释电红外传感器的应用变得

20、十分简单，故采用re200b+biss0001的方案可靠可行。1.2.4 温度传感器温度探测器使用数字温度传感器ds18b20 , 它只有三个引脚,是将温度传感器和信号调理电路集成在一块芯片中, 节省了外围硬件, 应用非常方便。ds18b20 的测温原理是利用温敏振荡器的频率随温度变化的关系,把温度信号直接转换为串行数字信号,通过内部计数器对受温度影响的振荡器周期的计数可实现温度测量。ds18b20具有以下特点：1独特的单线接口方式，ds18b20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与ds18b20的双向通讯。2测温范围：55125，固有测温分辨率0.5。3支持多点组网功能，多个d

21、s18b20可以并联在唯一的三线上，实现多点测温。 4工作电源:35v/dc。5在使用中不需要任何外围元件。 6测量结果以912位数字量方式串行传送。考虑到家庭生活中，毕竟不需要高测量范围的温度传感器，只要检测到温度超过5060摄氏度，即可认为有火情发生，故ds18b20完全可以胜任。1.2.5 单片机本设计采用的mcu是at89c51。该单片机以mcs-51为内核，其中包括一个cpu，128b的ram，4kb的rom，并且具有5个中断源，2级中断优先权，有2个具有4种工作方式的定时器/计数器，1个全双工串行口，4个并行8位i/o口。这些片上资源完全能够适应本设计的需求，而且at89c51应用

22、较多，资料也比较齐全，价格便宜。综上考虑，选用该单片机作为本系统的核心控制器。vcc：供电电压。 gnd：接地。 p0口：p0口为一个8位漏级开路双向i/o口，每脚可吸收8ttl门电流。当p1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。p0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在fiash编程时，p0 口作为原码输入口，当fiash进行校验时，p0输出原码，此时p0外部必须被拉高。 p1口：p1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向i/o口，p1口缓冲器能接收输出4ttl门电流。p1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，p1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部

23、上拉的缘故。在flash编程和校验时，p1口作为第八位地址接收。 p2口：p2口为一个内部上拉电阻的8位双向i/o口，p2口缓冲器可接收，输出4个ttl门电流，当p2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，p2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。p2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，p2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，p2口输出其特殊功能寄存器的内容。p2口在flash编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 p3口：p3口管脚是8个带内部上拉电阻的

24、双向i/o口，可接收输出4个ttl门电流。当p3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，p3口将输出电流（ill）这是由于上拉的缘故。p3口也可作为at89c51的一些特殊功能口，如图所示：p3口管脚备选功能.p3.0 rxd（串行输入口）、p3.1 txd（串行输出口）、p3.2 /int0（外部中断0）、p3.3 /int1（外部中断1）、p3.4 t0（记时器0外部输入）、p3.5 t1（记时器1外部输入）、p3.6 /wr（外部数据存储器写选通）、p3.7 /rd（外部数据存储器读选通）、p3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 图1

25、-2 单片机管脚图人机界面采用数字键盘、液晶显示器、警铃等。各模块功能：数字键盘：用户用于设置手机号码；警铃：用于发生警情时发出高分贝铃音；液晶显示：显示用户操作提示，号码输入，欢迎界面，温度值等。东华理工大学毕业设计（论文） 系统硬件设计2系统硬件设计2.1 mcu主控电路设计本课题主控芯片采用atmel公司的51系列单片机at89c51，该单片机比传统51单片机有更高的性价比和集成度，该单片机以其卓越的性价比和稳定性、被广泛应用在工业控制、民用产品的各个领域。配以ym12864r液晶显示器和4*4矩阵键盘构成人机界面。其中液晶显示器用于显示欢迎界面、现场检测报告、用户手机号码等；矩阵键盘用

26、于设定温度报警值、手机号码设定等。以往液晶模块往往采用串行控制模式，在发送读写命令和数据的时候会占用过多的时间。键盘扫描模块通过线反转法对行列式键盘进行扫描，该方式技术已经非常成熟，虽然说占用了8个io口，但是在考虑到充分利用片上资源的情况下，还是选用该方式。mcu主控电路如图2-1所示，包含了传感器信号输入接口、液晶显示（串行模式）接口、矩阵键盘接口、警铃、串口通信接口等。 图2-1 单片机主控电路 2.2 温度传感器电路设计温度探测器采用数字温度传感器ds18b20 ，ds18b20 是美国dallas 公司推出的单总线数字测温芯片。ds18b20可以程序设定912位的分辨率，精度为0.5

27、c。可选更小的封装方式，更宽的电压适用范围。分辨率设定，及用户设定的报警温度存储在eeprom中，掉电后依然保存。ds18b20的性能是新一代产品中最好的，性能价格比也非常出色，他具有独特的单总线接口方式,仅需使用1 个端口就能实现与单片机的双向通讯。采用数字信号输出提高了信号抗干扰能力和温度测量精度。它只有三个引脚，节省了外围硬件,应用非常方便。ds18b20电路如图2-2所示。 图2-2 ds18b20接口电路2.3 co气体检测电路设计c0气体检测器采用数字传感器co-mf-500，co-mf-500是瑞士etc公司推出的单总线c0气体检测器。co-mf-500可以程序设定0-500pp

28、m的测量范围；最大过载2000ppm；工作寿命3年；分辨率1.0ppm；工作温度范围：-20摄氏度50摄氏度；压力范围：大气压正负10%，响应时间：25s；工作湿度范围：15%90%rh；输出信号（灵敏度）：100+-20na/ppm。它只有三个引脚，节省了外围硬件,应用非常方便。co-mf-500电路如图2-3所示。图2-3 co气体探测电路2.4 热释电红外传感器电路设计biss0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路，它配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关。biss0001是由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数

29、模混合专用集成电路。表2-1 biss0001管脚说明1 a i 可重复触发和不可重复触发选择端。当a为“1”时，允许重复触发；反之，不可重复触发2 vo o 控制信号输出端。由vs的上跳变沿触发，使vo输出从低电平跳变到高电平时视为有效触发。在输出延迟时间tx之外和无vs的上跳变时，vo保持低电平状态。3 rr1 - 输出延迟时间tx的调节端4 rc1 - 输出延迟时间tx的调节端5 rc2 - 触发封锁时间ti的调节端6 rr2 - 触发封锁时间ti的调节端7 vss - 工作电源负端8 vrf i 参考电压及复位输入端。通常接vdd，当接“0”时可使定时器复位9 vc i 触发禁止端。当

30、vcvr时允许触发(vr0.2vdd)10 ib - 运算放大器偏置电流设置端11 vdd - 工作电源正端12 2out o 第二级运算放大器的输出端13 2in- i 第二级运算放大器的反相输入端14 1in+ i 第一级运算放大器的同相输入端15 1in- i 第一级运算放大器的反相输入端16 1out o 第一级运算放大器的输出端图2-4 re200b+biss0001设计电路2.5 gsm模块电路设计tc35i的40引脚zif连接器提供的信号接口包括：电源和充电接口、串行接口、sim接口、两个音频接口、控制信号。2.5.1 电源接口tc35i 为单3.3v供电4.8v电压源，且必须为

31、上行传输提供2a的峰值电流。基于此，本项目中专门为tc35i设计了dc-dc电源，使用lm2576-adj电源芯片提供4.6v的工作电源。tc35i可通过第13引脚vdd提供2.9v/70ma稳压电源。图2-5 dc_dc电源电路2.5.2 串行接口tc35i通过串行接口跟单片机进行通信。tc35i gsm数据接口遵照itu-t rs-232 dce标准的串行异步收发器实现，工作在2.65vcmos电平，zif上所有rs-232信号都是低电平有效。tc35i gsm数据接口配置为8个数据位、无奇偶校验、一个停止位，可以工作在300bps115kbps(14.4kbps和28.8kbps除外)。

32、2.5.3 sim卡接口tc35i gsm 基带处理器集成有与iso 7816-3 ic卡标准兼容的sim卡接口，zif连接器上的六个引脚用于sim卡接口，其中五个是gsm 11.11 sim卡接口，ccin引脚用来检测sim卡是否插入。在ccvcc及ccgnd引脚间需串入200nf去耦电容，在ccrst及ccgnd间应串入1000pf电容，以提高sim卡与tc35i进行数据交互时的稳定性。图2-6设计了tc35i与单片机通信的接口电路。图2-6 tc35i与单片机接口电路设计东华理工大学毕业设计（论文） 系统软件设计3系统软件设计3.1 at指令单片机对tc35i模块的控制，是通过串口对其发

33、送at指令来实现的。所谓at指令就是由西门子、诺基亚、摩托罗拉等公司共同为gsm系统研制的一种通信协议。at命令以“at”或“at”前缀开始，以“”（ascii码为0x0d）结束，命令执行后通常返回响应信息，格式为：“（ascii码为0x0d 0x0a）”.at命令包括标准v。25ter命令、gsm7.05短信服务（sms）命令和西门子定义增强命令等。3.1.1 at测试指令，用来测试单片机与tc35i模块是否建立连接。连接成功，返回ok，连接失败，返回error。3.1.2 at+cmgfat+cmgf=n，设置短信模式。参数n=0表示tc35i工作在pdumode；n=1表示工作在text

34、mode。若短信息中包含中文，则必须采用pdumode。3.1.3 at+cscaat+csca=+861380*500，149，设置短信息服务中心地址。各地区不一样，其中上海3.1.4 at+cmgs发送信息指令。参数n为bcd码，表示短信包数据内容的字节数。如已建立连接，发送该命令后，tc35i会返回一个ascii码字符“”，以告诉单片机可以发送pdu数据包了。所有at指令的指令符号、常数、pdu数据包等都以asc编码形式传送，比如“a”的asc编码为41h，“t”的asc编码为54h，数字“0”的asc编码为30h等。单片机控制手机工作，必须把手机的短信息工作模

35、式设置为pdu格式，即通过指令at+cmgf=0完成。单片机向手机发送每l条指令后，必须以回车符作为该条指令的结束，回车的asc编码为odh，例如单片机向手机发送“at+cmgf=0指令，其asc编码列为“41h、54h、2bh、42h、4dh、47h、46h、3dh、30h、0dh”，最后1个字节0dh就是回车符，表示该条指令结束，如果没有这个回车符，手机将不识别这条指令。当手机接收到一条完整的at指令后，手机并不立即执行这条指令，而是首先把刚才接收到的at指令的全部asc编码序列全部反发送出来(含odh)，其次发送1个回车符和换行符的asc编码即0dh和oah，最后执行该条指令。手机向单片

36、机发送短信息内容时，其pdu数据包的内容是16进制表示的数据，但并不是直接向单片机传递16进制数据，而是仍然把每一位16进制数以asc编码来发送，这样，2个字节的16进制数就变成4个字节的asc码。但是，pdu数据包中的数据字节长度部分仍然是实际字节长度，而不是变成asc码的字节长度，这在编程时应特别注意，否则，接收的数据就不完整。表3-1即介绍了执行一条at指令的过程，包括单片机发送命令，等待tc35i应答，判断连接（通信）成功或失败。表3-2介绍了tc35i的常用at指令。表3-1 单片机与tc35i执行一条at指令的过程解析指令步骤单片机发送命令tc35i应答说明at+cmgf=0141

37、h 54h 2bh 43h 4dh47h 46h 3dh 30h 0dh单片机发送at+cmgf=0指令241h 54h 2bh 43h 4dh47h 46h 3dh 30h 0dhtc35i应答30dh 0ah回车换行44fh 4bhok 连接成功45h 52h 52h 4fh 52herror 连接失败50dh 0ah回车换行表3-2 tc35i常用at指令：at指令 功 能 at+cmgc send an sms commend(发出一条短信息命令) at+cmgd delete sms message (删除sim卡内存的信息) at+cmgf select sms message f

38、ormat(选择短消息信息格式：0-pdu；1-文本) at+cmgl list sms message from preferred store(列出sim卡中的短消息格式pdu/text：0“rec unread”为未读，1“rec read”为已读，2“stou nsent”为待发，3“stosent”为已发，4“all”为全部 at+cmgr read sms message (读短消息) at+cmgs send sms message (发短消息) at+cmgw write sms message to memory (向sim内存中写入待发的短消息) at+cnmi new s

39、ms message storage(显示新收到的短消息) at+cpms preferred sms message storage (选择短消息内存) at+csca sms service center address(短消息中心地址) at+cscb select cell broadcast message messages (选择蜂窝广播信息) at+csmp set sms text mode parameters(设置短消息文本模式参数) 3.2 pdu数据包目前,发送短消息常用text和pdu(protocol data unit,协议数据单元)模式。使用text模式收发短信

40、代码简单,实现起来十分容易,但最大的缺点是不能收发中文短信;而pdu模式不仅支持中文短信,也能发送英文短信。pdu模式收发短信可以使用3种编码：7-bit、8-bit和ucs2编码。7-bit编码用于发送普通的ascii字符,8-bit编码通常用于发送数据消息,ucs2编码用于发送unicode字符。一般的pdu编码由a b c d e f g h i j k l m十三项组成。 pdu相当于一个数据包，它包含源/目的地址、有效时间、数据格式、协议类型和正文。其中短信息正文经过十六进制编码后被传送，正文长度可达140字节(即70个汉字)。下面通过串口调试工具，以一个实际的例子来说明单片机控制t

41、c35i发送一条中文短信的详细过程。如要发送“煤气泄露！”到手，pdu数据包的封装见表3-3所示。表3-3 发送一条中文短信的详细过程单片机发送说明步骤一：单片机发送at+cmgs=025发送短信息指令，其中025表示pdu数据包总字节数减去10步骤二：等待tc35i返回ascii码字符“” 步骤三单片机发送pdu数据包08短信中心地址长度91短信息中心地址格式683108200105f8613800210500补f凑成偶数，按字节位移处理11基本参数00消息基准值0d目标地址数字个数91目标地址格式683119325476f88613912345678补f凑成偶数，

42、按字节位移处理00协议标识，点到点模式08unicode编码模式aa有效期4天0apdu正文字节数，10个字节7164 6c14 6cc4 9732 0021pdu正文；汉字“煤气泄露！”的unicode编码1a结束符3.3 单片机控制系统程序3.3.1 主程序该系统有三种报警类型，即匪盗报警、火情报警、燃气泄露报警。系统采用传感器电路检测以上安全隐患，其中数字温度传感器ds18b20的采集要求严格的读写时序，另两种险情采用外部中断方式采集。矩阵键盘采用电平变化中断实现，大大节省单片机cpu的资源。当用户需要设置手机号码时，可通过键盘电平中断向cpu申请中断请求。当有险情发生时，调用gsm通信

43、程序。图3-1是该项目的主程序系统流程图。图3-1 系统控制流程图 3.3.2 中断系统在本课题中，设计了三种中断功能，分别是电平变化中断、外部中断、串口发送接收中断。电平变化中断：矩阵键盘并没有采用传统的扫描方式，而是采用51单片机rb端口特有的电平变化中断功能，只要有按键按下，就会在rb端口引脚上读到电平变化，即产生中断，调用中断服务和键盘服务子程序。使用中断法进行键盘设计，大大减轻了单片机无时无刻扫描键盘状态的资源开销。使得设计更加简洁、巧妙。外部中断：考虑到在本次设计中，热释电红外传感器经过biss0001调理电路后是标准开关量信号，故采用单片机的外部中断来实现室内入侵的实时报警。串口

44、通信中断：tc35i和单片机之间的通信是标准232串行通信协议。采用串口接受发送中断方式，使得单片机系统可以与tc35i之间进行实时的交互式通信。图3-2说明了单片机中断系统的工作过程。图3-2 中断系统流程图 3.3.3 ds18b20温度采集软件设计ds18b20 简单的硬件接口是以相对复杂的接口编程为代价。由于ds18b20 通过单总线与单片机进行通讯,所以其通讯功能是分时完成的。是通过严格的时序来实现的,只有在特定的时隙,才能实现ds18b20 数据的写入和读出。如图4-3所示。图3-3 ds18b20工作流程图单片机与ds18b20 的所有通讯都是由一个单片机的复位脉冲和一个ds18

45、b20 的应答脉冲开始的。单片机先发一个复位脉冲,保持低电平时间最少480 s , 最多不能超过960s。然后,单片机释放总线,等待ds18b20 的应答脉冲。ds18b20 在接受到复位脉冲后等待1560 s 才发出应答脉冲。应答脉冲能保持60240 s 。单片机从发送完复位脉冲到再次控制总线至少要等待480 s。3.3.4 ym12864r液晶子程序设计ym12864r是深圳耀宇的一款带st7920驱动的字符型点阵液晶，内置8192 个中文汉字（16x16 点阵）、128个字符（8x16 点阵）及64x256 点阵显示ram（gdram）。带字库的液晶解决了常用t6963c驱动系列液晶大量

46、占用单片机存储单元的问题，一定程度上减轻了单片机的资源开销常用的液晶模块：如t6963c、ks0108、ra8803等驱动芯片，可以使用单片机以并行连接方式进行数据读写。这样单片机可以以总线方式和液晶进行连接，就可以想访问外部ram一样访问液晶，非常适合对液晶显示器的控制。 东华理工大学毕业设计（论文） 系统调试4系统测试1、测试能否采集到信号测试co检测器能否检测到信号：将传感器1号置于正常环境和传感器2号置于一个密闭的玻璃箱中。将示波器分别接1号传感器和2号传感器的输出端，对信号进行采集。将2号传感器所处环境的co浓度，慢慢增加，观察输出信号的变化。当co浓度变化时，2号传感器有很明显的电

47、平变化，所以即可判断传感器工作正常。测试温度传感器能否正确读取温度：根据ds18b20的工作时序驱动其工作，开始测试常温环境下的温度。然后将传感器握于手心，观察温度值的变化。当握住传感器时，其温度慢慢的增加，并逐渐接近人体体温，即可认为温度传感器工作正常。测试热释电红外传感器是否能检测到红外线：将传感器朝向冰冷的墙壁，观察其输出波形，再将传感器朝向电脑显示器，观察其输出波形。在将传感器朝向电脑显示器的时候，明显观察到输出信号有变化。即认为热释电红外传感器工作正常。2、测试人机界面驱动键盘模块和液晶显示模块。首先测试液晶显示模块，将数字09进行显示，如果能正常显示，则说明驱动成功。在驱动液晶的时

48、候要注意时序的问题，还要注意功能子函数的编写，因为一些子函数可能要用到很多次，所以一定要注意完善这些子函数。测试键盘模块，只需将读取的键值在液晶上显示即可。如果不能显示，则检查键盘扫描程序。3、测试gsm模块驱动gsm模块后，在程序中指定用户手机号码，发送任意短信，观察能否接受到信息。如果不能准确地接受到信息，则说明硬件连接或者驱动有问题。首先检查硬件连接电路，在确定硬件没问题后，再检查驱动程序。驱动程序关键是时序的问题。在实际实验的过程中，发现gsm模块一直不能工作，在检查硬件电路的时候，发现一个耦合电容没有焊接好，导致高频干扰信号较大，在重新焊接后还是不能工作。在驱动程序中发现将串口波特率

49、设置得太高了，容易干扰，将波特率降低一点就能正常工作了。东华理工大学毕业设计（论文） 结束语5结束语51 工作成果在keil3开发环境下，运用c语言及汇编语言完成了在51单片机平台下的家具安全报警系统。系统基本上实现了预期的各项功能，达到了任务书中的主要设计内容的各项任务，整个系统也在经过测试和不断地改正之后能够顺利运行。该系统能够实现:1、 能够准确地采集到危险信号，为后续处理夯实了基础；2、 完成了液晶和按键的驱动，包括对按键的读取和在液晶上显示数字和汉字。3、 完成了对gsm模块的驱动，包括硬件的处理和软件的驱动。52 收获体会本次课题设计中，完成了gsm模块与pic单片机交互通信，并通

50、过gsm发送中文短信，以实现将gsm通信技术与电子技术的结合；完成了温度、热释电红外、一氧化碳气体探测的电路设计、数据采集；完成了ym12864r的并行编程，实现了显示初始化界面和动态实时显示警情信息；完成了51单片机系统的设计；完成样机一台。将火情、可燃性气体检测、匪盗检测于融为一体、实现了综合报警的功能，警铃一次报警、手机网络二次报警，更使得家居报警的安全系数大大提高。课题将电子技术、通信技术、检测技术灵活运用在设计中，体现了本课题的创新性、实用性。使用了tc35i模块，实现了家居报警的二次报警功能，给家用安防提出了新的可行方案。使用at89c51单片机作为主控制芯片，具有运行稳定、性价比

51、高的特点。而且本系统更易组网集成，可扩展应用到区域报警监控中心，由于gsm基本无地域界限，传输距离广，使用方便，本系统有着良好的应用前景。东华理工大学毕业设计（论文） 致谢致 谢四年的本科生活即将结束，四年中我得到了许多老师的精心指导和无私的关怀，使我学到了很多知识，掌握了立足于社会的技能。本论文的完成也是在周老师亲自指导下完成的，从论文的方向，到论文的架构，再到论文的具体细节，都得到了周老师孜孜不倦的教导。在论文的写作过程中，也得到了许多同学的宝贵建议，感谢所有关心，支持，帮助过我的良师益友。最后，向在百忙中抽出时间对本文进行评审并提出宝贵意见的专家和老师表示衷心的感谢！东华理工大学毕业设计

52、（论文） 参考文献参考文献1 叶卫，胡俊达.基于tc35i gsm模块的短消息收发系统j.测试测量技术,2008,（05）：27-29 2 邬春明,艾闯,李丹.基于tc35i 的小区远程报警系统j.计算机技术与应用,2007,（11）：129-1323 韦哲,程自峰.基于tc35i gsm 模块的体温数据记录与分析系统的研究j,中国医疗设备,2008,23(2):15-354 周艳丽,魏宗寿.利用tc35i和pc机实现短信息的发送j,电子技术，2007，（15）:188-190 5 张毅刚，彭喜元，董继成.单片机原理及应用.高等教育出版社，2003：1-4226 涂时亮.单片机软件设计技术.重