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      基于單片機智能家庭呼叫系統(tǒng)的設計

      2020-08-14 19:45:44宋艷芳王敬寶顏安
      青年生活 2020年29期
      關鍵詞:智能

      宋艷芳 王敬寶 顏安

      摘要:本文設計制作了一款基于GSM短信模塊的報警系統(tǒng)。該系統(tǒng)就巧妙的避開了這些問題,讓家庭防火防盜更方便、更智能,增加了它的實用性,GSM的優(yōu)點顯而易見,它可以發(fā)送簡單的中文短信,把它所處地的周圍情況發(fā)送到被報警人的手機上[3]。本產(chǎn)品還設計了主動式的紅外傳感器,取締了傳統(tǒng)機械式防盜設備,為火災逃生提高了可能,搭載了溫度傳感器,可以實時監(jiān)測現(xiàn)場的溫度。

      關鍵詞:GSM ;防火防盜;智能;呼叫

      1、總述

      本文設計制作了一款基于GSM短信模塊的報警系統(tǒng)。讓家庭防火防盜更方便、更智能,增加了它的實用性,GSM的優(yōu)點顯而易見,它可以發(fā)送簡單的中文短信,把它所處地的周圍情況發(fā)送到被報警人的手機上。本產(chǎn)品還設計了主動式的紅外傳感器,取締了傳統(tǒng)機械式防盜設備,為火災逃生提高了可能,搭載了溫度傳感器,可以實時監(jiān)測現(xiàn)場的溫度。

      2、系統(tǒng)總體方案

      通過多次方案對比,主控芯片選用了STC89C51,用LCD1602來顯示信息,用溫度傳感器DS18B20來檢測溫度,并判斷出現(xiàn)場有無火災,通過人體熱釋傳感器來判斷是否有可疑人靠近,并采用GSM模塊實現(xiàn)遠程的短信報警,并設立四個獨立按鍵作為輸入器件實現(xiàn)對溫度報警值的設定,并將設定好的限值存儲于AT24C02存儲芯片中。

      3、系統(tǒng)硬件電路設計

      3.1單片機的最小系統(tǒng)

      電源是單片機的能源供給,51單片機需要4.5~5.5v的穩(wěn)定電源來供給,所以我們可以采用手機充電器插頭作為變壓器,連接USB電源線,為單片機提供電能。

      晶振電路采用芯片內(nèi)部的振蕩電路,即在兩個引腳上接入定時元件,內(nèi)部產(chǎn)生自激振蕩,晶振電路要選擇適當?shù)念l率,否則會造成太慢或功耗浪費的弊端,本設計選用了11.0592MHz晶振可以在9600波特率0誤差,利用并聯(lián)電容的方式,可以對晶振電路起到微調(diào)的作用,本設計采用了30pF的電容,到達了預期效果。

      3.2液晶顯示電路設計

      LCD1602液晶,該產(chǎn)品是簡單顯示的顯示屏,可以用來顯示數(shù)字、符號、字母等,該顯示屏具有強大的指令集,可以控制字符完成移動、閃爍等動作,功能強大而且操作簡單,每個字符之間有一定的間隔,所以它不適用于顯示圖形,該款液晶顯示器與單片機有兩種通信傳輸方式,HD44780由兩個八位寄存器,地址計數(shù)器RAM(AC)、顯示數(shù)RAM(DDRAM)、指令寄存器(IR)、字符發(fā)生器RAM(CGRAM)、忙標志(BF)、字符發(fā)生器ROMA(CGOROM)、數(shù)據(jù)寄存器(DR)。

      3.3? GSM模塊與單片機連接電路的設計

      A6是一款集成串口通訊的GSM模塊,單片機采用串口的方式與GSM模塊進行連接,并在URX上串聯(lián)一個1K的電阻用于限流,避免電流過大燒壞單片機,為了使得GSM模塊工作穩(wěn)定所以對GSM模塊進行單獨的電源進行供電,通過軟件程序配置通訊波特率為9600B/s。

      3.4 DS18B20溫度傳感器的設計

      DS18B20溫度傳感器,與其他測量溫度元件不同的是,它的工作方式是直接檢測并顯示出環(huán)境溫度,該款傳感器由DALLAS公司升級改進,相比傳統(tǒng)的測溫元件,它的性能更加強勁,功能更加完善,如功耗低、待機時零功耗、不需要外部輔助器件、電源供給可以使用數(shù)據(jù)線供電更加方便,程序的編輯更加簡單,用戶可以對報警自定義設置,如果出現(xiàn)電源接反的情況,該裝置不會因此而燒毀,只是不能進行正常工作,更突出了新型智能溫度傳感器的實用性。

      3.5蜂鳴器電路的設計

      此款有源蜂鳴器為電磁式,需要5v電源供給,因為工作電流要求較高,單片機的輸出端達不到,所以需要在蜂鳴器和單片機之間加一個放大電路,這里我選用了8550 PNP型三極管,利用單片機的輸出端來控制三極管,在單片機的IO口接一個1千歐的電阻然后再接到三極管的基極,這樣單片機輸出端就成了有源蜂鳴器的工作開關,蜂鳴器就達到了智能報警的效果。

      3.6獨立按鍵電路的設計

      考慮到實際應用中的使用要求,我設計了獨立按鍵,可以實現(xiàn)人機交互,根據(jù)實際環(huán)境情況,來調(diào)節(jié)內(nèi)部設置,該設計主要是針對溫度傳感器在不同溫度環(huán)境下的工作狀態(tài),比如:夏天時,正常溫度就比較高,可以將報警溫度調(diào)至55℃,如果在冬天,可以將報警溫度適當降低,以保證設備的實用性,這樣的設計無疑增加了該設備的適用范圍,在緯度不同的地區(qū),環(huán)境惡劣的廠房,海拔不同的地域都可以通過調(diào)節(jié)報警溫度,來適應環(huán)境,從而達到報警的目的。因為這是金屬按鍵,使用中會有抖動波紋的弊端,所以在編寫程序的時候,需要加上短暫的延時消抖。

      4、系統(tǒng)硬件測試

      系統(tǒng)各個元件全部焊接安裝完之后,需要對電路進行檢查,防止出現(xiàn)各種錯誤,比如:漏焊、虛焊、元件方向錯誤、電路設計錯誤等等,在通電之前及時改正,以防造成不必要的損失。檢測的方法是,將自己焊接的電路板和PCB圖的線路圖對比,仔細檢查每一條線路每一個元件,看好焊點是否焊接牢固,排除漏焊情況,看好元件的擺放方向,防止元件正負極方向錯誤,造成元件損傷。用數(shù)字萬用表檢測電路,萬用表使用前先檢測表的性能是否合格,檢測電路時,打到蜂鳴位置,用兩根表筆連接到元件或需要檢測的電路中進行檢測,這樣可以判斷出,元件的好壞,電路中的虛焊、短路等情況,對檢測出來的錯誤,及時進行修改。

      參考文獻:

      [1]李娣娜,馬惠鋮,王海軍.一種智能窗簾控制系統(tǒng)的設計[J].電子制作,2018(17):3-3.

      [2]趙亮.跟我學51單片機——單片機最小系統(tǒng)組成與IO輸出控制[J].電子制作, 2011(01):75-79.

      [3]潘言全.多路電器遙控器的研究[J].黑龍江科技信息, 2014(16):104-104.

      [4]劉小兵.基于PROTEUS技術的ARM7顯示系統(tǒng)設計與仿真實現(xiàn)[J].電子技術, 2010(09):38-39.

      [5]鐘鵬程.基于51單片機的多功能數(shù)字鐘設計[J].電子制作,2019(07):19-21.

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