基于gsm模块家庭报警系统的设计-毕业设计

基于gsm模块家庭报警系统的设计-毕业设计内容摘要：

， 内部的程序自动从头 开始执行。 一般有上电自动复位和外部按键手动复位，单片机在时钟电路工作以后，在 RESET 端持续给出 2 个机器周期的高电平时就可以完成复位操作。 本设计采用的是外部手动按键洛阳理工学院毕业设计 11 复位电路，需要接上上拉电阻来 提高输出高电平的值。 时钟电路好比单片机的心脏，它控制着单片机的工作节奏。 时钟电路就是振荡电路，是向单片机提供一个正弦波信号作为基准，决定单片机的执行速度。 XTAL1 和 XTAL2 分别为反向放大器的输入和输出 ， 该反向放大器可以配置为片内振荡器。 如采用外部时钟源驱动器件， XTAL2 应不接。 因为一个机器周期含有 6 个状 态周期，而每个状态周期为 2 个振荡周期，所以一个机器周期共有 12 个振荡周期，如果外接石英晶体振荡器的振荡频率为 12MHZ，一个振荡周期为 1/12us。 GSM 短信模块 SIM900A 模块 SIM900A 是一个双频的 GSM/GPRS 模块，工作频段为： EGSM 900MHZ 和DCS1800MHZ。 SIM900A 支持 GPRS multislot class 10/class 8(可选 )和GPRS 编码格式 CS1， CS2， CS3 和 CS4。 SIM900A 采用省电技术设计，在 SLEEP 模式下最低耗流只有 1mA。 此外，该模块内嵌 TCP/IP 协议，扩展的 TCP/IP 命令让用户能够很容易使用 TCP/IP 协议，这些在用户做数据传输方面的应用时非常有用。 SIM900A 尺寸较小，几乎可以满足所有用户应用中的对空间尺寸的要求。 该模块与用户移动应用的物理接口为 68个贴片焊盘，提供了模块和客户电路板的所有硬件接口：键盘和 SPI 显示接口；主串口和调试串口；一路音频接口，包含一个麦克风输入和一个扬声器输出；可编程通用输入 输出接口。 SIM900A 的功能框图和引脚图如图 33 和图 34 所示。 洛阳理工学院毕业设计 12 M O D U L EU S A R TI n t e r f a c eL C DI n t e r f a c eA u d i oI n t e r f a c eS I MI n t e r f a c eA n t e n n aI n t e r f a c eP o w e rI n t e r f a c eG P I OI n t e r f a c e 图 33 SIM900A 功能框图 P W R K E Y1P W R K E Y O U T2D T R3R I4D C D5D S R6C T S7R T S8T X D _ O9R X D _ I1 0D I S P _ C L K1 1D I S P _ D A T A1 2D I S P _ D / C1D I S P _ C S1 4V D D E X T1 5N R E S E T1 6G N D1 7GND18MICP19MICN20SPP21SPN22LINE_R23LINE_L24ADC25VRTC26DBG_TXD27DBG_RXD28GND29SIM_VDD30SIM_DATA31SIM_CLK32SIM_RST33SIM_PRES34P W M 13 5P W M 23 6S D A3 7S C L3 8G N D3 9G P I O 1 / K B R 44 0G P I O 2 / K B R 34 1G P I O 3 / K B R 24 2G P I O 4 / K B R 14 3G P I O 5 / K B R 04 4G N D4 5G N D4 6G P I O 6 / K B C 44 7G P I O 7 / K B C 34 8G P I O 8 / K B C 24 9G P I O 9 / K B C 25 0G P I O 1 0 / K B C 15 1netLED52GND53GND54VBAT55VBAT56VBAT57GND58GND59RF60GND61GND62GND63GND64GND65STATUS66GPIO1167GPIO1268C 3 1S I M 9 0 0 A 图 34 SIM900A 引脚图 其主要引脚功能如下： VBAT： 模块提供 3 个 VBAT 引脚专用于供电。 SIM900A 是单电源供电，电压范围 VBAT= 到 洛阳理工学院毕业设计 13 模式时高达 2A的电流。 GND： 电源地端。 PWRKEY： 通过拉低 PWRKEY 来开启和关闭模块。 用户可以通过拉低PWRKEY 保持至少一秒然后释放来开启和关闭模块。 PWRKEY_OUT： 通过连接 PWRKEY_OUT 和 PWRKEY 一段时间然后释放掉，同样可以开启和关闭模块。 MIC_P、 MIC_N： 音频输入正端和负端。 SPK_P、 SPK_N： 音频输出正端和负端。 STATUS： 指示工作状态。 NETLIGHT： 指示网络状态。 RXD：数据接收。 TXD：数据发送。 RTS：发送请求。 CTS：发送清除。 SIM_VDD： SIM 卡电源。 SIM_DATA： SIM 卡数据信号。 SIM_CLK： SIM 卡时钟信号。 SIM_RST： SIM 卡复位信号。 SIM_PRESE： SIM 卡检测信号。 SIM900 硬件系统设计 SIM900A 在与 ，此时，将 MCU 的 TXD连接到 SIM900A 的 SIMR,将 MCU的 RXD 连接到 SIM900A 的 SIMT上， GND 连接到 GND 上。 若采用 5V 单片机对 SIM900A 模块进行控制时，则需要通过 MAX232 进行电平转换。 正确连接电路后即可对 SIM900A 模块进行调试了。 上电后， D5 指示灯亮后，说明 SIM900A 已经工作。 当网络信号指示灯快闪时，说明 SIM900A 正在搜寻网络，正常情况下在 10S 内会 慢闪（ 3S灭， 1S 亮），此时就可以对模块进行操作，实现收发短信， GPRS 传输数据功能。 SIM900A 硬件连接图如图 35 所示。 洛阳理工学院毕业设计 14 C2D1LEDR61KR810KR31KR7 1KC1100UFC10PWRKEY1PWRKEYOUT2DTR3RI4DCD5DSR6CTS7RTS8TXD_O9RXD_I10DISP_CLK11DISP_DATA12DISP_D/C13DISP_CS14VDD EXT15NRESET16GND17GND18MICP19MICN20SPP21SPN22LINE_R23LINE_L24ADC25VRTC26DBG_TXD27DBG_RXD28GND29SIM_VDD30SIM_DATA31SIM_CLK32SIM_RST33SIM_PRES34PWM135PWM236SDA37SCL38GND39GPIO1/KBR440GPIO2/KBR341GPIO3/KBR242GPIO4/KBR143GPIO5/KBR044GND45GND46GPIO6/KBC447GPIO7/KBC348GPIO8/KBC249GPIO9/KBC250GPIO10/KBC151LED52GND53GND54VBAT55VBAT56VBAT57GND58GND59RF60GND61GND62GND63GND64GND65STATUS66GPIO1167GPIO1268C4SIM 900AC6VCC_4VCC_4VCC_4SYNCSIM_TXDSIM_RXDRFSIMVCC SIMDATA SIMCLK SIMRST1J2CON1C522pFR222RR422RR122RSIMVCCSIMDATASIMCLKSIMRSTC3100nF163452R5SMF05CVCC1RST2CLK3I/O7VPP6GND5J1SIMFD2LEDQ1NPNR91KR10VCC_4SYNCV+2C1+1C13C2+4C25V6T1OUT14T2OUT7R1OUT12R2OUT9R2IN8R1IN13T1IN11T2IN10VCC16GND15U1MAX232CPEC8C11C7VCC_4C9+5VMCU_RXD SIM_TXDSIM_RXDMCU_TXD 图 35 SIM900A 硬件连接图 红外传感器模块 发射部分 本设计部分采用的是红外 发射 管，红外发射管是一种能够发射红外线的二极管， 其红外线的发射强度与流过管子的电流强度有关， 电流越小，红外线强度就越小， 电流越大，红外线强度就越大。 红外发射管额定电压范围为 ~，最大整流平均电流 IF 在 20mA 左右。 为了使设计能够达到理想的效果，流过管子的电 流在 15mA 比较合适。 单片机不能提供这 么大的驱动电流，所以需要采用三极管放大电路，本设计采用的是比较常用的 NPN 型三极管 S8050，其放大倍数在 50~100 之间 ， 能够满足设计要求。 经过 分析 计算， 分压 电阻 R2 的阻值为 220，三极管的栅极 通过一个 的限流电阻 连接到单片机的 口，单片机通过控制 口电平的高低来控制红外线的发射与否。 发射电路如图 37 所示。 洛阳理工学院毕业设计 15 +5VD3220R1P10Q1S8050R6 图 37 红外发射电路 接收部分 红外 接收 电路如图 38 所示， 红外接收部分主要由一个 2M 的电阻和一个红外接收管组成。 在电阻 和红外接收管之间引出一个输出端，此 端点即为 模拟 信号输出端。 红外接收管 能够接收外界的红外线，并且随着外界的红外线强度增强而导通能力变大，当其感应到的红外线强度足够大时，其完全导通，相当于一 个阻值很小的可变电阻，此时按照图中的分压原理将会输出低电平，同理，当红外接收管接受不到红外发射管发出的红外线时，其被阻断，此时电路输出高电平。 但是，无论是高电平还是低电平，这个输出信号都是模拟量，所以换需要将它转换成数字量，才会被单片机识别， 本设计 最初采用电压比较器 LM393 对信号进行模数转换 ，但是经过长时间努力的调试，仍 未能使输出达到理想的效果，最后我采用了一个 NPN 型三极管 S8050 对模拟信号进行处理 ，较好的解决了高低电平差值太小的问题。 当接受管接收到红外线时导通，输出端输出低电平 0V，此时，三极管S8050 截止，单片机 口接收到高电平，当有人遮挡住红外的收发过程，洛阳理工学院毕业设计 16 红外接收管接收不到红外线，开路，此时输出端为高电平，三极管 S8050导通， P32 端为低电平。 当红外收发被遮挡住时，单片机会检测到红外接收部分的电平 高低变化 ， 由于接到 口为外部中断口，所以，在中断服务程序中进行相应操作。 然后进行声光报警，并通过 GSM 模块向用户发送报警信息。 D2+5V2MR42KR7Q2S80。