单片机课程设计智能家居系统.doc

1、徐州师范大学物电学院课程设计报告课 程 名 称： 单片机课程设计 题 目：基于 GSM 的智能家居系统设计与实现专 业 班 级： 学 生 姓 名： 学 生 学 号： 日 期： 2011 年 6 月 指 导 教 师： 物电学院教务部印制说明：1、报告中的第一、二、三项由学生在课程设计开始前填写，由指导教师指导并确认签字。2、学生成绩由指导教师根据学生的设计情况给出各项分值及总评成绩，并填写成绩评定表。3、所有学生必须参加课程设计的答辩环节，凡不参加答辩者，其成绩一律按不及格处理。答辩小组成员应由 2 人及以上教师组成。答辩后学生根据答辩情况填写答辩记录表。4、报告正文字数一般应不少于 3000

2、字，也可由指导教师根据本门课程设计的情况另行规定。5、平时表现成绩低于 6 分的学生，取消答辩资格，其该课程设计成绩按不及格处理。6、课程设计完成后，由指导教师根据完成情况写出总结。7、此表格式为徐州师范大学物理与电子工程学院提供的基本格式，指导教师可根据本门课程设计的特点及内容做适当的调整。一、课程设计目的、任务和内容要求：随着经济的快速增长，快节奏的生活状态使得人们越来越注重生活的质量和品位。如何建立一个高效率、低成本的智能家居系统已成为当今世界的一个热点问题。目前，国内外各种类型的智能家居产品越来越多，其中大部分是基于电话网的安防控制系统。但在我国，家庭电话用户正逐步减少，且电话线路易被

3、破坏，故此类产品有一定局限性。随着电信 GSM 网络覆盖范围的广阔化、无缝化、以及手机的日益普及为基于 GSM 网络的智能家居系统提供了巨大的应用空间 1。本文所介绍的基于 GSM 网络的智能家居系统采用 GSM 模块进行短信息收发，以单片机为控制核心，进行信息反馈和远程控制，实现了远程报警、远程遥控等功能。具体设计任务如下：1熟悉 GSM 的工作原理；2写出智能家居系统的设计方案；3用硬件加以实现；4写课程设计报告。二、进度安排：第3 天： 查找资料，熟悉的设计原理，给出设计总体方案；第 46 天： 各模块的详细设计；第 712 天： 硬件连线，调试；第 1314 天：写课程设计报告。三、主

4、要参考文献：1 杨利平基于网络技术的远程智能家居系统J仪器仪表学报，2009 ,25 (4):309-311.2 刘松,赵忠,孙学磊.基于 GSM 的远程家庭智能监控系统设计J. 电子测量技术,2009,32(1):89-91.3 张俊 . SMS 短消息传输的远端控制技术及其实现J .仪器仪表学报,2003 ,24 (4) :610-611.指导教师签字： 年 月 日徐州师范大学物理与电子工程学院课程设计报告- -目 录摘 要 IIAbstract . II1 引言. 12 系统工作原理及主要功能 .12.1 系统工作原理 .2 3 主要功能模块.33.1 单片机控制模块 .4 3.2 GS

5、M 模块 .5 3.3 传感器模块 .6 3.2 液晶显示模块 .7 4 硬件接口电路设计. 74.1 单片机与 GSM 模块的连接.74.2 电器控制电路.7 5 系统软件设计.85.1 AT 模式选择及 AT 指令.8 5.2 系统软件的设计.8 6 结论.9参考文献 .9 附录 1 主要程序代码 .10 附录 2 TC35 模块电路 .27徐州师范大学物理与电子工程学院课程设计报告- I -摘 要摘要：介绍了一种基于 GSM 网络的智能家居控制系统的工作原理及主要功能。采用 STC 单片机为系统控制核心，对家庭中可能出现的意外情况用各种传感器进行采集，利用 GSM 模块的短信收发功能，实

6、现远程安防及家电控制。实践证明本系统性能可靠，成本低，可广泛应用于现代住宅中。关键词（小 4 号 黑体 顶格）：智能家居；GSM 模块；传感器；远程控制AbstractAbstract：Describes a network based on GSMof Smart Home Control system works and the major functions.Using the STC microcontroller for system control by the core, with the family situation that may arise unexpectedly

7、collected by various sensors,make use of the send and receive SMS function of the GSM module, remote security and appliance control. Practice has proved that the systemis reliable, low cost, can be widely used inmodern houses.Keywords：smart home; GSMmodule; sensor; remote control徐州师范大学物理与电子工程学院课程设计报

8、告- 0 -1 引言随着经济的快速增长，快节奏的生活状态使得人们越来越注重生活的质量和品位。如何建立一个高效率、低成本的智能家居系统已成为当今世界的一个热点问题。目前，国内外各种类型的智能家居产品越来越多，其中大部分是基于电话网的安防控制系统。但在我国，家庭电话用户正逐步减少，且电话线路易被破坏，故此类产品有一定局限性。随着电信 GSM 网络覆盖范围的广阔化、无缝化、以及手机的日益普及为基于 GSM 网络的智能家居系统提供了巨大的应用空间 1。本文所介绍的基于 GSM 网络的智能家居系统采用 GSM 模块进行短信息收发，以单片机为控制核心，进行信息反馈和远程控制，实现了远程报警、远程遥控等功能

9、。2 系统工作原理及主要功能2.1 系统工作原理图 1 为智能家居系统的工作原理图 2。系统在正常工作时处于低功耗监控状态，一旦发生警情即各类传感器检测到异常信号(如盗窃、火警、煤气等)时，单片机通过从不同引脚接收到的信号同预先存储在 ROM 中的信息进行对比，判断出异常情况的类型，然后将报警信号由串口传送给 GSM 模块，最后将报警短信发送给用户，几秒钟后，用户的手机上就可以接收到报警短信，提醒用户采取措施。另外用户可通过发送短信，由 GSM 模块接收，经单片机解码后，驱动系统中的电器控制电路去控制相应的家电，从而实现远程控制电器工作的目的 3。系统的主要功能：(1)自动报警功能：当用户住宅

10、出现异常情况时，系统会自动发送报警短信给预先设定手机号码的用户，直至用户回复为止。(2)家电控制功能：接收用户发送来的控制命令，实现短信的译码功能，并由单片机根据相应的译码来实现不同家电工作及停止功能。徐州师范大学物理与电子工程学院课程设计报告- 1 -单片机控制中心红外传感器烟雾传感器煤气传感器家电控制电路家电GSM 模块图 1 系统设计原理图3 主要功能模块3.1 单片机控制模块系统的控制器选用 STC89C52RD+单片机，8 位 STC89C52RD+单片机是 STC 公司生产的一款 51 单片机，具有运行稳定、价格便宜等特点。其支持的最高时钟为40MHz，内部包括 8 kB 的 Fl

11、ash 程序存储器 ROM 、256B 的数据存储器 RAM，具有 ISP 在线编程功能，大大减少了开发复杂度，同时可节省购买编程器的额外投入。图2 为单片机控制模块电路图。徐州师范大学物理与电子工程学院课程设计报告- 2 -图 2 单片机控制模块3.2 GSM 模块本系统设计使用的 GSM 模块是 Siemens 公司的 TC35I。TC35I 是 Siemens 公司推出的新一代无线通讯模块，可以快速安全地实现数据、语音的传输、短信息服务（SMS ）和传真等功能，可以工作在 GSM 900 kHz 和 1 800 kHz 两个频段，RS232 数据口符合 ETSI 标准 GSM0707 和

12、 GSM0705。通过独特的 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 天线连接器，可分别连接 SIM 卡支架和天线。该模块向用户提供标准的 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 模块主要由 GSM 基带处理器、GSM 射频模块、供电模块(ASIC)、闪存、ZIF 连接器、天线接口六个部分组成 4。TC35I 构成框图如图 3 所示。徐州师范大学物理与电子工程学院课程设计报告- 3 -电 源 部 分GSM 射频部分 GSM 基带处理器天线接口 FLAS

13、H40芯ZIF插座图 3 TC35I 构成框图3.3 传感器模块本系统传感器模块由一组功能不同的传感器构成，用于各种异常情况监测。防盗窃使用红外线反射型传感器，将红外线反射型传感器安装在通道的位置或门窗的两侧，当有人进入时红外线反射型传感器就会检测出来，检测信号通过转换电路转换成低电平，然后送去给单片机，单片机对应引脚检测到送来低电平后就会启动防盗报警系统工作。防火使用离子式烟雾传感（SS-668） ，通过监测烟雾的浓度来实现火灾防范。烟雾报警器内部采用离子式烟雾传感，当一定量烟雾进入烟雾传感器的反应腔，引起电路电平变化。离子式烟雾传感器是一种技术先进，工作稳定可靠的传感器，为火灾预防和早期发现提供帮助。燃气传感器使用金属氧化物半导体传感器（或称 MOS） 。MOS 也可以用来检测毒性水平。它由一个金属氧化物半导体的传感器件（如氧化物 SnO2）构成。在新鲜空气条件下，它的电导较小，而一旦接触还原性气体或者易燃易爆气体，电导会增加引发检测电路电平跳变从而启动报警系统工作。注：由于时间所限，本系统中，除红外报警电路外，烟雾传感器报警电路和煤气传感器报警电路均采用按键模拟的方法实现。红外报警电路如图 4。