遠程紅外警報系統的設計實現畢業設計論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 電路的前提下,可支持FR、HR和EFR語音信道編碼。TC35內部結構如圖310所示。圖310 T35內部結構框圖TC35i主要特性與技術指標包括以下幾點：頻段為雙頻GSM900MHz和GSMl800MHz (phase 2/2+)。支持數據、語音、短消息和傳真。高集成度(36mm)。質量為9g。~。可選波特率300bps~115kbps,動波特率 ~115kbps。流消耗——,空閑狀態為25mA,發射狀態為300mA(平均),。溫度范圍 ——正常操作20℃~+55℃,存放30℃~+85℃。SIM電壓為3V/。 RS232電平轉換電路設計TC35的數據輸入/輸出引腳需要通過MAX232進行電平轉換后連接到單片機的串行口。單片機通過串行口對TC35進行訪問和讀。MAX232是TTL轉RS232的電平轉換電路。這里使單片機串行口的TTL電平能夠與TC35通信口的RS232電平能夠互相轉換，這樣才能進行通信。　　RS232是早期為公用電話網絡數據通信而制定的標準，其邏輯電平與ITL/CMOS電乎完全不同。邏輯0規定為+5 +15V之間，邏輯1規定為5～15V之間。由于RS232發送和接收之間有公共地，傳輸采用非平衡模式，因此共模噪聲會耦合到信號系統中，其標準建議的最大通信距離為15米。RS232規定的電平和一般微處理器的邏輯TTL電平不一致，必須進行電平轉換，實現邏輯電平轉換可以采用MAX232芯片的轉換接口 MAX232芯片是美信公司專門為電腦的RS232標準串口設計的接口電路,使用+5v單電源供電。MAX232的引腳圖和內部結構圖如下圖所示： 圖311 MAX232的引腳圖和內部結構圖MAX232的內部結構基本可分三個部分：第一部分是電荷泵電路。由6腳和4只電容構成。功能是產生+12v和12v兩個電源，提供給RS232串口電平的需要。第二部分是數據轉換通道。由11114腳構成兩個數據通道。其中13腳（R1IN）、12腳（R1OUT）、11腳（T1IN）、14腳（T1OUT）為第一數據通道。8腳（R2IN）、9腳（R2OUT）、10腳（T2IN）、7腳（T2OUT）為第二數據通道。TTL/CMOS數據從T1IN、T2IN輸入轉換成RS232數據從T1OUT、T2OUT送到電腦DP9插頭；DP9插頭的RS232數據從R1IN、R2IN輸入轉換成TTL/CMOS數據后從R1OUT、R2OUT輸出。第三部分是供電。15腳DNG、16腳VCC（+5v）。MAX232包含兩路驅動器和接收器的RS232轉換芯片。圖312為實際電路。芯片內部有一個電壓轉換器，可以把輸入的+5v電壓轉換為RS232接口所需的177。10V電壓，尤其適用于沒有177。12V的單電源系統。圖312 MAX232實現的RS232接口本設計中單片機與TC35的通信接口電路如下圖所示，TXD和RXD分別連接到單片機的串行口上，經過MAX232進行電平轉換送給TC35，C3和C4 兩個電容和芯片內部構成電荷泵電路，為電路產生+12v和12v的電壓。圖313 單片機與TC35接口電路 TC35模塊外圍電路設計TC35的數據輸入/ 輸出接口實際上是一個串行異步收發器，符合ITUT RS232接口標準。它有固定的參數；8位數據位和1 位停止位，無校驗位，波特率在300bps~115kbps之間可選，硬件握手信號用RTS0/CTS0。TC35模塊的電平轉換及外圍電路如圖311所示。TC35有40個引腳通過一個ZIF(Zero Insertion Force,零阻力插座) 個引腳可以劃分為5 類,即電源數據輸入/ 輸出、SIM卡音頻接口和控制、第1~14 腳為電源部分、1~5 為電源電壓輸入端Vbatt+、6~10 為電源地GND，112為充電引腳，13為對外輸出電壓(共外電路使用)，14 為ACCUTEMP接負溫度系數的熱敏電阻。24~29為SIM卡引腳分別為CCIN、CCRST、CCIO、CCCLK、CCVCC、和CCGND。33~40 為語音接口，用來接電話手柄。13和32腳為控制部分：15為點火線IGT(Ignition)，當TC35i通電后必須給IGT 一個大于100ms 低電平。模塊才啟動；30為RTC backup，31為Power down，32 為SYNC。16~23為數據輸入/ 輸出分別為DSR0、RING0、RxD0、TxD0、CTS0、RTS0、DTR0、和DCD0。圖314 TC35模塊外圍電路圖圖314中，TC35的1~5 為電源電壓輸入端，這里接入5V電源；6~10 為電源地，接入電源負極；模塊上電后，為使之正常工作，必須在15腳(IGT)加時長至少為100ms的低電平信號，且該信號下降沿時間小于1ms。啟動后，15腳的信號應保持高電平。電路圖中采用了類似于單片機上電復位的電路設計，當系統上電時，由于電容C6兩側電壓不越變，電容C6和電阻R6之間的電壓為5V的高電平，之后隨著電容的充電而變為低電平。TC35模塊需要的復位啟動信號為長于100ms的低電平信號。因此電路中設計了40106施密特特性的反相器對復位信號進行處理。40106不僅將復位信號取反，使復位信號電平符合TC35的輸入需要。而且對復位信號進行了整形，保證其下降沿時間小于1ms。使TC35可靠啟動。TC35的24~29腳為SIM卡引腳，分別用來連接SIM卡相應的引腳，SIM引腳中的 CCIN 引腳用來檢測 SIM 卡支架中是否插有 SIM 卡。當插入 SIM 卡，該引腳置為高電平時，系統方可進入正常工作。這里通過上拉電阻R1接入CCVCC.TC35的SYNC引腳有兩種工作模式，一種是指示發射狀態時的功率增長情況，另一種是指示 TC35 的工作狀態。本模塊使用的是后一種功能，即當LED熄滅時,表明TC35處于關閉或睡眠狀態；當 LED 為“600ms 亮/600ms 熄”時，表明 SIM 卡沒有插入或 TC35 正在進行網絡登錄；當LED為“75ms亮/3s熄”時，表明 TC35已登錄到網絡，處于待機狀態。三極管Q1這里起驅動發光二極管的作用。 報警電路設計紅外探測電路檢測到有人活動時，現場要發出報警信號。為了給入侵者以震懾，嚇跑入侵者，報警電路應該保證足夠的功率。報警電路的電路圖如圖315所示：圖315 報警電路圖單片機的輸出加到報警音樂集成電路KD9561的SEL1腳上，當輸入為高電平時，觸發報警，KD9561輸出報警音響信號；當輸入為低電平時，停止報警音響輸出。KD9561是專用報警音樂集成電路，只需要簡單的外圍元件就可以輸出報警音頻信號，SEL1腳是報警音響選擇端，報警音頻信號從OUT引腳輸出，通過電容C11耦合給后級電路。但KD9561輸出的這一音頻信號還比較微弱。需要音頻功放電路才可以使輸出的報警功率足夠大。TDA2003是專用音頻功率放大電路。輸出功率達10W，圖71中功放部分是TDA2003的典型應用電路，元件參數選取典型數值，音頻信號通過2腳輸入，通過改變可調電阻R30，可以調整報警音量的大小。報警電路音量調整及揚聲器的安裝要注意其防破壞的措施，避免報警裝置被入侵者輕易破壞，失去報警作用。 電源電路設計遠程紅外報警系統中單片機和TC35模塊等電路都需要穩定的5V電壓供電。系統電源部分的電路原理圖如圖316所示。交流220V經變壓器降壓后送到由四個整流二極管構成的全橋整流電路整流，經過整流后交流電壓轉換成了脈動直流，在經過電容的濾波后送到三端集成穩壓電路7805的輸入端，經7805的穩壓后為控制電路提供穩定的5V電壓。再經電容C20濾波后，進一步提高電源的品質，保證系統控制部分電源的供電品質。圖316 系統的電源部分電路圖第四章 系統的軟件部分設計 TC35模塊的編程 與SMS有關的GSM AT指令介紹 Command接口,提供了一種移動平臺與數據終端設備之間的通用接口。在短消息模塊收到網絡發來的短消息時,能夠通過串口發送指示消息,數據終端設備可以向GSM模塊發送各種命令。與SMS有關的GSM AT指令如表1所列。GSM AT指令集,是由諾基亞、愛立信、摩托羅拉和HP等廠家共同為GSM系統研制的,其中包含了對SMS(Short Message Service)的控制。表41 與SMS相關的GSM AT指令　　 本圖裁剪成這樣設置短消息中心 AT+CSCA=?+8613800270500回車(具體的號碼由當地的運營商決定)。接收短消息+CMTI:SM，X(X表示接收短消息的SIM卡存儲號碼) AT+CMGR=X回車 (從X存儲區讀短消息)。 AT+CMGD=X回車 (從X存儲區刪除短消息)。發送短消息 AT+CMGF=1回車(采用文本格式發送，如用PDU格式，則AT+CMGF=0)。AT+CMGS=?+8613xxxxxxxxx回車 輸入短消息。Crtl+Z結束并發送。重要的指令 ATZ。E 回車 Echo OFF ATZ。E1回車 Echo ON AT+CREG？回車 回答x(X=2脫網，X=1注冊，X=0狀態不明) AT+COPS？回車 表示SIM卡是否被網絡接受 AT+COPS=?回車 顯示所有可用的網絡。建立語音呼叫 AT+CREG？回車(是否網絡注冊) ATD13xxxxxxxxx；回車(語音呼叫和數據呼叫建立的區別在于號碼后所接的分號上)。改變并保存參數 AT+IPR=2400 回車(改變RS232口的速率至2400bps) ATamp。W 回車 (保存已改參數) 輸入PIN碼 AT+CPIN=?xxxx 。SMS共有三種模式： Block Mode 基于AT命令的PDU Mode 使用Block模式需要手機生產廠家提供驅動支持，目前，PDU Mode 已取代 Block Mode, Text Mode比較簡單。使用Text 模式收發短信代碼簡單，實現起來十分容易，但最大的缺點是不能收發中文短信；而PDU模式不僅支持中文短信，也能發送英文短信。PDU 模式收發短信可以使用3 種編碼：7bit、8bit和UCS2 編碼。7bit 編碼用于發送普通的ASCII 字符，8bit 編碼通常用于發送數據消息，UCS2 編碼用于發送Unicode字符。一般的PDU編碼由A B C D E F G H I J K LM 十三項組成。A：短信息中心地址長度，2 位十六進制數(1 字節)。B：短信息中心號碼類型，2 位十六進制數。C：短信息中心號碼，B + C 的長度將由A 中的數據決定。D：文件頭字節，2 位十六進制數。E：信息類型，2 位十六進制數。F：被叫號碼長度2 位十六進制數。G：被叫號碼類型，2 位十六進制數取值同B。H：被叫號碼長度，由F 中的數據決定。I：協議標識，2 位十六進制數。J：數據編碼方案，2 位十六進制數。K：有效期，2 位十六進制數。L：用戶數據長度，2 位十六進制數。M：用戶數據，其長度由L 中的數據決定。J 中設定采用UCS2 編碼，這里是中英文的Unicode 字符。以下是用串口調試助手成功發送的中文短信息完整過程，短信中心號碼：13800513500 短信接收方號碼：13306285091 短信內容：晚上好123 。AT(回車）通訊握手OKAT+CMGF=0設置為PDU模式，因為要發送中文漢字OKAT+CMGS=6發送短消息的字節數表示可以接收數據0891683108503105F011000B813103265890F10008A90C665A4E0A597D003100320033包含短信中心、接收方手機號碼和短信內容的數據1A發送結束標志，一定要十六進制大寫模式，不是ASIC碼。（可以在串口調試助手中勾選十六進制選項）只有最后發送1A十六進制碼后短信才會被成功發出！+CMGS: 45OK表示第45條短信發送成功下面分析這條信息：08——表示短消息中心地址長度；91——表示短消息中心號碼類型；68——中國代碼；3108503105F0——表示短消息房層中心號碼13800513500 ；1100——表示發送短消息的編碼方式；0B——表示目的地址長度；81——表示目的地址類型；683103265890F1——表示接收短消息的手機號碼為13306285091 （前面68是固定的，后面的手機號碼每2位掉換一下位置，最后一位前面加入F）3208——表示發送中文字符方式；0C——表示短消息長度；665A4E0A597D003100320033——表示發送中文字符的UNICODE碼漢字的中文內碼： 665A{晚} 4E0A{上} 597D{好} 0