基于单片机的GSM防火防盗系统软硬件实现

图 1 单片机最小系统 3.2 温度信号采集 采用 DS18B20 来采集温度信号，该原件为三引脚结构。三个引脚分别为 VCC，信 号，GND，信号与单片机的 IO 口连接，就可以了，如图 2 所示。
图 2 DS18B20 使用电路 3.3 烟雾浓度检测 采用 MQ-2 烟雾浓度检测模块，该模块输出为与浓度相关的模拟量，后续需 要 AD 芯片转为数字量给单片机读取。 加上 ADC0832 转换后的电路图如图 3 所示。 ADC0832 一共用到 3 个单片机的 IO 口， 分别是片选(ADC_CS)， 时钟信号(ADC_CLK) 以及数据信号(ADC_DIO)。
unsigned char ADC0832_read(bit SGL,bit ODD) { unsigned char i=0,value=0,value1=0; SCL=0; DO=1; CS=0; //开始 SCL=1; //第一个上升沿 SCL=0; DO=SGL; SCL=1; //第二个上升沿 SCL=0; DO=ODD; SCL=1; //第三个上升沿 SCL=0; //第三个下降沿
//把总线拿低读时间隙开始 //读数据是低位开始 //释放总线 //开始读写数据 //60us 读一个时间隙最少要保持
4. 从 18B20 读取 2 个字节的温度数据 /*---------------------------------------------------------------------------*/ //函数功能:从 18B20 读取两个字节的温度值 //输入参数:无 //输出参数:无 //输入输出参数:无
void DS18B20_init(void) { bit q; DS18B20_IO = 1; delay_uint(1); DS18B20_IO = 0; delay_uint(80); DS18B20_IO = 1; delay_uint(10); q = DS18B20_IO; delay_uint(20); DS18B20_IO = 1; }
四 软件模块设计 对应各个硬件模块，设计软件模块，分成几个部分：
4.1 温度传感器模块 读取 18B20 的代码主要是遵循协议针对内部寄存器进行操作，主要函数有 1. DS18B20_init 该函数在每次读取的时候使用，具体代码如下： /*---------------------------------------------------------------------------*/ //函数功能:初始化 18B20 //输入参数:无 //输出参数:无 //输入输出参数:无 //返回值:无 //创建日期: /*---------------------------------------------------------------------------*/
二 系统设计 针对以上需求，初步制定系统设计方案如下： 1． 采用国内市场占有率很高的 STC 单片机，选择 STC89C52 为主控芯片进行开发，该款单 片机供货量大且稳定，具有 ISP 功能，方便系统更新固件。并且，可以用最为流行的 51 单片机开发环境 Keil 进行开发。 2． 温度传感器选用 Dallas 公司的 DS18B20，只占用一根 IO 口线，使用方便，且网上资料 齐全。 3． 采用 MQ-2 烟雾浓度传感器外加 ADC0832 模数转换，或者使用串行数据端口，相比原 先的并行 AD 芯片，占用 IO 少。 4． 采用红外热释电模块检测外部入侵状态，获取有无外物进入检测区。 5． 采用西门子 TC35 型 GSM 模块，具有串口控制命令，方便与单片机通信。 6． 采用矩阵键盘来获取手工输入的手机号码， 并使用 STC 单片机内部的 EEPROM 实现号码 保存。 7． 采用 LED 灯以及蜂鸣器实现声光报警。 8． 采用 ISD1820 或者 1760 语音模块实现语音报警。 9． 采用 LCD1602 模块实现数据信息显示。 三 硬件详细设计 3.1 单片机最小系统 单片机最小系统包括电源，晶振，串口 ISP，复位等，这些已经是固定模式了，一些原 件的数值都是标准的，这里不再赘述。最小系统如图 1 所示。
图 3 烟雾浓度模块与 ADC0832 连接图 3.4 入侵检测 采用红外热释电模块检测入侵状态，该模块只提供一个 IO 信号表示是否有 检测到入侵，电路图如图 4.
图 4 红外热释电与单片机接口 3.5 TC35 短信模块 该模块采用串口进行操控，方便与单片机通信，接口电路与串口相同，不再 单独列出。 3.6 矩阵键盘 常见的矩阵键盘是 4*4 型，行列各 4 个 IO 口，刚好用足一组 IO，电路图如 图 5 所示。
4.3 红外热释电 就是单个 bit 的读取，这个是单片机的基本操作，不再赘述 4.4 TC35 短信模块操作 就是针对串口的操作，具体参考 TC35 的使用手册，按照手册的要求发送数 据到串口，就能实现。 例如要求 TC35 模块发送报警信息到指定手机的程序如下：
void send_alarm_msg (uchar *p) { chang_phone(TC_PUD_4,p); //号码交换 要是字符的 TC_send(TC_MSXZ_0,sizeof(TC_MSXZ_0) - 1); delay_1ms(300); send_uart0_dat(TC_CMGS,sizeof(TC_CMGS) - 1); TC_send(TC_CMGS_NUM_ydyz,sizeof(TC_CMGS_NUM_ydyz) - 1); //发总 长度 delay_1ms(300); send_uart0_dat("00",2); //前面在加两个 “00 “ send_uart0_dat(TC_PUD_3,sizeof(TC_PUD_3) - 1); send_uart0_dat(TC_PUD_4,sizeof(TC_PUD_4) - 1); //对方手机号
4.2 烟雾浓度检测模块 该模块的实际内容就是读取 ADC0832 的数据
//初始化 18b20 //跳过 64 位 ROM //发出读取暂存器命令
//读温度低字节 //读温度高字节
//把温度的高位左移 8 位 //把读出的温度低位放到 value 的低八位中 //转换到温度值 小数 //返回读出的温度 带小数
基于单片机的 GSM 防火防盗系统软硬件实现
最近做完一个单片机防火防盗报警器的项目， 刚接到项目也是一头雾水， 网上的东西也 大多是论文而非实现， 对照那些理论重新写代码估计要花费很多时间精力， 淘宝上的实现很 多但契合需求的不多，在淘宝上找了好久花了点钱买了一个相似的代码（后续附链接） ，然 后自己改改很快完工。 现根据自己的心得详细整理这个项目的方方面面， 特别是梳理清这个 项目的条理以及代码逻辑，希望后来者少走一些弯路。 一 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 需求 采用 51 单片机开发 多路温度检测功能，至少 3 路 火灾检测功能 入侵检测功能 短信提醒功能 短信绑定的手机号码可修改，最多绑定两个号码 声光报警功能 语音报警功能，在检测侵入时候播放语音 液晶显示，显示工作状态与报警信息
图 7 继电器电路 3.9 LCD 模块 LCD1602 是最常用的液晶显示模块，可以显示 16*2 一共 32 个字符，一般的 应用足够。与单片机的接口电路如图 8 所示。1602 是并口操作的液晶，占用 IO 口较多，如果系统的 IO 资源不够，可以考虑使用串口的液晶模块。
图 8 1602 接口电路
//把总线拿高 //15us //给复位脉冲 //750us //把总线拿高 等待 //110us //读取 18b20 初始化信号 //200us //把总线拿高 释放总线
其中的延迟函数可以具体参考数据手册，满足一定范围即可。 2. DS18B20_write 该函数往内部寄存器写数据，当然写命令也是一样道理 /*---------------------------------------------------------------------------*/ //函数功能:往 18B20 内部写数据 //输入参数:要写的数据 //输出参数:无 //输入输出参数:无 //返回值:无 //创建日期: /*---------------------------------------------------------------------------*/
3. DS18B20_read /*---------------------------------------------------------------------------*/ //函数功能:从 18B20 读取一个字节数据 //输入参数:无 //输出参数:无 //输入输出参数:无 //返回值:读取到的一个字节 //创建日期: /*---------------------------------------------------------------------------*/
图 LED 灯 蜂鸣器和 LED 灯是常见的数字量控制元件，分别占用一个 IO 口，电路如图 6 所示。
图 6 蜂鸣器和 LED 接口电路 3.8 语音模块 采用 ISD1820 语音模块实现语音播放，该模块支持自己录音，灵活快捷。电 路图上， 采用一个继电器的常开触点与语音模块的常开按键连接，就可以实现单 片机控制继电器吸和，进而播放语音的功能，电路图如图 7 所示。
//返回值:读取到的温度数据 //创建日期: /*---------------------------------------------------------------------------*/
uint DS18B20_read_temperature(void) { uint value; uchar low; DS18B20_init(); //初始化 18b20 DS18B20_write(0xcc); //跳过 64 位 ROM DS18B20_write(0x44); //启动一次温度转换命令 delay_uint(50); //500us DS18B20_init(); DS18B20_write(0xcc); DS18B20_write(0xbe); EA = 0; low = DS18B20_read(); value = DS18B20_read(); EA = 1; value <<= 8; value |= low; value *= 0.0625; return value; }