基于嵌入式平台的智能化家居系统设计方案

- 1 - 基于嵌入式平台的智能化家居系统 设计方案 一、设计题目 基于嵌入式平台的智能家居系统设计 二、设计要求 基于嵌入式智能家居控制系统主要由系统服务器、家庭控制器 (各种模块 )、各种路由器、电缆调制解调器头端设备 换机、通讯器、控制器、无线收发器、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等部分组成。 设计重点完成基于嵌入式系统平台的家居控制中心设备的结构、功能。 系统采用 各类家居传感器设计制作一款智能家居控制系统样机。系统 使用 入式系统。系统 设计主要包括：系统硬件的设计与调试和控制软件的编写与调试。 本次基于嵌入式的智能化家居系统的设计，选择高性能的 核心的控制芯片，植入 C/时操作系统。设计围绕智能家居中的智能照明、电动窗帘、背景音乐、安防报警、远程控制等方面以 硬件开发平台，为设计具有实用性高、性价比高的智能化产品做市场调研，为在智能家居方向发展提供科技展望理念。本系统设计主要包括智能照明控制电路、电动窗帘控制电路、家用电器控制电路、环境监测电路、安防报警电路、远 程控制电路和单片机集中控制与人机对话部分。其中，智能照明控制电路包括对多地、多个照明设备的同时或分开控制；电动窗帘控制电路则是根据需求自动控制窗帘，主要是通过控制电机的正反转来实现；家用电器控制电路主要是控制是否需要开启电器设备，包括电视、音乐播放器、空调等等；环境监测电路主要通过传感器获取室内温度、湿度、烟雾浓度等；安防报警电路主要对室内防盗等提供技术保障；远程控制电路包括用户在外地通过手机或者互联网对家中相应设备实现控制与信息交流等；单片机集中控制与人机对话部分主要是将各部分信息收集到单片机进行集中处理 ，根据户主需求，执行相应的控制命令与操作，实现人机对话等。 三、设计作用与目的 通过本次基于 C/智能家居控制系统，熟悉并初步掌握 C/编程与实际应用。了解智能家居的发展历程与前景，熟悉智能家居的常见控制系统的组成与控制对象。加深对嵌入式概念的理解以及对相关知识的掌握，使自己的系统 - 2 - 设计提升一个等级，朝着科技发展前沿靠近，学会分析嵌入式未来的发展趋势以及其在控制系统中正在扮演或即将扮演的重要角色。 基于 C/智能化家居系统的设计，初步了解 智能家居的发展动态。高性能的 片机和 C/将在智能家居中承担重要角色。通过本次设计，有效的提高了对 C/认识，更是了解了智能家居是物质生活发展的必然趋势。同时必将推动物联网的发展进程，使得物联网产业存在于各个角落。 四、所用设备及软件 本系统设计完全依赖个人计算机，从调研过程到设计报告，所有的工作都是在计算机的帮助下完成的，所以计算机是必备工具。同时随着智能手机的发展，手机功能也在不断完善与改进，有些手机软件同样也能完成个人计算机能完成的部分功能，也在本设计中占据一定地位。 系统设计主要使用到的软件有 C/。 五、系统设计方案 系统总体设计 基于 C/智能化家居控制系统，主要包括智能照明控制电路、电动窗帘控制电路、家用电器控制电路、环境监测电路、安防报警电路、远程控制电路和单片机集中控制与人机对话部分。具体人机对话部分还包括红外发送与接收，语音输出提示等。除此之外，系统的电源由 220V 交流电经电源模块转换为 流电和 12V 直流电，再经过 压芯片转换为 5V 和 不同电压等级，这里的 语音芯片供电；整个系统为了减少外部干扰对 影响，都采用了光耦隔离， 工作电压，所以需要两个不同的 源；另外完成远程控制的 块供电电压为 4V，故使用 片得到 4V 的 电电压。整个系统总体结构框图如图 示。 制中心 红外遥控 照明灯控制 窗帘控制 语音提示 电器控制 人体感应模块 环境温度检测 图 系统结构框图 - 3 - 系统工作原理 整个系统结构如图 示，围绕不同的控制模块，通过 各个部分联系在一起。整个系统工作原理主要是通过遥控 对 出控制指令，单片机收到指令后执行相应的操作；环境温度检测电路主要采用 室内进行温度采集后直接给单片机进行处理；人体感应部分采用热释电红外感应模块，主要用于防盗过程中对室内的监控，同时增加有 块完成短信的远程提示与控制功能；家电控制和照明灯控制主要是单片机控制相应的固态继电器来驱动家用电器的通断，根据不同的家电选择不同的固态继电器，功率要求高的家用电器采用单片机控制光电耦合器，再驱动继电器来控制接触器来实现控制；窗帘控制则是利用单片机控制电机的驱动芯片来控制电机的正反转，同 时窗帘的位置由接近开关来识别；语音提示功能则是实现整个系统中的每个部分的操作语音提示，利用 音芯片通过 D 类功放模块连接喇叭。 六、系统硬件设计 系统整体设计 系统硬件设计主要包括电源电路、 小系统电路、环境监测电路、照明灯和家用电器控制电路、电动窗帘控制电路、 信电路和语音播放电路。电源部分直接由500换得到 由 稳压芯片得到 不同电压等级的电源，为 各个功能模块供电。 最小系统是完成系统工作的最低硬件配置，程序的下载使用 载器，支持 种下载模式。环境检测电路包括对室内环境温度的检测，遥控的检测以及窗帘闭合的位置检测等。照明灯与家用电器的控制电路主要是控制某些照明灯或者某些家用电器的的开与关，单片机的控制纯属开关量控制，该部分电路要求较高的是控制部分与执行部分元器件的合理选择，器件的使用更要考虑到照明灯或家用电器设备的使用功率。电动窗帘控制电路就是控制直流电机的启动、停止和该电机的正反转，设计选择了专门的 H 桥电机驱动芯片信电 路主要工作在住户不在家时的远程控制和信息交流，采用目前较为普遍应用的 线通信模块。语音播放电路包括控制语音芯片 经过功放模块播放语音或者是音乐，该部分功能模块的加入给人一种温馨的感觉，使得人机对话不再是单纯的文字、图片等形式。 各单元电路设计 任何系统都是由各个单元电路构成的，或者说系统的设计是完成了不同功能模块的整 - 4 - 合。所以对一个系统的分析与设计，也就是对各单元电路的分析与设计。 小系统的设计 单片机最小系统，或者称为最 小应用系统，是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统基本应用单元。 最小系统包括电源提供，时钟管理，重置控制，启动模式的设置和调试管理。设备由 操作电压（ 为提高 转换精度， 要有一个独立的电源供应，它可以被单独过滤，且不受 音的干扰，一个单独的 脚上的 压输入是可用的。 脚提供一个被隔离的接地输入，当 必须被绑定到 100 引脚的封装为了保证更好的低电压输入精度，可以连接一个单独的外部参考电压 入 到 电压范围为 64 个引脚以及更少引脚的封装， 们在内部被连接到一个 压提供源（ 接地（ 值得注意的是，如果 使用， 范围必须被控制在 间。如果 有被使用， 范围为 2V 到 脚必须连接带外部稳定电容器，包括五个 100陶瓷电容器和一个电解电容（最小 大 10 脚必须连接到外部电池（ 如果没有外 部电池，这个引脚必须被连接到带 100压上。 脚必须被连接到两个外部稳定电容器（ 10瓷电容器和 1解电容）。 另外 一个完整的 路，它允许 2V 电压以上的适当操作，只要 小系统 - 5 - 低于特定的阀值 设备将一直处于复位模式，而不需要外部重置电路。 外部晶振电路的优点就是能产生非常精确的主时钟，晶振电路的两个电容，推荐使用高质量的范围在 5 25间的陶瓷电容。两个电容通常具有相同的值。晶体制造商通常确定一个电容值，该值为两个电容的 组合。 启动模式由 两个模式选择引脚控制。具体控制方式如表 示。 表 启动模式配置 式选择引脚 启动模式 别名 备注 0 用户闪存 用户闪存被选作启动区 0 1 系统内存 系统内存被选作启动区 1 1 嵌入式 入式 选作启动区 这些选择的别名表明每种启动模式的相关的物理存储器。 脚的值在重置后第四个上升沿时被锁定，在重置后，有用户决定是如何设置 选择需要的启动模式。 主机 /目标接口是将主机连接到目标板的硬件设备，系统采用 载器，支持 W 两种下载模式。 源设计 系统 工作电压为 上外部其它功能模块所需的电压等级不相同，分别还用到 4V、 5V、 12V 电压等级。家庭用电为 接通过两个专门的电源模块的到 于提高系统对外界的抗干扰能力，采用了电源隔离技术，微处理器采用了一个独立的电源，与其它功能模块之间的连接采用光电耦合器进行隔离。由于外部功能模块需要 4V、 5V 和 12V 等级的电源，所以外部 5V 的电源和微处理器的电源是不同的，为了区分这两个电源，原理图中使用 区分不同的电压等级。为了得到不同的电压，可以使用专用的三端稳压芯片 及 调电压电路从 电源模块得到 4V 的电压。每个电源等级还配置了一个电源指示灯便于观察。电源供电部分电路原理图如图 示。 - 6 - 图 电源电路 环境监测电路设计 环境监测电路包含两个窗帘的接近开关的检测、红外遥控的接收，如图 示。在家庭防盗系统部分控制电路还有一个热释电人体感应模块检测电路，如图 示。图 32 通信接口，方便与 的连接与控制。 （一）接近开关 接近开关也叫近接开关，又称无触点 行程开关 ，它除可以完成行程控制和限位保护外，还是一种非接触型的检测装置，用作检测零件尺寸和测速等，也可用于变频 计数器 、变频脉冲发生器、液面控制和加工程序的自动衔接等。特点有工作可靠、寿命长、功耗低、复图 环境监测与 232 通信电路 - 7 - 定位精度高、操作 频率 高以及适应恶劣的工作环境等。 （二）红外遥控技术 远程遥控技术又称为遥控技术，是指实现对被控目标的遥远控制，在工业控制、航空航天、家电领域应用广泛。红外遥控是一种无线、非接触控制技术，具有抗干扰能力强，信息传输可靠，功耗低，成本低，易实 现等显著优点，被诸多电子设备特别是家用电器广泛采用，并越来越多的应用到 计算机系统 中。 （三）热释电人体感应 热释电红外传感器是一种能检测人或动物发射的红外线而输出电信号的传感器。早在1938 年，有人提出过利用热释电效应探测红外辐射，但并未受到重视，直到六十年代，随着激光、红外技术的迅速发展，才又推动了对热释电效应的研究和对热释电晶体的应用。热释电晶体已广泛用于红外光谱仪、红外遥感以及热辐射探测器，它 可以作为红外激光的一种较理想的探测器。 热释电红外开关是 以热释电红外传感器和少量外接元器件构成的被动式红外开关。它能自动快速开启各类白炽灯、荧光灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机和自动洗衣机等装置，是一种高技术产品。特别适用于企业，宾馆、商场、库房及家庭的过道、走廊等敏感区域，或用于安全区域的自动灯光、照明和报警系统。 （四） 信 随着计算机在工业的广泛应用，控制局域网络也深入应用到各行各业之中。现行的诸多控制系统，若采用单机控制方式已越来越难以满足设备控制的要求，因为往往所控制 的设备只是整个系统的一个 基本单元 ，它既需要外部输入一些必要的信息，同时，也需要向外部输出自身的运行参数和状态。所有这些，都要求我们采用控制网络技术，将众多设备有机地连成一体，以保证整个系统安全可靠地运行。目前，在国内应用的 现场总线 中，用最为普遍。当用户要将基于标准的 口设备，如 ，连接至由 成的通讯网络时，则必须作 间的电平转换。 信电路设计 全球移动通讯系统 （ 是众所周知的 当前应用最为广泛的移动电话标准。全球超过 200 个国家和地区超过 10 亿人正在使用话。 准的无处不在使得在移 动电话运营商之间签署“漫游协定”后用户的 - 8 - 国际漫游变得很平常。 之它以前的标准最大的不同是它的信令和语音信道都是数字式的，因此 看作是第二代（ 2G）移动电话系统。这说明数字通讯从很早就已经构建到系统中， 一个当前由 3发的开放标准。 块和 连接电路图如图 示。 照明设备和家用电器控制电路设计 照明灯与家用电器的控制电路主要是控制某些照明灯或者某些家用电器的的开与关，单片机的控制纯属开关量控制， 该部分电路要求较高的是控制部分与执行部分元器件的合理选择，器件的使用更要考虑到照明灯或家用电器设备的使用功率。照明设备一般可以选择固态继电器足够，但是较大功率的家用电器，固态继电器就不能满足这样的需求，得外接继电器驱动较大功率的电器。本次系统设计给出了两个照明控制电路，两个家用电器驱动电路，实际应用过程中，远远不止两个电路接口，电路的控制只需要 个 I/O 口而已，故在实际引用中只需预留 I/O 口即可。电路控制如图 示。 图 块接线图 - 9 - 窗帘控制电路设计 电动窗帘的智 能控制，主要是控制两个电动机的正反转，选取了专门的 H 桥电机驱动芯片 驱动该两个电机。 专用驱动集成电路，属于 H 桥集成电路，与 差别是其输出电流增大，功率增强。其输出电流为 2A，最高电流 4A，最高工作电压 50V，可以驱动感性负载，如大功率直流电机，步进电机，电磁阀等，特别是其输入端可以与单片机直接相联，从而很方便地受单片机控制。当驱动直流电机时，可以直接控制步进电机，并可以实现电机正转与反转，实现此功能只需改变输入端的逻 辑电平。为了避免电机对单片机的干扰，本模块加入光耦，进行光电隔离，从而使系统能稳定可靠的工作。 图 窗帘控制电机驱动电路图 图 照明电路和电器控制电路 - 10 - 音播放电路设计 语音播放电路包括控制语音芯片 经过功放模块播放语音或者是音乐，该部分功能模块的加入给人一种温馨的感觉，使得人机对话不再是单纯的文字、图片等形式。 音芯片有 封装形式，根据外挂或者内置不同，播放时长也不同，支持 2M32 储器，内嵌 速音频处理器，处理速度快。内置 13A 转换器，以及 12出，音质好； 扬声器，推挽电流充沛；支持 种输出方式；支持加载 频格式； 载方式，支持在线下载 /脱机下载 ；即便是在 音芯片通电的情况下，也一样可以正常下载数据到 持 制模式、按键控制模式、 3 8 按键组合控制模式、开口控制模式、一线串口控制模式、三线串口控制模式以及三 线串口控制 I/O 口扩展输出模式；三线串口控制 模式切换 到三线串口控制 I/O 口扩展输出模式只需发送数据就可以进行切换。切换后仍可把切换前的最后一工作状态带进切换后的模式工作；任意设定显示语音播放状态信号的 出方式；抗干扰性强，可应用在工业领域； 220 段可控制地址位，单个地址位最多可加载 128 段语音，地址位内的语音组合播放；支持对已加载语音播放试听；语音播放停止马上进入休眠模式，芯片转为完全停止状态 ； 15 种按键控制模式，任意一个按键可设定任意一种控制模式；配套 位机 软件，接口简单，使用方便。能极大限度的发挥出 音单片机的各项功能；简单的单片机编写方式，摆脱以往复杂繁琐的汇编思维；单个芯片支持外挂多个 存储器 ；最多可加载 500 段用于编辑的语音；芯片复位时 间 5作电压 态休眠电流小于 10持加载 6K 22样率音频。由此可见， D 类功放指的是 D 类音频功率放大器（有时也称为数字功放）， D 类功放 是放大元件处于开关工作状态的一种放大模式。无信号输入时放大器处于截止状态，不耗电。工作时，靠输入信号让晶体管进入饱和状态，晶体管相当于一个接通的开关，把电源与负载直接接通。理想晶体管因为没有饱和 压降而不耗电，实际上晶体管总会有很小的饱和压降而消耗部分电能。这种耗电只与管子的特性有关，而与信号输出的大小无关，所以特别有利于超大功率的场合。在理想情况下， D 类功放 的效率为 100%， B 类功放的效率为 A 类功放的效率才 50%或 25%（按负载方式而定）。 D 类功放 实际上具有开关功能，早期 仅用于继电器和电机等执行元件的开关控制电路 - 11 - 中。然而，开关功能（也就是产生数字信号的功能）随着 数字音频 技术研究的不断深入，用与 频放大的道路却日益畅通。 20 世纪 60 年代，设计人员开始研究 D 类功放 用于音频的放大技术， 70 年代 司就开始生产 D 类汽车功放。一方面汽车用蓄电池供电需要更高 的效率，另一方面空间小无法放入有大散热板结构的功放，两者都希望有 D 类这样高效的放大器来放大 音频信号 。其中关键的一步就是对 音频信号 的调制。 七、 系统软件设计 系统采用模块化编程，各部分相互独立又紧密联系。 许多程序太长或太复杂，很难写在单一单元中。 如果把代码分为较小的功能单元，将大大简化编程过程。模块化程序一般比单块程序容易编写、调试和修改。 模块化编程方法类似于包含大量电路的硬件设计。器件或程序在逻辑上被分为多个“黑箱子”，这些黑箱子都有指定的输入和输出。只要把各个单元之间的接口定义好，各个单元的详细设计就可以独立进行了。 模块化编程思想彰显出其独特的优越性 第一，有效率的程序开发 使用模块化方法可以更快地开发程序，因为较小的子程序比大程序更容易理解、设计和测试。定义好模块的输入和输出之后，程序员可以给模块提供需要的输入，通过检测输出来判 断模块的正确性。然后由连接器把分立的模块连接、定位，生成一个单一的绝对地址的可执行的程序模块。最后，测试整个模块。 第二，子程序可以重用 为一个程序编写的代码经常可以用于其它的程序。在模块化编程中，可以把这些部分图 音播放电路图 - 12 - 保存起来，以备将来使用。因为代码可以被重定位，所以保存的模块可以连接到满足其输入和输出要求的任意程序中。而在单块程序编程中，这样的部分深埋在整个程序中，不易被其它的程序使用。 第三，便于调试和修改 模块化程序一般比单块程序易于调试。因为精心定义了程序的模块接口，很容易把问题定位到特定的模块。一旦找到 了有问题的模块，更正问题就相当容易了。模块化编程可以简化程序修改的工作。可以很有信心地把新的或调试过的模块连接到一个已有的程序，而不用更改程序的其余部分。 系统程序设计 主程序流程设计 程序的执行有一个逻辑层次， C 语言就是一些函数的组合，编程就是去编写一些函数以满足客观实际要求，在编写函数过程中的一些逻辑层次里面，有顺序、循环、跳转等等不同的控制逻辑。 主程序主要完成所有外设、 C/核初始化，节拍设置，创建起始任务，启动多任务，最后无限等待，其主要函数流程图如图 示 。 读 线频率 计算 值 图 7.1(b)节拍设置 流程图 入口 写入 值 返回 多任务创建 将自身挂起 图 7.1(c)起始任务 创建流程图 入口 返回 关总中断 中断嵌套次数加1 图 7.1(d)断函数流程图 入口 延时判断函数 返回 开中断 退出中断函数 设置时钟数值为0 创建起始任务 C/拍设置 初始化 启动多任务 所有外设初始化 等待 图 7.1(a)主程序流程图 C/核 初始化 主函数开始 - 13 - 主函数如下所示： ; /全部外设初始化 ; /初始化 C/核 ); /C/拍设置 *)() /创建起始任务 ( * ) 0, ( * )& 1, /分配起始任务的堆栈大小 ( ) , ( * )&, /堆栈起始地址 /堆栈大小 ( *)0, ; /示事件标志组的初值。 ); /对信号量的值，进行递增和递减的操作 ); /设置系统当前的时钟数值为 0 ; /启动 C/任务 1) ; 子程序 设计 （一）初始化配置 对于 说，系统初始化配置要执行的操作包括时钟配置、 I/O 口（ 置、系统中断向量配置以及串口配置。初始化配置函数流程图如图 示。 - 14 - 调用的执行函数代码及功能说明如下所示： ; /时钟配置 ; /配置 ; /系统中断向量配置 ; /串口 1 配置 ; /串口 2 配置 /清除标志位，否则第 1 位数据会丢失 /清除标志位，否则第 1 位数据会丢失 其中时钟配置函数为： /*函数功能：系统时钟配置，使能外设时钟 */ ; /调用系统初始化函数初始化 ; 开始 时钟配置 配置 系统中断向量配置 标志位清除 结束 图 初始化配置函数 流程图 - 15 - 配置： 每个 口有两个 32 位配 置寄存器 (两个 32 位数据寄存器 (一个 32 位置位 /复位寄存器 (一个 16位复位寄存器 (一个 32 位锁定寄存器 ( 口的每个位可以由软件分别配置成多种模式。每个 I/O 端口位可以自由编程，然而 I/0 端口寄存器必须按 32 位字被访问 (不允许半字或字节访问 )。 存器允许对任何 存器的读 /更改的独立访问；这样，在读和 更改访问之间产生 不会发生危险。 本设置： 义及偏移地址），包括： 0， /悬空输入 0， /上拉输入 0， /推挽输出 0， /推挽复用 入输出速度选择： 1, #(= | (= | (= 串口配置： - 16 - = 115200 ; /串口波特率设置 = = = & /打开串口 1 = 9600 ; /串口波特 率设置 = = = & （二）起始任务 C/任务创建，首先要创建起始任务。起始任务代码及相应说明如下所示 ： ( /传递变量为空，防止编译错误 ); /开始创建多任务 - 17 - ) /最高优先任务挂起 C/移植 嵌入式操作系统中应用较为广泛的、源代码开放的 C/ 片上的移植过程。首先要了解与熟悉 C/代码文件的结构，并分析 C/时系统的内核结构，知道 C/的任务、事件等基本概念以及 C/任务和事件的基本操作。并根据实际应用介绍了本次移植用到的 列微处理器并简要描述了该微处理器内核 结构和编程模型以及部分本次移植用到的 列微处理器的外设。然后在此基础上分析了 C/ 列芯片上的移植，并详细地介绍了 C/要移植的各个部分代码的流程图、结构及其编写 。 熟悉 C/件结构 C/要移植的文件目录结构框图如图 示，它们被打包放在同一个根目录文件夹里面。 C/内核结构图如图 示，与处理器相关的文件（ （ （ （ 移植的过程中，需要自己修改代码，但是这里的代码已经针对 处理器进行了修改，所以只需直接移植。 C/处理器 无关的代码 c c c c c c c c c 户应用程序 C/用层有关代码 h 处理器相关的代码，移植修改 h c C/核结构 件夹 c c c c c c c c c c 件夹 h c c 件夹 h 目录文件夹 需要移植的文件 图 C/植文件目录结构框图 - 18 - 将文件移入 程 编译平台： 件 建议将 C/与处理器无关的代码文件 (除了 件 )加入到 程中新建的一个管理文件夹里面（如取名为： 如图 示；将 C/器相关的代码文件 （包括 件） 也加入到 程中新建的另一个管理文件 夹 里面 （如取名为： 图 示；将 C/应用层有关的代码文件加入到 程中启动代码所在的管理文件夹里面（如名为： 示。 C/植文件在 程中管理文件夹中的分布如表 示。 表 C/植文件在 程中分布 h c c c c c c c c c h c 时要注意，在 件中设置好移植的 C/头文件路径，如图 示，否则编译器会报错，如图 示。 图 件夹视图 图 图 图 设置 C/文件路径 - 19 - 如果设置头文件路径成功的话，编译会顺利通过。只要 C/文件不缺少，说明加入到 程成功。 修改 断向量表 值得注意的是，本文提及的 件库版本为 期的 件库，例如 本，有些文件名以及文件中函数的定义名称是与 一致的。 在 切换任务用的是一个软件中断 在 定义的名称为 有中断产生时，程序则跑到 不是进入 的 以把 的几行代码改动一下就行了： B. 成： B. 、仿真调试分析 系统硬件调试 系统的硬件调试分为以下阶段进行调试： 1. 逻辑错误调试：样机硬件的逻辑错误是由于设计错误和加工过程中的工艺性错误所造成的。这类错误包括：错线、开路、短路等几种，其中短路是最常见的故障。 2. 器件调试：元器件失效的原因有两个方面：一是器件本身已损坏或性能 不符合要求；图 编译器报错 - 20 - 二是由于组装错误造成的元器件失效，如电解电容、二极管的极性错误，集成块安装方向错误等。 3. 可靠性调试：引起系统不可靠的因素很多，如金属化孔、接插件接触不良会造成系统时好时坏；内部和外部的干扰、电源纹波系数过大、器件负载过大等造成逻辑电平不稳定；另外，走线和布局的不合理等也会引起系统可靠性差。 4. 电源故障：若样机中存在电源故障，则加电后将造成器件损坏。电源的故障包括：电压值不符合设计要求，电源引出线和插座不对应，电源功率不足、负载能力差。 在本次调试在调试样机加电之前，先用万用表和示波器， 根据硬件电气原理图和装配图仔细检查样机线路的正确性，并核对元器件的型号、规格和安装是否符合要求。还特别注意电源的走线，防止电源之间的短路和极性错误，并重点检查扩展系统总线是否存在相互间的短路；或其它信号线的短路，由于本设计的印刷电路板布线密度较高，出现了两处因工艺原因造成短路，短路点用刻刀断开。 系统软件及联机调试 主控程序调试 软件调试与所选用的软件结构和程序设计技术有关，可以通过 系统采用模块程序设计技术，逐个模块调好以后，再进行系统 程序总调试。由于采用了实时多任务操作系统，采用是逐个任务进行调试，下面进一步予以说明。在调试第一个任务时，同时也调试相关的子程序、中断服务程序和操作系统的程序。等逐个任务调试好以后，再使各个任务同时运行，在本次调试中操作系统中没有错误，在单步和断点调试后，进行了连续调试，因为单步运行只能验证程序的正确与否，而不能确定定时精度、 实时响应等问题。等全部完成后，反复运行多次，除了观察稳定性之外，还观察了用户系统的操作是否符合设计要求的操等，部分程序作了适当修正后系统能够正常运行。 短消息发送 调试 监控软件在平时不断检测各报警点的信号，当有异常情况时，系统通过 块自动发出报警信息 ，主要是用 令初始化发送方式、设置短信中心号码和登录网络的测试。特别需要注意的是：不能给 设置开机密码，否则不能正常登录到 络，还有在收到短消息命令后必须先判断是否是手机预设号码，如果是就处理，否则删除。由于 络有较好的安全及保密性，所以在软件设计时不需要考虑安全方面的问题，监 - 21 - 控软件在外界干扰强烈的情况下有可能跑飞，为了使跑飞的程序恢复正常，要使用到看门狗定时器功能。单片机可以通过正确的 令对 短消息的控制有三种模式： 式、 式和 式。使用 式需要手机生产厂家提供驱动支持，目前已被 式所取代； 式比较简单，可以实现数字和字符的直接收发，但 式不支持中文； 式是将 中文编码转换为码，容易实现中文编解码。本设计主要传送中文信息，本系统为了编程方便，使用 式完成短消息的发送。 九、