毕业设计-基于GTM900C的防倾覆短信报警系统设计

沈阳建筑大学城市建设学院毕业设计（论文）沈阳建筑大学城市建设学院毕业设计（论文）第4章铁电存储器4.1铁电存储器的特点为了实现对预设电话号码的存储和对报警信息的记录，本系统采用了能够保证掉电数据不丢失的铁电存储器，该类存储器相对于传统的EEPROM有许多优点：传统的EEPROM写入次数有限，一般为10万次，而铁电存储器有着近乎无限次擦写的特性；传统的EEPROM写入速度较慢，一般需要CPU延时几个NOP的时间来等待写入，而铁电存储器有着和RAM相同的操作速度；EEPROM需要较大的能量来完成一次擦写，而铁电存储器在写入时属于微功耗。本设计选用了FM24C16来作为非易失性数据存储器，其特点如下：1.FM24C16A是一种串行非易失存储器，它的结构容量为512*8位，接口方式为工业标准二线制造串行接口，与串行EEPROM的功能操作相似，与EEPROM具有相同的引脚排列，不同之处在于，FM24C16A具有非常出色的写操作性能；2.FRAM内部采用读恢复机制操作。所以读写次数与每一次读写都有关系。FRAM结构是基于行与列阵列排布，行由A8-A2定义。每次访问都会使一行减少一次读写寿命。铁电的擦写次数几乎可以说是无限次。即使每秒访问3000次，连续使用十年，使用寿命仍未终止。4.2铁电存储器简介铁电存储器(FRAM)：相对于其它类型的半导体技术而言，铁电存储器具有一些独一无二的特性。传统的主流半导体存储器可以分为两类--易失性和非易失性。易失性的存储器包括静态存储器SRAM（staticrandomaccessmemory)和动态存储器DRAM（dynamicrandomaccessmemory)。SRAM和DRAM在掉电的时候均会失去保存的数据。RAM类型的存储器易于使用、性能好，可是它们同样会在掉电的情况下会失去所保存的数据。非易失性存储器在掉电的情况下并不会丢失所存储的数据。然而所有的主流的非易失性存储器均源自于只读存储器（ROM）技术。正如你所猜想的一样，被称为只读存储器的东西肯定不容易进行写入操作，而事实上是根本不能写入。所有由ROM技术研发出的存储器则都具有写入信息困难的特点。这些技术包括有EPROM(几乎已经废止）、EEPROM和Flash。这些存储器不仅写入速度慢，而且只能有限次的擦写，写入时功耗大。铁电存储器能兼容RAM的一切功能，并且和ROM技术一样，是一种非易失性的存储器。铁电存储器在这两类存储类型间搭起了一座跨越沟壑的桥梁--一种非易失性的RAM当一个电场被加到铁电晶体时，中心原子顺着电场的方向在晶体里移动。当原子移动时，它通过一个能量壁垒，从而引起电荷击穿。内部电路感应到电荷击穿并设置存储器。移去电场后，中心原子保持不动，存储器的状态也得以保存。铁电存储器不需要定时更新，掉电后数据能够继续保存，速度快而且不容易写坏。铁电存储器技术和标准的CMOS制造工艺相兼容。铁电薄膜被放置于CMOS基层之上，并置于两电极之间，使用金属互连并钝化后完成铁电制造过程。Ramtron公司的铁电存储器技术到现在已经相当的成熟。最初的铁电存储器采用两晶体管/两电容器(2T/2C)的结构，导致元件体积相对过大。最近随着铁电材料和制造工艺的发展，在铁电存储器的每一单元内都不再需要配置标准电容器。Ramtron新的单晶体管/单电容器结构可以像DRAM一样，使用单电容器为存储器阵列的每一列提供参考。与现有的2T/2C结构相比，它有效的把内存单元所需要的面积减少一半。新的设计极大的提高了铁电存储器的效率，降低了铁电存储器产品的生产成本。Ramtron公司同样也通过转向更小的技术节点来提高铁电存储器各单元的成本效率。最近采用的0.35微米的制造工艺相对于前一代0.5微米的制造工艺，极大的降低了芯片的功耗，提高了单个晶元的利用率。所有这些令人振奋发展使铁电存储器在人们日常生活的各个领域广为应用。从办公室复印机、高档服务器到汽车安全气囊和娱乐设施，铁电存储器不断改进性能在世界范围内得到广泛的应用。4.3铁电存储器技术原理FRAM利用铁电晶体的铁电效应实现数据存储，铁电晶体的结构如图1所示。铁电效应是指在铁电晶体上施加一定的电场时，晶体中心原子在电场的作用下运动，并达到一种稳定状态；当电场从晶体移走后，中心原子会保持在原来的位置。这是由于晶体的中间层是一个高能阶，中心原子在没有获得外部能量时不能越过高能阶到达另一稳定位置，因此FRAM保持数据不需要电压，也不需要像DRAM一样周期性刷新。由于铁电效应是铁电晶体所固有的一种偏振极化特性，与电磁作用无关，所以FRAM存储器的内容不会受到外界条件诸如磁场因素的影响，能够同普通ROM存储器一样使用，具有非易失性的存储特性。FRAM的特点是速度快，能够像RAM一样操作，读写功耗极低，不存在如E2PROM的最大写入次数的问题。但受铁电晶体特性制约，FRAM仍有最大访问（读）次数的限制。4.4铁电存储器存储单元结构FRAM的存储单元主要由电容和场效应管构成，但这个电容不是一般的电容，在它的两个电极板中间沉淀了一层晶态的铁电晶体薄膜。前期的FRAM每个存储单元使用两个场效应管和两个电容，称为“双管双容”（2T2C），每个存储单元包括数据位和各自的参考位。2001年Ramtron设计开发了更先进的"单管单容"（1T1C）存储单元。1T1C的FRAM所有数据位使用同一个参考位，而不是对于每一数据位使用各自独立的参考位。1T1C的FRAM产品成本更低，而且容量更大。4.5铁电存储器FRAM的读/写操作FRAM保存数据不是通过电容上的电荷，而是由存储单元电容中铁电晶体的中心原子位置进行记录。直接对中心原子的位置进行检测是不能实现的，实际的读操作过程是：在存储单元电容上施加一已知电场（即对电容充电），如果原来晶体的中心原子的位置与所施加的电场方向使中心原子要达到的位置相同，则中心原子不会移动；若相反，则中心原子将越过晶体中间层的高能阶到达另一位置，则在充电波形上就会出现一个尖峰，即产生原子移动的比没有产生移动的多了一个尖峰，把这个充电波形同参考位（确定且已知）的充电波形进行比较，便可以判断检测的存储单元中的内容是“1”或“0”。无论是2T2C还是1T1C的FRAM，对存储单元进行读操作时，数据位状态可能改变而参考位则不会改变（这是因为读操作施加的电场方向与原参考位中原子的位置相同）。由于读操作可能导致存储单元状态的改变，需要电路自动恢复其内容，所以每个读操作后面还伴随一个"预充"（precharge）过程来对数据位恢复，而参考位则不用恢复。晶体原子状态的切换时间小于1ns，读操作的时间小于70ns，加上"预充"时间60ns，一个完整的读操作时间约为130ns。写操作和读操作十分类似，只要施加所要方向的电场改变铁电晶体的状态就可以了，而无需进行恢复。但是写操作仍要保留一个"预充"时间，所以总的时间与读操作相同。FRAM的写操作与其它非易失性存储器的写操作相比，速度要快得多，而且功耗小。4.6FRAM的读写时序在FRAM读操作后必须有个"预充电"过程，来恢复数据位。增加预充电时间后FRAM一个完整的读操作周期为130ns，这是与SRAM和E2PROM不同的地方。4.7FRAM与其它存储技术比较目前Ramtron公司的FRAM主要包括两大类：串行FRAM和并行FRAM。其中串行FRAM又分I2C两线方式的FM24系列和SPI三线方式的FM25系列。串行FRAM与传统的24、25型的E2PROM引脚及时序兼容，可以直接替换，如Microchip、Xicor公司的同型号产品，但各项性能要好得多，性能比较如表1所示。并行FRAM价格较高但速度快，由于存在"预充"问题，在时序上有所不同不能和传统的SRAM直接替换。FRAM产品具有RAM和ROM优点，读写速度快并可以像非易失性存储器一样使用。因铁电晶体的固有缺点，访问次数是有限的，超出了限度，FRAM就不再具有非易失性。Ramtron给出的最大访问次数是100亿次（1010），但是并不是说在超过这个次数之后，FRAM就会报废，而是它仅仅没有了非易失性，但它仍可像普通RAM一样使用。1.FRAM与E2PROMFRAM可以作为E2PROM的第二种选择，它除了E2PROM的性能外，访问速度要快得多。但是决定使用FRAM之前，必须确定系统中一旦超出对FRAM的100亿次访问之后绝对不会有危险。2.FRAM与SRAM从速度、价格及使用方便来看SRAM优于FRAM，但是从整个设计来看，FRAM还有一定的优势。假设设计中需要大约3K字节的SRAM，还要几百个字节用来保存启动代码的E2PROM配置。非易失性的FRAM可以保存启动程序和配置信息。如果应用中所有存储器的最大访问速度是70ns，那么可以使用一片FRAM完成这个系统，使系统结构更加简单。3．FRAM与DRAMDRAM适用于那些密度和价格比速度更重要的场合。例如DRAM是图形显示存储器的最佳选择，有大量的像素需要存储，而恢复时间并不是很重要。如果不需要下次开机时保存上次内容，使用易失性的DRAM存储器就可以。DRAM的作用与成本是FRAM无法比拟的，事实证明，DRAM不是FRAM所能取代的。4．FRAM与Flash现在最常用的程序存储器是Flash，它使用十分方便而且越来越便宜。程序存储器必须是非易失性的并且要相对低廉，且比较容易改写，而使用FRAM会受访问次数的限制。FRAM与单片机接口下面介绍并行FRAM--FM1808与8051/52的实际应用。预充电信号的产生在大多数的8051系统中，对存储器的片选信号通常允许在多个读写访问操作时保持为低。但这对FM1808不适用，必须在每次访问时由硬件产生一个正跳变。标准8051核的一个机器周期包括12个时钟周期，ALE信号在每个机器周期中两次有效，除了对外部数据存储器访问时仅有效一次。8051对外部存储器的读或写操作需要两个机器周期。快速型8051如DS87C520或W77E58的一个机器周期仅需4个时钟周期，而在一些新的如PHILIPS的8051中一个机器周期为6个时钟周期，而在任何一个机器周期中ALE信号都两次有效。尽管有这些不同，仍可以用ALE信号和地址片选来产生可用作FRAM访问CE的信号。要保证对FM1808的正确访问，必须注意两点：第一，访问时间必须大于70ns（即FRAM的访问时间）；第二，ALE的高电平宽度必须大于60ns。对于标准的8051/52ALE信号的宽度因不同厂家略有不同，一些快速的8051/52系列如DALLAS的DS87C520，WINBOND的W77E58则更窄一些，如表2所示。根据前面的介绍，要实现对FM1808的正常操作，对于标准8051/52来说主频不能高于20MHz，而对于高速型的8051/52主频不应高于23MHz。FM1808与8051的接口电路FM1808与8051接口电路，这里使用8051的ALE信号和由地址产生的片选信号相“或”来产生CE的正跳变。两片32K8的FRAM存储器，A15与ALE通过74FC32相"或"作为U2的片选，取反后作为U3的片选。所以，U2的地址为0~7FFFH，U3的地址为8000H~FFFFH。8051的RD信号与PSEN信号相“与”后作为U3的输出允许，所以U3作为程序或数据存储器使用。当J1跳接块在右边时，U2与U3用法相同，而J1跳接在左边时，U2仅作为程序存储器。要保证代码不会意外地被改写，仅需断开J2即可。需要注意的是，由于逻辑门电路都有6~8ns的延时时间，在主频较高时应使用快速型逻辑芯片（F系列）。总之，FRAM产品为我们提供了可使用的存储器的一种新选择，在原来使用E2PROM的应用中表现会更出色，为某些原来认为需要使用SRAM和E2PROM的应用系统找到一种新的途径。但是由于最大访问次数的限制，要成为理想的通用存储器，FRAM还有很长的路要走。</P<p>二线制协议FM24C16使用二线制协议串行总线及其传输规约进行双向传输，这种方式占用脚位少，占用线路板空间小，下图描述了FM24C16在微处理器系统中的典型配置：图4-1FM24C16配置

第5章实时时钟为了实现发生倾覆时，对发生倾覆的时间进行记录，且为了保证系统的可靠运行，要求系统进行自检并定时上报系统运行状态，因此需要系统具有实时时钟功能。本设计选用了DS12887实时时钟芯片。5.1DS12887功能与特点介绍DS12887采用CMOS技术制成，把时钟芯片所需的晶振和外部锂电池相关电路集于芯片内部。采用DS12887芯片设计的时钟电路勿需任何外围电路并具有良好的微机接口。DS12887芯片具有微轼耗、外围接口简单、精度高、工作稳定可靠等优点，可广泛用于各种需要较高精度的实时时钟场合中。其主要功能如下：1．内含一个锂电池，断电情况运行十年以上不丢失数据。2．计秒、分、时、天、星期、日、月、年，并有闰年补偿功能。3．二进制数码或BCD码表示时间、日历和定闹。4．12小时或24小时制，12小时时钟模式带有PWM和AM指导，有夏令时功能。5．MOTOROLA5和INATAEL总线时序选择。6．有128个RAM单元与软件音响器，其中14个作为字节时钟和控制寄存器，114字节为通用RAM，所有ARAM单元数据都具有掉电保护功能。7．可编程方波信号输出。8．中断信号输出(IRQ)和总线兼容，定闹中断、周期性中断、时钟更新周期结束中断可分别由软件屏蔽，也可分别进行测试。5.2时间、日历和定闹单元时间和日历信息通过读相应的内存字节来获取，时间、日历和定时闹钟通过写相应的内存字节设置或初始化，其字节内容可以是十进制或BCD形式。时间可选择12小时制或24小时制，当选择12小时制时，小时字节高位为逻辑“1”代表PM。时间、日历和定闹字节是双缓冲的，总是可访问的。每秒钟这10个字节走时1秒，检查一次定闹条件，如在更新时，读时间和日历可能引起错误。三个字节的定闹字节有两种使用方法。第一种，当定闹时间写入相应时、分、秒定闹单元，在定时允许、闹钟位置高电平的条件下，定闹中断每天准时起动一次。第二种，在三个定闹字节中插入一个或多个不关心码。不关心码是任意从C到FF的16进制数。当小时字节的不关心码位置位时，定闹为小时发生一次由于相线小时和分钟定闹字节置不关心位时，每分钟定闹一次；当三个字节都置不关心位时，每秒中断一次。5.3DS12887引脚定义图5-1引脚定义注：DS12887应用程序见附录第6章倾角传感器6.1倾角传感器原理倾角传感器可以用来测量相对于水平面的倾角变化量。理论基础就是牛顿第二定律，根据基本的物理原理，在一个系统内部，速度是无法测量的，但却可以测量其加速度。如果初速度已知，就可以通过积分计算出线速度，进而可以计算出直线位移。所以它其实是运用惯性原理的一种加速度传感器。当倾角传感器静止时也就是侧面和垂直方向没有加速度作用，那么作用在它上面的只有重力加速度。重力垂直轴与加速度传感器灵敏轴之间的夹角就是倾斜角了。随着MEMS技术的发展，惯性传感器件在过去的几年中成为最成功,应用最广泛的微机电系统器件之一，而微加速度计(microaccelerometer)就是惯性传感器件的杰出代表。作为最成熟的惯性传感器应用，现在的MEMS加速度计有非常高的集成度，即传感系统与接口线路集成在一个芯片上。倾角传感器把MCU，MEMS加速度计，模数转换电路，通讯单元全都集成在一块非常小的电路板上面。可以直接输出角度等倾斜数据，让人们更方便的使用它。其特点是：硅微机械传感器测量(MEMS)以水平面为参面的双轴倾角变化。输出角度以水准面为参考，基准面可被再次校准。数据方式输出，接口形式包括RS232、RS485和可定制等多种方式。抗外界电磁干扰能力强。[8]承受冲击振动10000G6.1.1“固体摆”式惯性器件固体摆在设计中广泛采用力平衡式伺服系统，如图1所示，其由摆锤、摆线、支架组成，摆锤受重力G和摆拉力T的作用，其合外力F为：(1)其中，θ为摆线与垂直方向的夹角。在小角度范围内测量时，可以认为F与θ成线性关系。如应变式倾角传感器就基于此原理。6.1.2液体摆”式惯性器件液体摆的结构原理是在玻璃壳体内装有导电液，并有三根铂电极和外部相连接，三根电极相互平行且间距相等，如图2所示。当壳体水平时，电极插入导电液的深度相同。如果在两根电极之间加上幅值相等的交流电压时，电极之间会形成离子电流，两根电极之间的液体相当于两个电阻RI和RIII。若液体摆水平时，则RI=RIII。当玻璃壳体倾斜时，电极间的导电液不相等，三根电极浸入液体的深度也发生变化，但中间电极浸入深度基本保持不变。如图3所示，左边电极浸入深度小，则导电液减少，导电的离子数减少，电阻RI增大，相对极则导电液增加，导电的离子数增加，而使电阻RIII减少，即RI>RIII。反之，若倾斜方向相反，则RI<RIII。在液体摆的应用中也有根据液体位置变化引起应变片的变化，从而引起输出电信号变化而感知倾角的变化。在实用中除此类型外，还有在电解质溶液中留下一气泡，当装置倾斜时气泡会运动使电容发生变化而感应出倾角的“液体摆”。6.1.3“气体摆”式惯性器件气体在受热时受到浮升力的作用，如同固体摆和液体摆也具有的敏感质量一样，热气流总是力图保持在铅垂方向上，因此也具有摆的特性。“气体摆”式惯性元件由密闭腔体、气体和热线组成。当腔体所在平面相对水平面倾斜或腔体受到加速度的作用时，热线的阻值发生变化，并且热线阻值的变化是角度q或加速度的函数，因而也具有摆的效应。其中热线阻值的变化是气体与热线之间的能量交换引起的。“气体摆”式惯性器件的敏感机理基于密闭腔体中的能量传递，在密闭腔体中有气体和热线，热线是唯一的热源。当装置通电时，对气体加热。在热线能量交换中对流是主要形式。对流传热的方程为：（2）其中：h—热量传递系数（w/m2×k），s—热线表面积(m2)，TH—热线温度（K），TA—气体温度（K）。热量传递系数h与流体的热传导率、动力学粘度、流体速度和热线直径有关，表示为：（3）其中：Nu为—努塞尔（Nusselt）数，l—热传导率（W/mK），Re—雷诺（Reynold）数，U—流体速度（m2/s）,D—热线的直径（m）,n—流体的动力学粘度。当气流以速度U垂直穿过热线时，（4）将（4）式代入（3）式得：（5）根据热平衡方程可得：所以：（6）假设和s为常数，则有：（7）从式（7）可以看出，当流体的动力学粘度、密度和热传导特性一定时，若热线周围流体的速度不同，则流过热线的电流也不同，从而引起热线两端的电压也产生相应的变化。气体摆式惯性器件就是根据一原理研制的。气体摆式检测器件的核心敏感元件为热线。电流流过热线，热线产生热量，使热线保持一定的温度。热线的温度高于它周围气体的温度，动能增加，所以气体向上流动。在平衡状态时，如图4(a)所示，热线处于同一水平面上，上升气流穿过它们的速度相同，即V1=V1′，这时，气流对热线的影响相同，由式（7）可知，流过热线的电流也相同，电桥平衡。当密闭腔体倾斜时，热线相对水平面的高度发生了变化，如图4(b)所示，因为密闭腔体中气体的流动是连续的，所以热气流在向上运动的过程中，依次经过下部和上部的热线。若忽略气体上升过程中克服重力的能量损失，则穿过上部热线的气流已经与下部热线的产生热交换，使穿过两根热线时的气流速度不同，这时V2¢>V2，因此流过两根热线的电流也会发生相应的变化，所以电桥失去平衡，输出一个电信号。倾斜角度不同，输出的电信号也不同。6.2固、液、气体摆性能比较就基于固体摆、液体摆及气体摆原理研制的倾角传感器而言，它们各有所长。在重力场中，固体摆的敏感质量是摆锤质量，液体摆的敏感质量是电解液，而气体摆的敏感质量是气体。气体是密封腔体内的唯一运动体，它的质量较小，在大冲击或高过载时产生的惯性力也很小，所以具有较强的抗振动或冲击能力。但气体运动控制较为复杂，影响其运动的因素较多，其精度无法达到军用武器系统的要求。固体摆倾角传感器有明确的摆长和摆心，其机理基本上与加速度传感器相同。在实用中产品类型较多如电磁摆式，其产品测量范围、精度及抗过载能力较高，在武器系统中应用也较为广泛。液体摆倾角传感器介于两者之间，但系统稳定，在高精度系统中，应用较为广泛，且国内外产品多为此类。6.3典型应用场合角度测量，水平调整，零位调整倾角开关（十二路开关信号），安全控制，监控，报警机械臂，大坝，建筑，桥梁角度测量对准控制，弯曲控制。初始位置控制，倾角姿态记录仪汽车四轮定位6.4倾角传感器应用特点可以调节输出频率，内置零位调整，可以根据要求定制零位调整按钮，从而实现在一定的角度置零的功能。这对于要测量相对倾角的场合非常有用。使用完毕后可以重新回归零位。倾角传感器在这种场合使用，只要将传感器固定在一定的平面，测量前使用零位按钮实现清零功能，传感器在此之后读出来的数据就是相对于该平面的\o"查看图片"

图6-1双轴倾角传感器相对倾角。滤波功能：当要求输出比较稳定时，建议使用比较平缓的输出，以使输出的值趋向平和，而变化不至于太剧烈。如果要求非常及时的输出，比如在测量有较高频率的振动的场合，可以使用高频输出，不过，输出会因为响应时间非常短而不稳定。同时，可以使用内部滤波功能，以实现在振动场合测量倾角的目标。全量程倾角测量：通过双轴的配合，可以实现360度倾角的测量。目前产品已经非常稳定。在一些需要进行全量程倾角测量的场合，选择360度产品是比较理想的。第七章总体设计7.1系统的目标任务系统的目标任务包括：①主控器对GTM900-C模块具有实时控制性；②确保GTM900-C工作的稳定性；③要求系统的抗干扰性和短信报警功能齐全；④用户可以对短信报警器进行实时管理；⑤报警统具有灵活性、系降低产品成本。7.2系统的工作原理及结构框图根据系统的目标任务以及总体设计方案，系统有主控机、倾角传感器、铁电存储器，实时时钟构成。各个部分重要功能如下：（1）控制主机，主控机核心为AT89C51单片机，主孔机负责接受传感器的报警信号向继电器和蜂鸣器发出动作控制命令。主控机和GTM900-C、Modem之间通过USB或者RS232串口进行双向通信，接受来自TM900-C的控制信息，根据车主的控制命令进行系统设置，当接到传感器的报警信号后主控机要控制GTM900-C拨打设定的电话号码或发送短信息。（2）GTM900-C、Modem（手机），主要负责向主控机传送控制信息、向主控机指定的电话号码发送报警信息。（3）铁电存储器，采用了能够保证掉电数据不丢失的铁电存储器。（4）实时时钟，DS12887采用CMOS技术制成，把时钟芯片所需的晶振和外部锂电池相关电路集于芯片内部（5）本设计采用固体传感器本系统的工作原理是：当倾角传感器静止时也就是侧面和垂直方向没有加速度作用，那么作用在它上面的只有重力加速度。重力垂直轴与加速度传感器灵敏轴之间的夹角就是倾斜角了当贵重物品发生倾覆时，由于物品本身的异常运动情况被加速度传感器所监测到，通过系统设定的分析、处理，系统CPU控制GTM900-C模块发出短信报警。本设计贵重物品GTM900-C报警系统的实现情况：首先，利用加速度传感器检测物品的是否存在异常移动、异常振动、异常振动、异常提升和物品异常切斜等等情况。其次，控制单元根据算法模型分析、报确认上述异常情况的发生。最后，GTM模块收到确认的异常情况信号信息，便向预先设置的用户发送警信息。7.3功能模块图图7-1功能模块图7.4主程序流程图图7-2主程序流程图第八章技术经济分析随着人们生活水平的日益提高，贵重物品防倾覆问题已经引起人们的警觉，传统的防倾覆系统非常复杂而且要把设备拆卸下来也很麻烦，因此影响到了物品的便携性。本系统具有制作简单、成本低、安装方便、防倾覆性能稳定等特点实现对贵重物品倾覆的及时监督，检测功能。近年来，防倾覆系统正处于传统型向新型传感器转型的发展阶段。传感器正向着微型化、高精度、高可靠性、低功耗、智能化、数字化发展。这不仅促进了传统产业的改造，而且可导致建立新型工业，是21世纪新的经济增长点。向微型化发展：各种控制仪器设备的功能越来越大，要求各个部件体积能占位置越小越好，因而防倾覆传感器本身体积也是越小越好，这就要求发展新的材料及加工技术，目前利用硅材料制作的传感器体积已经很小。如传统防倾覆传感器是由重力块和弹簧等制成的，体积较大、稳定性差、寿命也短，而利用激光等各种微细加工技术制成的硅加速度传感器体积非常小、互换性可靠性都较好向智能化数字化发展：随着现代化的发展，传感器的功能已突破传统的功能，其输出不再是一个单一的模拟信号（如0～10mV），而是经过微电脑处理好后的数字信号，有的甚至带有控制功能，这就是所说的数字传感器。智能传感器具有信息处理功能的传感器。智能传感器带有微处理机，具有采集、处理、交换信息的能力，是传感器集成化与微处理机相结合的产物。一般智能机器人的感觉系统由多个传感器集合而成，采集的信息需要计算机进行处理，而使用智能传感器就可将信息分散处理，从而降低成本。智能传感器必须具备通信功能，最起码，除了满足最基本应用的反馈信号，‘智能’传感器必须能传输其它信息。智能传感器拥有很多优势。随着嵌入式计算功能的成本继续减少，“智能”器件将被更多地应用。独立的内部诊断功能可避免代价高昂的宕机，从而迅速收回投资世界防倾覆系统市场正在稳步发展中，新的应用领域也在不断的增长。防倾覆系统领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高，各国竞相加速新一代防倾覆传感器的开发和产业化，竞争更加激烈。中国的防倾覆系统产业起步较晚，经过多年发展逐步到自主研发和生产制造产业化，整个行业已初具规模，并且进入到了快速发展阶段。相信在不久的未来贵重物品防倾覆技术会走向属于他自己的巅峰！第九章结论经过我的努力已经全部完成了毕业设计任务书中的要求，在本次毕业设计中，让我增强了理论与时间结合的能力，设计过程中遇到各种问题在指导老师的帮助下得以解决，锻炼了我的意志，更使我增强了信心。通过本系统可以将贵重物品的防倾覆问题得到根本的解决，本系统具有制作简单、成本低、安装方便、防倾覆性能稳定等特点实现对贵重物品倾覆的及时监督，检测功能。。论文以基于GTM900C的防倾覆短信报警系统设计为模型，通过对当前防倾覆系统发展的分析，从单片机的选型、无线模块的确定、通讯模块的选择、键盘、显示器、闪存、计时器、数模转换模块以及传感器的选用来确定系统硬件配置方案；近年来，防倾覆系统正处于传统型向新型传感器转型的发展阶段。传感器正向着微型化、高精度、高可靠性、低功耗、智能化、数字化发展根据硬件设计方案，确定系统工作流程，并对每一个模块的工作方式、过程进行分析，设计软件；分析整个系统的可行性，以及应用价值。相信随着科学技术的不断发展，贵重物品的防倾覆问题将会得到根本的解决。参考文献[1]基于移动平台的火灾短信报警系统的设计与实现.武汉科技大学出版社.[2]GTM900-C无线模块说明书.华为技术有限公司.[3]全液压汽车起动机.上海交通大学出版社.[4]MCS-51系列单片机实用借口技术.北京航空航天大学出版社.[5]晁阳.《单片机原理及应用开发教程》.清华大学出版社[6]吴飞青.《单片机原理与应用实践指导》.机械工业出版社[7]AT命令手册.华为技术有限公司.2009.3[8]manngementInformationsystem.Associatesinc1983致谢在这里我要感谢我的指导老师XXX对我的学习、工作、以及课题的研究和论文撰写过程中面临的问题所给的细心指导和无私帮助，没有XXX老师的帮助也就没有今天的这篇说明书。谨向审评本文的各位专家、老师致意！附录：部分程序源代码1.程序初始化：;RAM定义BCOUNTDATA07FHTIMERDATA07EHTIMER1DATA07DHTIMER2DATA07CHHOURSDATA07BHHOURGDATA07AHMINUSDATA079HMINUGDATA078HSECOSDATA077HSECOGDATA076HSECODATA075HMINUDATA074HHOURDATA073HTENDATA072HFLAGDATA071HDINDATA020HDOUTDATA021HSLADATA070HSUBADATA00HACKBIT00H;I/O定义KEYBITP3.2CSBITP1.2CLKBITP1.3DATBITP1.4SCLBITP1.0SDABITP1.1MTDEQU04AHMRDEQU058HMRD1EQU063HORG0000HAJMPSTARTORG0003H;外部中断0中断服务子程序入口地址AJMPINTLORG0013H;外部中断1中断服务子程序入口地址AJMPINTYORG0100HSTART:MOVSP,#30HMOVP1,#11110011B;initialI/OMOVSLA,#0A0H;FM24C16器件从地址MOVSUBA,#00H;器件子地址CLRP2.1MOVTMOD,#20H;串行口初始化MOVTH1,#0FDHMOVTL1,#0FDHMOVPCON,#00HMOVSCON,#40HSETBTR1SETBIT0;INT0为1,边沿触发方式SETBIT1;INT1为1,边沿触发方式SETBEX0SETBEX1SETBPX1;INT1为高优先级SETBEA;开总中断MAIN:…AJMPMAIN;主程序INTL:…RETI;外部中断0中断服务子程序INTY:…RETI;外部中断1中断服务子程序END2.HD7279键盘显示子程序INTL:MOVDOUT,#15H;读键盘指令ACALLSENDACALLRECV;读键盘数据SETBCSMOVA,DINMOVB,#10;HEXchangeBCDcodeDIVABMOVDOUT,#10100001BACALLSENDMOVDOUT,#11001000BACALLSENDMOVDOUT,B;send个位toHD7279AACALLSENDSETBCSRETISEND:MOVBCOUNT,#8;setbitcounter=8CLRCS;CSforlvACALLLDELAY;longdelaySLOOP:MOVC,DOUT.7;output1bitMOVDAT,CSETBCLK;setCLKforhvMOVA,DOUT ;thedatathatwillsendleftmoveRLAMOVDOUT,AACALLSDELAY;shortdelayCLRCLK ;setCLKforlvACALLSDELAYDJNZBCOUNT,SLOOP;check8bitsendoverorelseCLRDAT;sendover,returnRETRECV:MOVBCOUNT,#8SETBDAT;set(DATA)hv(inputstate)ACALLLDELAYRLOOP:SETBCLKACALLSDELAYMOVA,DINRLAMOVDIN,AMOVC,DATMOVDIN.0,CCLRCLKACALLSDELAYDJNZBCOUNT,RLOOPRETLDELAY:MOVTIMER,#25;delay50uSDELOOP:DJNZTIMER,DELOOPRETSDELAY:MOVTIMER,#4;delay8uSSHOTLOP:DJNZTIMER,SHOTLOPRET3.FM24C16读写子程序START:SETBSDANOPSETBSCL;起始条件建立时间大于4.7usACALLDELAYCLRSDAACALLDELAYCLRSCL;钳住总线，准备发数据NOPRETSTOP:CLRSDANOPSETBSCL;发送结束条件的时钟信号ACALLDELAYSETBSDA;结束总线ACALLDELAYRETMACK:CLRSDA;将SDA置0NOPNOPSETBSCLACALLDELAYCLRSCLNOPNOPRETMNACK:SETBSDA;将SDA置1NOPNOPSETBSCLACALLDELAYCLRSCLNOPNOPRETCACK:SETBSDANOPNOPSETBSCLCLRACKNOPNOPMOVC,SDAJCCENDSETBACK;判断应答位CEND:NOPCLRSCLNOPRETWRBYTE:MOVR0,#08HWLP:RLCA;取数据位JCWR1SJMPWR0;判断数据位WLP1:DJNZR0,WLPNOPRETWR1:SETBSDA;发送1NOPSETBSCLACALLDELAYCLRSCLSJMPWLP1WR0:CLRSDA;发送0NOPSETBSCLACALLDELAYCLRSCLSJMPWLP1RDBYTE:MOVR0,#08HR