智能家居安保系统设计样本

毕业设计阐明书智能家居安保系统设计摘要论文简介了基于STM32F103RB单片机系统控制核心智能家居安保系统设计。系统分为三某些:系统板(单片机,电源模块),GSM模块,传感器模块。全文分别从五个方面对设计进行阐明:一、设计背景和意义。智能家居背景和发呈现状以及GSM和AT指令集简介；二、重要器件简介；三、设计方案。总体框图设计,用框图将设计中手机接受端、GSM模块、传感器、LCD.STM32F103RB.电源电路等各硬件构成某些之间关系表达出来；接着在红外对管和声音传感器比较后,得出红外对管更适合用来防盗结论,因而采用了红外对管方案。四、系统软件某些；有LCD屏显示和触摸屏程序设计（我觉得是最难）,硬件某些有STM32F103RB开发板、GSM模块、烟雾传感器、红外对管。五、系统实现某些详细阐述了系统各个模块和实现过程。讲述了短信报警过程和修改密码和手机号码过程。核心词:智能家居STM32F103RBXPT2046GSMW25X40AT24C02目录摘要 IABSTRACT II目录 1第1章绪论 31.1.课题研究背景和意义 31.1.1.家庭自动化 31.1.2.家庭网络 31.1.3.网络家电 41.1.4.信息家电 41.2.国内外发呈现状 41.3.GSM技术简介 51.4.AT指令简介 71.5.本章小结 8第2章系统重要器件简介 102.1.核心控制芯片STM32F103RB 102.2.触摸屏控制器XPT2046 112.3.GSM通信芯片SIM900A 122.4.GSM模块 142.5.烟雾传感器模块 152.6.红外对管 172.7、FLASHW25X40 182.8、EEPROMAT24C02 202.9、本章小结 21第3章设计方案 223.1.系统框图设计 223.2.传感器选取 233.3.本章小结 23第4章系统软硬件设计 244.1.系统程序设计流程图及重要程序 244.1.1.系统初始化函数 254.1.2.LCD显示及手机号码修改函数 254.1.3.短信报警函数 264.2、STM32F103RB开发板系统 264.2.1.电源 274.2.2.触摸屏模块 274.2.3.EEPROMAT24C02模块 284.2.4.FLASHW25X40模块 304.3.本章小结 32第5章系统软硬件实现 335.1.硬件电路 335.2.系统测试 365.3.测试成果 395.4.本章小结 40总结与展望 41致谢 42参照文献 43附录 45第1章绪论1.1.课题研究背景和意义随着国民经济和科技提高,特别是计算机技术,通信技术,网络技术,控制技术水平,信息技术飞速发展和提高,推动当代家庭生活居住方式变化,人们更加追求舒服衣食住行和安全环境。人类科技发展和方向最后目的是服务于生活,这些高科技已经影响到人们生活方方面面,使得人们生活习惯变化和生活质量提高。在这些条件下智能家居应运而生[1]。智能家居住房作为一种平台,运用综合布线技术、

网络通信技术、

安全技术、

自动控制技术、

音频和视频技术集成家居生活有关设施、

居住设施和家庭筹划管理系统建设,加强家居安全、

以便、

舒服、

艺术和生活环境,以实现环保和能源节约。智能家居是物联网影响下体现。通过智能家庭网络技术将家中（如声音和视频设备,照明系统,窗帘和控制,空调控制和安全系统以及数字影院系统和AV服务器和影子内阁系统和网络设备）各种设备连接在一起,以提供所述电器控制和灯光控制和电话远程控制,室内和室外遥控控制,防盗报警器,环境监测和传播控制红外线传播和温度可以编程定期控制,各种各样功能和工具。与普通家居相比,智能家居不但具备老式生活、

建设、

通信、

信息家电、

自动化设备、

提供全方位信息交互功能,甚至为节约能源费用各种功能[2]。1.1.1.家庭自动化家庭自动化系统是基于一种中央微解决机（中央解决单元,CPU）,从有关电气和电子产品接受到消息（外部环境因素,如太阳升起或落下,所导致变化光线和其她变化）,然后发送依照既定程序,其她电器和电子产品相应信息。通过许多中央微解决器接口家电控制,这些接口可以是一种键盘,或者它可以是一种触摸屏,按钮,计算机,电话,遥控器,等等;消费者可将信号发送到中央微解决器,或者从中央微解决器接受信号[3]。1.1.2.家庭网络人们必要把这个家庭网络和纯粹“家庭局域网”分开来,它是指连接家庭里计算机、各种外设和与因特网互联网络系统,它仅仅是家庭网络一种构成部份。家庭网络是在家庭范畴内(可扩展到邻居,社区)将PC.家电、安全系统、照明系统和广域网相连接一种新技术。当前在家庭网络所采用连接技术可以分为“有线”和“无线”两大类。有线方案重要涉及：双绞线或同轴电缆连接、电话线连接、电力线连接等；无线方案重要涉及：红外线连接、无线电连接、基于RF技术连接和基于PC无线连接等[4]。1.1.3.网络家电网络家电是普通家用电器使用数字技术、

网络技术和智能控制技术改进新型家用电器。网络设备可以互相连接,形成一种家庭网络,而家庭网络,可以连接到外部互联网。可见,网络家电技术涉及两个层次：

第一种装置,这是因此不同电器可以互相承认,并一起工作之间联网。第二个层次是解决通信设备和外部网络,以便家庭真正成为扩展到外部网络网络设备。1.1.4.信息家电信息家电是一种便宜,简朴实用,家电和PC重要特点。使用电脑,电信和电子技术与老式家电产品和创新产品相联合,是数字化和网络技术应用越来越广进一步设计新家庭生活和家电,信息家电涉及PC,机顶盒,HPC,DVD,超级VCD,无线数据通信设备,视频游戏设备,WEBTV,网络电话等,都可以通过网络互换信息器具,其可以被称为信息家电。音频,视频和通讯设备是信息家电重要构成某些。而在另一方面,基于整合老式商品,这使得它更强大和更容易使用,以便实用老式家电,信息技术,并创造对生活更高品质家庭生活环境。例如,模仿电视发展到数字电视,VCD到DVD,冰箱,洗衣机,微波炉,也将是一种数字化,网络化,智能化家电产品。1.2.国内外发呈现状随着经济水平发展和进步,人们生活开始追求个性化、自动化、快节奏,追求趣味十足生活方式。因而,越来越多智能家居兴起,在国内如雨后春笋普通局势已显露暴露无疑。然而,国内智能家居市场发展并非一帆风顺,混乱,缺少市场和行业原则。如何发展智能家居仍扑朔迷离。国外智能家居行业发展势头越来越好,国内智能家居业内人士有必要思考这样一种问题:是什么阻碍了智能家居发展步伐,咱们应当如何借鉴国外智能家居公司学习事实上,美国开始是第一种研究智能家居,但普及工作做更好,是韩国,韩国智能家居做较好,这与韩国先进电子技术密不可分,也多亏政府对智能社区和智能家居政策支持。韩国政府始终大力支持做智能家居,除了提高人民生活水平,更重要是,它可以有效地减少犯罪,增长了家庭和社会,对政府管理大有裨益,提高了社会与家庭之间信息流动速度。韩国政府在汉城和新区规定,新建社区必要有智能家居系统这一种工程,因而韩国产生了诸多知名品牌智能家居。在国内,住房建设部麾下全国智能建筑居住区数字原则化技术委员会和长虹一起合资建设子公司发布了“中华人民共和国都市居民e家生活指数报告”,同步,宣布第一种智能家居发展评价原则“e家生活指数“。对智能家居发展发挥了积极作用。智能家居在刚刚起始时候做非常艰难,在社区智能家居尝试3-5年内逐渐企稳,如果没有问题,就可以推出大规模推广。咱们国内和国外环境是在国外不同,她们生活环境,重要因素是别墅,独立式主屋,让智能家居发展更集中在联通信息网络,控制和家庭娱乐等方面;咱们生活环境重要是住宅社区类型,因此重点发展重要体当前安全监控方面。韩国生活习惯和咱们接近,重点发展重要体当前安全监控方面,但她们电子行业发展非常好,因此在多媒体娱乐控制速度比咱们发展..

虽然当前,国务院、住建部、工业信息化部出台一系列政策勉励智能家居发展,但这些只是指引方针,智能家居在中华人民共和国将来发展,政府行为会越来越弱,最后成败是由市场决定,政府重要职能,统筹,制定统一原则就可以不需要太多干预。总体来说,智能家居在中华人民共和国普及还需要几年时间。当前某些国外智能家居厂商也非常看好中华人民共和国智能家居市场,这些国外公司进入将推动国内智能家居行业市场发展。

上半年,在上海博世安防系统推出了全新智能家居系统。据悉,该系统是专为高品位住宅设计,为客户提供基于IP网络高品位可视对讲产品光幕具备智能控制系统和集成安全模块,红外转发器,遥控器和家电产品等万能遥控器。推出新系统,标志着博世正式进入智能家居市场。鉴于当前市场调控,博世注入了新活力,智能家居市场。

智能家居“钱”途无量,但当前仍处在学习外国公司阶段。在这里学习是不是所有照本宣科,而是依照咱们国家环境政策,从国外成功经验吸取营养,通过“机”生鸡蛋,增长了国内公司成功“筹码”,让国内智能家居行业发展更加欣欣向荣[5]。1.3.GSM技术简介全球移动通信系统（GlobalSystemforMobileCommunication）就是人们都在使用GSM,是最广泛使用移动电话原则。在超过

200个国家和地区世界和超过

10

亿人每天使用

GSM

原则移动电话。在"漫游合同"GSM

国际漫游服务成为原则之间移动运营商订立了种类繁多顾客更广泛地使用。此前比较

GSM

原则最大区别在于它信号和语音通道是数字,因而

GSM

被视为第二代

（2g）

移动电话系统。数字通信是内置于系统。GSM

是一种开放原则,由

3GPP

开发。GSM是第2代（即2G）蜂窝移动通信技术。模仿蜂窝技术被称为一代移动通信技术,宽带CDMA技术被称为三代移动通信技术,即3G。GSM属于一种蜂窝网络,也就是说移动电话必要要连接到它能搜索到近来蜂窝单元区域才干使用。GSM网络运营在各种不同无线电频率上。GSM网络,共有四种不同蜂窝单元尺寸:巨蜂窝,微蜂窝,微微蜂窝和伞蜂窝。覆盖因不同环境而不同。巨蜂窝可以看出基站天线安装在最重要是在天线或建筑物上那种。微蜂窝天线高度比那些平均建筑物高度,普通用在市区。微微蜂窝是一种小型蜂窝覆盖范畴只有几十平方米,重要用于室内。伞蜂窝被用于覆盖一种较小蜂窝网络盲点,弥补之间空白区域蜂窝信号。依照天线高度,增益和传播条件,从一百多米到数十公里半径。最大距离GSM规范支持实际使用可以支持到35公里。有蜂窝扩张概念,社区半径可以增长一倍,甚至更多。GSM还支持室内覆盖,可以把室外天线分布功率分派器到室内天线分布系统中。这是一种典型配备方发,以满足在房子内高密度内部规定,在商场,机场很常用。然而,这是没有必要,由于建筑物通过室内覆盖范畴可以通过无线信号来实现,但是这可以减少干扰并提高回波信号质量[6]。GSM900MHz频段GSM900MHz频段双工间隔为45MHz,有效带宽为25MHz,124个载频,每个载频8个信道。GSM900：上行（MHz）890-915；下行（MHz）935-960（GSM最先实现频段,也是使用最广频段）GSM900E：上行（MHz）880-915；下行（MHz）925-960（900MHz扩展频段）2.中华人民共和国GSM900使用频率①中华人民共和国移动●上行频段:890-909MHz●下行频段:935-954Mhz②中华人民共和国联通●上行频段:909-915MHz●下行频段:954-960Mhz3.DCS1800MHz频段GSM1800MHz频段双工间隔为95MHz,有效带宽为75MHz,374个载频,每个载频8个信道。GSM1800:上行（MHz）1710-1785；下行（MHz）1805-1880（合用于对信道容量需求大市场,应用范畴仅次于900M。）中华人民共和国DCS1800使用频率①中华人民共和国移动●上行频段:1710-1720MHz●下行频段:1805-1815Mhz②中华人民共和国联通●上行频段:1745-1755Mhz●下行频段:1840-1850MHz1.4.AT指令简介AT即Attention,AT指令集是从终端设备(TerminalEquipment,TE)或数据终端设备(DataTerminalEquipment,DTE)向终端适配器(TerminalAdapter,TA)或数据电路终端设备(DataCircuitTerminalEquipment,DCE)发送。通过TA,TE发送AT指令来控制移动台(MobileStation,MS)功能,与GSM网络业务进行交互。顾客可以通过AT指令进行呼喊、短信、电话本、数据业务、传真等方面控制。AT指令必要以"AT"或"at"开头,以回车（<CR>）结尾。模块响应普通紧随其后,格式为：<回车><换行><响应内容><回车><换行>[7]。SIM900A模块提供AT命令包括符合GSM07.05.GSM07.07和ITU-TRecommendationV.25ter指令,以及SIMCOM自己开发指令。接下来咱们简介几种惯用AT指令:1、AT+CPIN？

这个指令用于查询SIM卡状态,重要是查询PIN码,如果该指令返回:+CPIN:READY,则表白SIM卡状态正常,返回其她值,则有也许是没有SIM卡。

2、AT+CSQ

这个指令用于查询信号质量,返回SIM900A模块接受信号强度,如返回:+CSQ:24,0,表达信号强度是24（最大有效值是31）。如果信号强度过低,则要检查天线与否接好了？

3、AT+COPS?

这个指令用于查询当前运营商,该指令只有在连上网络后,才返回运营商,否则返回空,如返回:+COPS:0,0,"CHINAMOBILE",表达当前选取运营商是中华人民共和国移动。

4、AT+CGMI

这个指令用于查询模块制造商,如返回:SIMCOM_Ltd,阐明SIM900A模块是SIMCOM公司生产。

5,、AT+CGMM

这个指令用于查询模块型号,如返回:SIMCOM_SIM900A,阐明模块型号是SIM900A。

6、AT+CGSN

这个指令用于查询产品序列号（即IMEI号）,每个模块IMEI号都是不同样,具备全球唯一性,如返回:,阐明模块产品序列号是:。

7、AT+CNUM

这个指令用于查询本机号码,必要在SIM卡在位时候才可查询,如返回:+CNUM:

"","1590353",129,7,4,则表白本机号码为:1590353。此外,不是所有SIM卡都支持这个指令,有个别SIM卡无法通过此指令得到其号码。

8、ATE1这个指令用于设立回显模式（默认启动）,即模块将收到AT指令完整返回给发送端,启用该功能,有助于调试模块。如果不需要启动回显模式,则发送ATE0指令即可关闭,这样收到指令将不再返回给发送端,这样以便程序控制。9、AT+CNMI这个指令用于设立新消息批示。发送:AT+CNMI=2,1,设立新消息提示,当收到新消息,且SIM卡未满时候,SIM900A模块会返回数据给串口,如:+CMTI:"SM",2,表达收到接受到新消息,存储在SIM卡位置2。10、AT+CMGF这个指令用于设立短消息模式,SIM900A支持PDU模式和文本（TEXT）模式等2种模式,发送:AT+CMGF=1,即可设立为文本模式。

11.AT+CSCS这个指令用于设立TE字符集,默以为GSM7位缺省字符集,在发送纯英文短信时候,发送:AT+CSCS="GSM",设立为缺省字符集即可。在发送中英文短信时候,需要发送:AT+CSCS="UCS2",设立为16位通用8字节倍数编码字符集。

12.AT+CSMP这个指令用于设立短消息文本模式参数,在使用UCS2方式发送中文短信时候,

需要发送:AT+CSMP=17,167,2,25,设立文本模式参数。

13.AT+CMGR这个指令用于读取短信,例如发送:AT+CMGR=1,则可以读取SIM卡存储在位置1短信。

14、AT+CMGS这个指令用于发送短信,在"GSM"字符集下,最大可以发送180个字节英文字符,在"UCS2"字符集下,最大可以发送70个中文（涉及字符/数字）。该指令咱们在背面详细简介。

15.AT+CPMS这个指令用于查询/设立优选消息存储器,通过发送：AT+CPMS?,可以查询当前SIM卡最大支持多少条短信存储,以及当前存储了多少条短信等信息。1.5.本章小结本章重要阐述了智能家居发展背景,发展过程和GSM某些简介。阐述了智能家居长处和其发展必然性,简介了GSM工作频率等某些状况,最重要是简朴简介了某些AT指令使用阐明,最后简朴阐明了本设计重要工作。第2章系统重要器件简介2.1.核心控制芯片STM32F103RB在本系统中STM32F103RB是核心控制芯片,异常状况鉴定、GSM模块控制、LCD触摸屏控制等都离不开本芯片,它是本系统心胀如图2.1。STM32F1系列属于中低端32位ARM微控制器,该系列芯片是意法半导体（ST）公司出品,其内核是Cortex-M3。依照片上闪存大小可分为三大类芯片：小容量（16K和32K）,中容量（64K和128K）,高容量（256K,384K和512K）[8]。芯片上集成了诸多外设如：定期器,CAN,ADC,SPI,I2C,USB,UART等。内核-ARM32位Cortex-M3-72MHz最大运营频率,可达1.25DMIPS/MHZ（DhrystONe2.1）在零等待周期存储器访问-单周期乘法和硬件除法存储器-从闪存程序存储器32K到512K字节（STM32F103XXXX第二个X代表闪存容量,其中涉及:“4”=16K,“6”=32K,“8”=64K,B=128K,C=256K,D=384K,E=512K）-最大64K字节SRAM电源管理--2.0-3.6V电源和I/O引脚-电源开/关复位（POR/PDR）,可编程电压检测器（PVD）-4-16MHZ晶体振荡器-通过工厂调节为8MHz阻容振荡器嵌入式-嵌入式与校准RC振荡器40KHz-要生成CPU时钟锁相环-随着32KHz标定RC振荡器低功耗-待机,睡眠和停机模式--Vbat电源到RTC和备份寄存器模数转换器 图2.1STM32F103RBT6-多达16个输入通道两个12位ADC,1微秒转换时间-转换范畴:0〜3.6V-保持功能和双采样-温度传感器DMA-两个DMA控制器,一共有12个DMA通道:DMA1具备七个频道,DMA2有五个通道-支持外设有：定期器,ADC,SPI,USB,IIC和UART-多达112个迅速I/O端口（仅Z系列拥有超过100引脚）--26/37/51/80/112I/O端口,所有I/O端口图像16个外部中断;几乎所有端口可以容忍5V信号调试模式-串行线调试（SWD）和JTAG接口-多达8个定期器-三个16位定期器,每个定期器有多达四个输入捕获/输出比较/PWM或脉冲计数通道和增量编码器输入-一种16死区时间控制和紧急制动,用于电机控制PWM高档控制定期器-两个看门狗定期器（独立和窗口型）-系统定期器:24从零下计数器-截至九通讯接口:2个I2C接口（支持SMBus/PMBus）3个USART接口（支持ISO7816接口,LIN,红外线接口和调制解调器控制）2个SPI接口（18M比特/秒）CAN接口（2.0B有源）USB2.0全速接口计算单元CRC计算单元,新批96位唯一代码封装ECOPACK封装2.2.触摸屏控制器XPT2046XPT2046是一款4线触摸屏控制器芯片,她在本系统中如图2.2所示,XPT2046是一款4线触摸屏控制器芯片,具有12位辨别率,125KHz转换率逐次逼近型A/D转换器。XPT2046有支持从1.5V到5.25V低电压I/O接口。XPT2046通过两个A/D转换器,以检测在屏幕位置执行被按压,此外,还可以测量施加到触摸屏上压力。自己内部2.5V参照电压,可被用作使用辅助输入,温度测量和电池监测模式时,0V到6V。它集成XPT2046薄膜内温度传感器。在2.7V典型操作中,关闭基准电压后,功率消耗可以达到不大于0.75MW。XPT2046有微型封装：TSSOP-16,QFN-16（高度仅0.75mm厚度）和VFBGA-48。在-40℃〜+85℃可以正常工作[9]。芯片重要特点[10]4线触摸屏接口触摸压力测量功能可直接测量电源电压（0V〜6V）低功耗（260μA）可单电源,2.2V-5.25Vz工作电压范畴1.5V支持5.25V〜级数码I/O端口自己内部+2.5V参照电压具备125KHz转换率使用QSPI™和SPI™3线通信接口可编程,8位或12位辨别率,具备1路辅助模仿输入它可以自动断电小型封装,节约电路面积:TSSOP-16,QFN-16（高度仅0.75mm厚度）和VFBGA-48完全兼容TSC2046,ADS7843/7846和AK4182图2.2XPT2046原理框图2.3.GSM通信芯片SIM900A如图2.3所示,SIM900A芯讯通推出了一款新紧凑型产品。它属于双频GSM/GPRS模块,完整SMT封装,只SIM900A针对中华人民共和国市场,其性能在一种紧凑,稳定高性价比。SIM900A行业原则接口,可以以GSM/GPRS850/900/1800/1900MHz频率,可以实现语音,短信,数据低功耗传播和传真信息。此外,SIM900A24x24x3mm大小,M2M应用可以合用于各种类型设计规定,特别是对纤细和紧凑设计[11]。重要特点*双频900/1800MHz*GPRS多时隙级别10/8*GPRS移动台B级*符合GSM+2/2原则-4类（2W@900兆赫）-第1类（1W@1800MHz）*尺寸:24*24*3毫米*重量:3.4g 图2.3SIM900A*通过AT命令（GSM07.07,07.05和控制SIMCOM增强型AT命令集）*电源电压范畴:3.1V~4.8V*低功耗:1.5毫安（睡眠模式）*工作温度范畴:-40°C至+85°C数据传播*GPRSclass10:最大85.6kbps（下行速率）*支持PBCCH*编码方案CS1,2,3,4*CSD高达14.4kbps*USSD*非透明*PPP合同栈短信*点对点MOandMT*短信广播*文本和PDU模式接口*支持SIM卡3V/1.8V接口*模仿音频接口*支持RTC*SPI接口*串行接口*天线焊盘*I2C*GPIO*PWM*ADC2.4.GSM模块GSM模块有诸多功能,例如收发短信、接打电话、GPRS上网等。在本系统中是用来发报警短信短信。ATK-SIM900A-V12（V12是版本号,下面均以ATK-SIM900A表达该产品）是ALIENTEK推出一款高性能工业级GSM/GPRS模块（开发板）。ATK-SIM900A模块板载SIMCOM公司工业级双频GSM/GPRS模块:SIM900A,工作频率双频:900/1800Mhz,可减少功耗实现语音,数据和信息,短信传真传播（SMS,MMS,不支持）。ATK-SIM900A模块支持RS232串口和LVTTL,并与硬件流控制,支持5V〜24V宽工作电压范畴,因此该模块可以与我系统连接非常以便实现语音,短信和GPRS数据传递函数,如图2.4所示。[12]ATK-SIM900A模块基本特性如下所示：

通信接口1RS232串口/LVTTL串口

支持AT命令控制（GSM07.07,07.05以及SIMCOM增强AT命令集）

支持RTS/CTS硬件流控控制

支持从1200bps~115200bps范畴通信速率（带自动波特率检测）

支持调试接口（可用于调试和软件升级）

语音接口3.5mm耳机+麦克风座

天线接口SMA接口,自带GSM（900M/1800M）专用小辣椒天线

电源接口DC005-2.1mm直流电源座

SIM卡接口支持1.8V/3VSIM卡

工作频段EGSM900Mhz/DCS1800Mhz自动搜索2个频段

发射功率Class4(2W)@EGSM900M

Class1(1W)@DCS1800M

GPRS连接特性GPRSmlti-slotclass10/8GPRSmobilestationclassB/CC

工作温度2-40℃~+85℃

外形尺寸80mm*58mm电源供电DC5~24V

IO电平1Voh(max)2.8V、Vol(min)0V

功耗212~90mA@12V图2.4ATK-SIM900A模块资源图2.5.烟雾传感器模块烟雾传感器在本设计中我是用来检测,家里与否发生了煤气泄漏,发生煤气泄漏烟雾传感器会输出低电平,否则输出高电平。我使用烟雾传感器是MQ-2,在清洁空气中使用MQ-2,气体传感器敏感材料氧化锡（SnO2）导电性较低。当存在于可燃气体中,传感器电导率增大随着在空气中可燃气体浓度增长。使用简朴电路来变化转换在相应于输出信号中气体浓度导电性如图2.5所示。MQ-2气体传感器高液化气,丙烷,氢敏捷度和检测天然气等易燃蒸气也非常好。该传感器可以检测各种可燃气体,它是用于各种应用低成本传感器。如图2.6、2.7是烟雾传感器外形图,图2.8是烟雾传感器构造图。图2.5烟雾传感器原理图模块应用:可用于家庭和工厂气体泄漏监测装置,合用气体,丁烷,丙烷,甲烷,烟雾检测;模块特点:1,采用高品质双面板设计,与电源批示灯和TTL信号输出批示;2,用DO开关信号（TTL）输出和模仿输出AO;3,TTL输出有效信号为低。（当输出低信号光可以直接连接微控制器或继电器模块）4,模仿输出电压与高浓度越高电压。5,液化石油气,天然气,都市煤气,烟具备更好敏捷度。6,有四个螺丝孔容易定位;7,产品尺寸:32（L）*20（W）*22（H）8,具备长寿命和可靠稳定性9,迅速响应恢复特性电气性能:输入电压:DC5V电源（电流）:150毫安DO输出:TTL数字0和1（0.1和5V）AO输出:约0.1-0.3V（相对干净）,浓度最高电压4V特别阐明：当传感器供电时,需要预热约20S,测量数据才会变得稳定,发热是传感器一种正常现象,由于里面有电线,如果发热太严重就不正常。接线方式:1,VCC:正电源（5V）2,GND:负一层3,DO:TTL开关信号输出4,AO：模仿输出A.原则工作条件符号参数名称技术条件 Vc回路电压≤15VACorDCVH加热电压5.0V±0.2VACorDC RL负载电阻可调RH温度加热电阻31Ω±3Ω 图2.6烟雾传感器正面PH加热功耗≤900mWB.环境条件符号参数名称技术条件Tao 工作温度 -10℃-50℃Tas 储存温度 -20℃-70℃ RH 相对湿度 低于95％RH21％O2氧浓度（原则条件）氧气浓度会影响敏捷度特性最小值不不大于2％

C.敏捷度特性符号 参数名称 技术条件 图2.7烟雾传感器背面Rs 传感器表面电阻 3KΩ-30KΩ(1000ppm异丁烷)α异丁烷 浓度斜率 ≤0.6

原则工作条件温度20℃±2℃Vc:5.0V±0.1V

相对湿度65%±5%Vh:5.0V±0.1VD.构造外形测试电路

部件材料

1气体敏感层二氧化锡

2电极金（Au）

3测量电极引线铂（Pt）

4加热器镍铬合金（Ni-Cr）

5陶瓷管三氧化二铝

6防爆网100目双层不锈钢（SUB316）

7卡环镀镍铜材（Ni-Cu）

8基座胶木图 9针状管脚镀镍铜材（Ni-Cu） 2.8烟雾传感器构造图

2.6.红外对管红外对管在本设计中我是用来检测与否有小偷,将红外对管安装在保险柜、门口等某些小偷偷东西必经之处,家里没人时打开防盗报警,当有东西挡住红外线传播时,会输出低电平,以此来报警,。如图2.9红外对管有两方面构成,一种接,一种发。环境光传感器模块适应性,它有一对红外发射器和接受器,发射管发射某些检测障碍物方向时红外线频率,而不是将信号输出接口输出数字信号后接受红外线接受管,通过所述比较器电路解决（一低电平信号）有效距离范畴0〜30CM,5V工作电压。传感器检测范畴可以以小干扰来调节,组装容易,使用以便特点。模块参数阐明1.当模块检测到前方有障碍物信号时,OUT端口持续输出低电平信号,该模块检测距离0～30cm,检测距离可以进行调节。2、传感器模块输出端口OUT可以直接与单片机IO口连接即可,也可以直接驱动一种5V继电器；连接方式：VCC-VCC;GND-GND;OUT-IO3.可采用5V直流电源对模块进行供电。4.电流:20mA5.有效距离:30CM6.尺寸:20*10*8MM7、引线长度:30CM模块接口阐明红线-正极黑线-负极黄线-信号OUT 图2.9红外对管2.7、FLASHW25X40我在W25X40中存了一种ASCII码8*16字库和一种GB231216*16字库,用于LCD显示。W25X40

有4M位串行闪存记忆空间。25X

系列提供了灵活性和性能远远超过普通串行闪存设备。她们是抱负代码下载应用程序,以及存储语音、

文本和数据。设备操作单

2.7v

到

3.6v

电源,活跃状态下电流消耗低至

5mA

,低功耗状态下电流消耗低至1µA

。所有器件均以节约空间软件包提供。W25X40阵列被组织成每个

256字节一种可编程页。256个字节最多可以使用页面程序指令一次编程。页可以在

16页

（扇区擦除）、256

页（块擦除）

或整个晶片

(芯片擦除）

组中擦除。W25X40有128个可擦除扇区和8个可擦写块。不大于4KB数据在应用程序需要数据和参数存储中有更大灵活性,如图2.10所示。

W25X40支持原则串行外设接口

（SPI）,和一种高性能双输出

SPI

,使用四个针脚：

串行时钟、

芯片选取、

串行数据

I/O

和串行数据输出。SPI

时钟频率

75MHz

支持容许等效时钟速率

150兆赫时使用迅速读取双输出指令。这些传播速率可和

8

和

16位并行闪存记忆相媲美。[13]●

串行闪存记忆—

W25X40:

4M位

/

512k字节

（524,288）—

每可编程页

256个字节—

均匀

4k字节扇区

/

64k字节块●

SPI

与单或双输出—

时钟,芯片选取、

数据输入输出,数据输出—

SPI

灵活性可选保持功能●

数据传播到

150兆位

/

秒—

时钟操作到

75兆赫—

迅速读双输出指令 图2.10W25X40器件图—

自动增量读取功能●

灵活体系构造与

4KB

部门—

扇区擦除

（4k字节）—

块擦除

（64k字节）—

页

256

个字节

,最长2ms—

达

100000个擦写周期—

保存

20年●

低功耗、

宽温度范畴—

单

2.7

至

3.6v

电源供电—

5mA

活跃电流、

1µA

电源关闭

（typ）—-40°

至

+85°C

经营范畴●

软件和硬件写保护—

写保护所有或某些内存—

启用禁用目录

pin

保护—

顶部或底部阵列保护●

空间高效包装—

8引脚

SOIC

208mil

（W25X40/80）W25X40指令集如表1所示。表1W25X40指令集指令第1字节第2字节第3字节第4字节第5字节第6字节第n字节写使能06h写禁止04h读状态寄存器05h(S7–S0)(1)写状态寄存器01hS7–S0读数据03hA23–A16A15–A8A7–A0(D7–D0)(Nextbyte)continuous迅速读0BhA23–A16A15–A8A7–A0dummy(D7–D0)continuous页写02hA23–A16A15–A8A7–A0(D7–D0)(Nextbyte)Upto256

bytes块擦除D8hA23–A16A15–A8A7–A0扇区擦除20hA23–A16A15–A8A7–A0整片擦除C7h低功耗B9h低功耗唤醒/设备IDABhdummydummydummy(ID7-ID0)(4)制造商/设备ID90hdummydummy00h(M7-M0)(ID7-ID0)JEDECID9Fh制造商(ID15-ID8)(ID7-ID0)注释:1.数据字节一方面转移与最高有效位。字节字段中括号"()"数据表白从上做针设备正在读取数据。2.状态寄存器内容将会重复不断直到

/CS

终结该指令。3.请参阅制造商和设备标记表设备

ID

信息。4.设备

ID

将重复不断直到

/CS

终结该指令。2.8、EEPROMAT24C02AT24C02是用来存储触摸屏校准数据,密码和手机号码,外形如图2.11。AT24C02是2048位串行电可擦写可编程只读存储器(EEPROM),组织形式为256字×8位字长。AT24C02B合用于许多规定低功耗和低电压操作工业级或商业级应用。AT24C02特性[14]

•低压和原则电压操作

—2.7(Vcc=2.7to5.5V)

•内部组织256x8(2K)

•2-Wire串行接口

•施密特除法器,过滤输入,实现噪音抑制

•双向数据传播合同

•1MHz(5.0V),兼容400KHz(1.8V,2.5V,2.7V)

•写保护引脚,实现硬件数据保护

•8字节页写模式

•容许页面局部写入图2.11AT24C02器件图

•自定期写入周期(最大5ms)

•高可靠性

—耐久度：1百万次写周期

—数据保存：1

•8脚PDIP,8脚JEDECSOIC,8脚UltraLeadFrameLandGridArray(ULA),5脚SOT23,8脚TSSOP,和8触点dBGA2封装2.9、本章小结本章内容是对设计系统中需要用到重要器件:核心芯片STM32F103RB.电阻屏控制芯片XPT2046.GSM芯片SIM900A.GSM模块、红外对管、烟雾传感器、W25X40、AT24C02等,都在功能、芯片特性以及各管脚用途等方面做了较为详细简介。第3章设计方案3.1.系统框图设计按照设计思路可分为:STM32F103RB核心某些（主芯片STM32F103RB、电源电路等）、LCD驱动某些、GSM模块、传感器模块等某些。系统框图如图3.1LCD、触摸屏STM32F103RBLCD显示手机接受端GSM模块LCD、触摸屏STM32F103RBLCD显示手机接受端GSM模块触摸屏感知触摸屏感知电源电源信号源信号源电源传感器电源传感器图3.1本设计系统框图 由传感器检测煤气含量超标信号和红外信号,然后将检测到信号发给STM32F103RB,芯片检测得到是什么信号,依照信号不同选取发送不同短信给指定手机。手机号码可以通过触摸屏来进行修改。[15]STM32F103RB:在系统中处在核心地位,它将LCD.触摸屏、传感器、GSM模块等连接起来,实现要实现功能。传感器:我在本设计里使用了两个传感器,如果需要还可以添加别传感器。这两个传感器是,红外对管、烟雾传感器。红外对管在平时输出高电平,当有东西挡着红外线传播,接受器接受不到信号时,输出低电平。可以用来检测与否有小偷。烟雾传感器,平时输出高电平,当空气中烟雾、可燃气体达到一定浓度时,输出低电平,可以检测与否发生火灾和煤气泄漏。GSM模块:GSM模块在本设计中起作用是发短信。当单片机收到传感器传进来低电平后,判断是哪个传感器传进来,然后通过串口发出不同内容给GSM模块,GSM依照发来信息,将短信发往特定手机。LCD.触摸屏：LCD.触摸屏在系统中处在辅助地位,但是它不可或缺。一种产品发报警短信不也许都发给同一种人,如果主人换了手机卡怎么办？这时候LCD.触摸屏就要发挥她作用了。咱们可以通过触摸屏来修改发送目的手机号码,这样当主人换手机卡后,就可以自己修改要发送短信到自己手机。当修改完手机号后,新手机号会被存储在EEPROM里以便下次发短信时读取。电源：开发板上电源是由芯片AMS1117-3.3V产生,它将USB5V电压转化为3.3V电压供开发板使用。GSM模块12V电源和传感器5V电源是由独立电源提供。3.2.传感器选取当前,用于家庭防盗传感器重要是两种方案,红外线与声音传感器。于是便分别对这两种方案进行对比。方案一、声音传感器声音传感器是用来接受声波,声振动图像显示设备,其作用就像一种麦克风（话筒）办法,但你不能测量噪声强度。传感器包括一种声音敏感驻极体电容式麦克风。使得内膜驻极体麦克风声振动,从而导致电容变化,其产生在电压相应小一点变化。方案二、红外对管红外对管由红外发射管和光敏接受管,或红外线接受管构成,或者用普通一起使用红外接受器。由红外线发光二极管光发射器时刻构成红外线发射,在PN结形成具备高效率红外辐射材料（惯用GaAs）,PN结正向偏置注入电流激发红外光,光谱功率分布中心波长830〜950nm。LED发光二极管英文缩写,性能正温度系数,更大电流温度越高,温度越高电流就越大,LED红外光功率电流大小,但是当正向电流超过最大额定值,红外光发射功率下降。红外线接受管是具备感光属于光电二极管,一种单向导电性PN结特性,因而,需要与反向电压一起工作。当没有红外辐射,有一种小反向漏饱和电流（暗电流）。此时,光电二极管不导通。当光饱和及时反向漏电流增长时,光电流形成,在一定范畴内随入射光强度增长内。综合两种方案,方案一使用声音传感器,方案二使用红外对管。声音传感器接受范畴广,但是它容易浮现错误判断,例如当外面汽车鸣笛,窗户没关于,声音会很响,就有也许触发声音传感器,导致错误。红外对管,测定一条直线上与否有遮挡物,简朴易懂以便操作,不易产生误操作。因此选取方案二,红外对管。3.3.本章小结本章简介了设计总体框图,用框图形式将设筹划分了STM32F103RB核心某些、GSM某些、LCD某些等模块。接着,着重简介传感器方案选取,并且描述了红外对管、声音传感器对比和应用原理,辩证得出选用红外对管更加合用于本设计。第4章系统软硬件设计4.1.系统程序设计流程图及重要程序采用STM32F103RB单片机为核心和使用任意手机作为短信接受端,实既有异常状况时短信报警功能。一方面单片机进行初始化,涉及单片机每个端口,每个变量初始化以及LCD模块初始化。由传感器检测煤气含量超标信号和红外信号,然后将检测到信号发给STM32F103RB,芯片检测得到是什么信号,依照信号不同启用不同子程序选取发送不同短信给指定手机号。手机号码可以通过触摸屏来进行修改。下面图4.1是主程序设计流程图[16]。图4.1系统主程序流程图系统主循环函数见附录:依照系统主程序流程图,软件某些可以分为三某些,分别是初始化、LCD显示及手机号码修改函数、短信报警函数。各某些程序分别是：4.1.1.系统初始化函数systick_init();//系统嘀嗒定期器初始化 usart1_init(7000,115200);//串口初始化时钟72M模特率115200 SPI_Flash_Init();//W25X40初始化 LCD_Init();//LCD初始化 LCD_LED=0;//lcd背光1亮0灭 key_init();//按键初始化 led_init();//LED初始化 IIC_Init();//24C02初始化 Init_Touch();//触摸屏初始化 gpio_Init();//传感器使用引脚初始化由初始化函数咱们可以看出在本系统中我使用了系统嘀嗒定期器,串口1,flashW25X40,LCD屏,触摸屏,按键,LED灯,EEPROM24C02,传感器。系统嘀嗒定期器是用来做延时函数用,delay_s();delay_ms();delay_us();都是使用系统嘀嗒定期器。flashW25X40是用来存储字库,在LCD上显示字母、中文都存在W25X40里。LCD屏用来显示。触摸屏用来输入手机号码和密码。按键用来选取模式。LED灯用来批示状态。EEPROM24C02用来储存触摸屏校准数据、密码、手机号码。传感器用来检测有无异常。4.1.2.LCD显示及手机号码修改函数由于本函数太长在这里只显示修改手机号码函数,详细函数见附录。按下KEY0按键LCD屏会亮起来,按下LCD屏上“修改号码”可以进入本函数,由函数可懂得,一方面要输入密码,输入密码后,当按下“确认”按钮,比较输入密码和EEPROM里存密码,如果同样就可以修改手机号码,否则要重新输入。输入手机号码后,当按下“确认”按钮,如果号码长度是11位就把她保存到EEPROM里,否则重新输入。当手机号码保存成功,LCD显示屏会自动暗下来[17]。4.1.3.短信报警函数函数内容见附录,一方面解决要发送信息（从EEPROM里读取手机号码,替代短信内容中手机号码）,然后发送"AT+CMGF=0\r\n",设立GSM发短信模式为PDU模式；然后发送"AT+CMGS=39\r\n"设立要发短信长度（其中39是短信长度,依照自己需要变化）；然后发送要发送短信内容；最后发送Ctrl+Z\r\n（ASCII中26）结束发送。4.2、STM32F103RB开发板系统本设计中设计核心芯片是STM32F103RB单片机,接线办法如图4.2所示。图4.2STM32F103RB芯片接线图由图中可以看出芯片接线办法PA:0重启按键；1.2LED灯；4-7flashSPI接口；9、10串口；13-15JLINK接口PB:0-15LCD数据接口；8、9EEPROMIIC接口PC:2.3按键；5LCD背光；6触摸屏笔中断；7触摸屏片选；9LCD读数据；10LCD写数据；11LCD数据/命令；PD2:LCD片选端口4.2.1.电源AMS1117-3.3是一种正向低压降稳压管,在输出电流为1A时压降为1.2V。它固定电压3.3V输出电流为 1A线路调节率：0.2%（最大）负载调节率：0.4%（最大）,内含静态电流限制、过热保护芯片接线办法如图4.3所示。 图4.3电源芯片接线图输入端输入USB电压（5V）,输出电压为3.3V。为单片机、LCD等芯片模块供电。图中电容C201.C202为输入稳定电容,作用是减小纹波、消振、抑制高频和脉冲干扰。电容C203.C204为输出稳定电容,作用是改进负载瞬态响应。4.2.2.触摸屏模块图4.4XPT2046原理图XPT2046是四线电阻式触摸屏控制芯片,深圳市矽普特科技有限公司研发阻触摸屏控制芯片,它被广泛应用于触摸屏驱动。在XPT204611引脚对引脚单片机中断引脚,触摸屏不是触摸时,11引脚高举,当触摸屏被触摸时,11引脚变为低电平。因而11针单片机检测到高有低,你可以懂得有无触摸屏触摸事件发生。如果触摸屏被按压事件发生时,通过SPI端口微控制器,它一方面发送一种读命令X坐标0×90,则读出两字节数据,然后发送命令读取Y坐标0XD0,然后读出2字节数据。此时,XY坐标值就懂得了,由于XPT2046是12位精度ADC,因此读取两个字节,只有高12有效数据。[18]XPT2046接线原理图如图4.4所示,其中2,3,4,5脚名称为XP,YP,XN,YN。P是Positive缩写,“正”意思；n为Negative缩写,“负”意思。因此有时候,你会看到被写为X+,Y+,X-,Y-引脚名称。这四个引脚被连接到触摸屏四个引脚。XPT2046与单片机SPI连接。分别为引脚16：SPI_CLK（SPI时钟引脚）;引脚15：SPI_CS（使能引脚或称为片选）;引脚14：SPI_MOSI（数据输入引脚）;引脚12：SPI_MISO（数据输出引脚）。接好后就可以了。4.2.3.EEPROMAT24C02模块 图4.5AT24C02原理图AT24C02

是

2k数字串行CMOS

EEPROM

,内部包括

256*8

个字节,由于使用了先进

CMOS技术大大减少了功耗。AT24C02

有一种

8个字节页写入缓冲区。操作通过

IIC

总线接口设备,尚有一种特殊写保护状态。IIC总线是一种串行总线由费利浦推出,可以使用在有各种主机系统中,并且包具有高低速同步功能和总线仲裁设备两种功能高性能串行总线。如图4.5所示只有两个双向

IIC

总线信号线。一根是数据线SDA,即是引脚5,另一根是时钟线SCL,即是引脚6。IIC总线必要连接到正电源使用上拉电阻。当总线空闲时,两条线都是高电平。接到BUS上任何设备输出低电平总线上,BUS信号都会变低,即每个器件SDA和SCL关系是“与”。实验取RP=100K,比电阻依照所需信号陡度,普通是在电阻较小时候,上升沿崛起越陡IIC总线数据传送[19]数据位有效性规定:IIC总线进行数据传送时候,在时钟信号为高电平期间,数据线上数据必要保持稳定,只有在时钟线上电平为低电平期间,数据线上高电平或低电平状态才容许变化,如图4.6所示。 图4.6I2C有效数据位起始和终结信号:在SCL线为高电平期间,SDA线由高电平到低电平变化（即下降沿）表达起始信号；在SCL线为高电平期间,SDA线由低电平到高电平变化（即上升沿）表达终结信号,如图4.7所示。图4.7I2C起始与终结信号数据传送格式:字节传送与应答：每一种字节必要保证是8位长度。数据传送时,先传送最高位（MSB）,每一种被传送字节背面都必要跟随一位应答位（即一帧共有9位）,如图4.8所示。图4.8I2C字节传送与应答在总线一次数据传送过程中,可以有如下几种组合方式:a、主机向从机发送数据,数据传送方向在整个传送过程中不变,如图4.9所示。图4.9主机写方式注:有阴影某些表达数据由主机向从机传送,无阴影某些则表达数据由从机向主机传送。A表达应答,A非表达非应答（高电平）。S表达起始信号,P表达终结信号。b、主机在第一种字节后,及时从从机读数据,如图4.10所示。图4.10主机读方式c、在传送过程中,当需要变化传送方向时,起始信号和从机地址都被重复产生一次,但两次读/写方向位正好反相,如图4.11所示。图4.11主机读写混合方式4.2.4.FLASHW25X40模块 图4.12W25X40原理图引脚FLASH_CS是使能和禁用芯片W25X40操作位。当FLASH_CS位输入高电平时,芯片被禁用,SPI1_MISO引脚为高阻抗,此时,如果器件内没有正在擦除、编程或处在状态周期进程,在此期间芯片将处在待机状态。当FLASH_CS位为低电平时,使能芯片,此时功耗增长到激活水平,这时就可以进行芯片读写了。上电后,执行一条新指令之前必要使FLASH_CS引脚先产生一种下降沿。W25X40连接办法如图4.12所示,SPI1_CLK是时钟引脚,为输入输出提供时序。SPI1_MISO是数据输出引脚,在SPI1_CLK下降沿时输出数据。SPI1_MOSI是数据输入引脚,SPI1_CLK上升沿时采集数据,数据、地址和命令通过本引脚进入芯片内部[20]。W25X40访问通过SPI兼容总线构成四路信号：串行时钟,芯片选取（FLASH_CS）,串行数据输入（SPI1_MOSI）和串行数据输出（SPI1_MISO）。支持两个SPI总线操作模式0（0,0）和3（1,1）。模式0和模式3重要区别是当SPI主机SPI接口处在空闲状态时,SPI1_CLK是高电平还是低电平,当SPI总线主控处在待机状态和数据不会被传播到串行闪存。SPI1_CLK信号为低在模式0,模式3时钟信号是高。两种模式都是在下降沿时输出数据,上升沿时输入数据。下面对芯片几种惯用命令使用进行阐明解说。写使能指令是向状态寄存器WEL位写1。WEL位必要在每个页面程序、扇区擦除块擦除,芯片擦除、写状态寄存器之前设立。写启用由驾驶/CS低,输入指令转移指令码"06h"到数据输入（DI）引脚上时钟,然后驾驶/CS

高上升沿,如图4.13所示。图4.13SPI写使能写禁止指令复位写使能在状态锁存器（WEL）位为0。写入禁止指令前/CS被拉低,转移指令代码“04H”到DIO脚,然后进入驾驶/CS高。请注意,WEL位后,上电和写状态寄存器,页编程,扇区擦除,块擦除和芯片擦除指令完毕后自动复位,如图4.14。图4.14SPI写禁止读数据指令容许一种或各种数据字节被顺序地从存储器中读出。该指令先写/CS引脚为低电平,然后发送指令代码“03H”接着是24位地址（A23-A0）到DIO引脚启动。代码和地址位被锁止在CLK引脚上升沿。在接受到地址后,寻址存储单元数据字节将被移出DO引脚在CLK下降沿,高位在前。当读到这个数据地址时自动递增到下一种更高地址数据每个字节之后被移出容许持续数据流。这意味着整个存储器可以用一条指令,只要时钟继续进行访问。/CS拉高读数据完毕。读数据指令序列示于下图。如果读数据指令被发出时擦除,编程或写周期是在过程（BUSY=1）指令被忽视,不会对在当前周期中任何影响,见图4.15。该块擦除指令集内指定块（64K字节）所有内存为全1（FFH）擦除状态。容许写入指令必要执行之前设备将接受块擦除指令（状态寄存器WEL位必要等于1）。该指令先把/CS引脚拉低,转移指令代码发起“D8H”跟着一种24位块地址（A23-A0）（见图4.16）。该块擦除指令序列如下图所示/CS引脚必要在最后一种字节第八位之后拉高。如果不这样做,块擦除指令不被执行。块擦除周期正在进行中,在读状态寄存器指令仍可以访问检查忙位状态。块擦除周期中1,当循环完毕了BUSY位是0,设备已准备好再次接受其她指令。通过块擦除周期已经完毕了写使能状态寄存器清零。图4.15SPI读数据图4.16SPI块擦除4.3.本章小结本章是智能家居控制系统设计某些。一方面简介了系统总体程序设计流程图以及某些程序,接着简介由STM32F103RB单片机和电源芯片AMS1117-3.3,LCD屏构成系统核心板模块以及系统设计原理图连线图。然后,解说了AT24C02工作需要IIC时序和W25X40工作需要SPI时序。第5章系统软硬件实现5.1.硬件电路硬件电路重要由三大某些构成：STM32F103RB单片机开发板、GSM模块、传感器某些。STM32F103RB单片机开发板原理图如图4.2~4.5,4.12和5.1~5.3,GSM模块设计原理图如图5.10,传感器模块电路原理图如图5.8~5.9。依照原理图分别导出PCB如图5.11、图5.12图5.1开发板LCD原理图结合图5.1和图4.2可以看出LCD数据接口DB是STM32F103RBPB0~15。LCD_CS是PD2,LCD_RS是PC12,LCD_WR是PC11,LCD_RD是PC10,背光BL是PC5。图5.2开发板调试接口、串口接口原理图结合图5.2和图4.2可以看出JTAG连接在控制芯片PA13~PA15和PB3,PB4。串口USART连接在PA9和PA10上。由于JTAGJTDO和JTRST引脚和LCD共用,因此使用JTAG时不能使用LCD,使用LCD时不能使用JTAG。图5.3开发板发光二极管、按键原理图结合图5.3和图4.2可以看出D503是电源批示灯,S502是重启按键,LED0接在PA1,LED1接在PA2,KEY0接在PC2,KEY1接在PC3。 图5.4GSM模块原理图GSM模块通过串口和STM32F103RB相连,当需要数据传播时,STM32F103RB使用串口控制GSM模块。注意:STM32开发板和GSM模块共地。图5.11开发板PCB图图5.12GSM模块PCB图5.2.系统测试系统测试分为两个环节,元件单独检测和系统整体测试。元件单独检测,涉及电路板制作完毕后,通电调试前认真检查电路连线与否有误。检查时边对照原理图边按照电路板上模块顺序逐级相应检查。特别注意电源与否接错,电源与地与否有短接,元件焊接与否焊接错,是不是有短路和断路现象。用万用表检查各借口处、元件焊接处与否有虚焊状况。给系统上电后,看下电源批示灯亮不亮。如果不亮,就要检查电源批示灯发光二极管好坏。还要检查各路供电与否正常。用万用表检测各个电路间、器件电压与否输出预期电压。系统整体测试是在STM32D103RB开发板、GSM模块、传感器各个某些完毕相应功能后进行整合。以便考虑到各某些工作协调性和兼容性。一方面给各个模块供电,将红外对管输出端接到开发板PC8引脚,将烟雾传感器输出端接到PC9引脚,GSM模块接到串口上,需要注意是:传感器、开发板和GSM模块一定要共地。检查了单片机与各模块之间连接,以及电机驱动与电机连接都没有出错状况下,检查供电与否正常,打开给各个模块提供电源以及打开给传感器提供另一种5V电源。检查了各个模块电路板没有问题后来,便可以开始进行安防系统组装。图5.13ST32F103RB开发板正面图5.14STM32F103RB开发板反面图5.15GSM模块正面图5.16GSM模块反面图5.17红外对管烟雾传感器正面 烟雾传感器反面图5.18连接好后图片图5.13~图5.17是各个模块展示,图5.18是各个模块连接好后效果图。在GSM模块上装上茂名移动SIM卡,打开开发板、GSM模块、传感器电源,长按GSM开机键三秒钟,当批示灯闪烁,阐明开机成功,这时就可以发短信了。烟雾传感器需要预热二十秒,二十秒后就可以正常工作了,这时按下KEY1打开防盗报警开关,再按一下是关闭。打开防盗报警开关,这时如果有东西在红外对管之间,挡住了红外对管传播,就会向设定好手机,发送“主人,家里来小偷了！！！”报警信息,向设定好社区保安手机发送“888栋666号住户,家里进小偷了！！！”报警信息。如果检测到烟雾传感器发来烟雾超标信号,就会向设定好手机,发送“主人,家里煤气泄漏了！！！”报警信息,向设定好社区保安手机发送“888栋666号住户,家里煤气泄漏了！！！”报警信息。本系统可以修改要发报警短信目的手机号码,只有在没有报警信息或发送报警信息后一分钟且没有新报警信息时,才可以修改手机号码。修改手机号码时,一方面按下按键KEY0,进入修改密码、手机号码模式。按下KEY0,LCD屏会亮起来并显示按键盘,可以选取修改密码还是修改手机号码。修改密码,需要先输入旧密码,再输入新密码,且密码必要是六位。修改手机号码,需要先输入密码,再输入手机号码,手机号码必要是11位才会保存。不论是修改密码还是修改手机号码,修改完毕保存后,LCD屏都会在1秒后变暗。这时已经开始检测与否有煤气泄漏,如果防盗报警已打开,也会检测与否有小偷浮现。5.3.测试成果图5.19顾客接受到短信保安接受到短信系统连接好后,通电预热传感器20秒,将打火机对着烟雾传感器放气,这时烟雾传感器丁烷超标,信号输出端会输出低电平,开发板检测到这个低电平,就会发送短信“主人,家里煤气泄漏了！！！”,向设定好社区保安手机发送“888栋666号住户,家里煤气泄漏了！！！”。然后按下按键KEY0,这时防盗报警被打开,LED0会亮起来,这时当红外对管中间有东西挡住时,即接受管接受不到发射管发射红外线时,黄色数据输出端会输出低电平,当开发板检测到这个低电平,会发送第二条短信“主人,家里来小偷了！！！”,向设定好社区保安手机发送“888栋666号住户,家里进小偷了！！！”报警信息,如图5.19所示。5.4.本章小结本章重要简介了由STM32F103RB单片机开发板、GSM模块、传感器模块构成系统完毕后硬件电路板涉及原理图和PCB图。接着阐述从硬件到软件测试,以保证硬件电路和焊接无误以及硬件模块之间互相兼容、软件正常使用。并且简