基于tc35i模块的短信报警系统课程设计报告学位论文Word文件下载.docx
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摘要1
1.设计任务与要求2
2.整体构思2
2.1主要模块介绍2
2.2系统总体设计思路4
2.3系统方案设计5
2.451系列单片机简介6
3.具体实现7
3.1电源电路设计7
3.2时钟电路的设计8
3.3复位电路的设计9
4.软件设计10
4.1软件的程序实现10
4.3中断服务程序工作流程图11
4.4报警电路流程图11
4.5信号采集电路流程图12
5.设计总结14
基于TC35i模块的短信报警系统
摘要:
随着信息、电子、控制、通信等技术的迅速发展，健康、安全、舒适、便捷的生活品质成为人们的迫切需要。
家庭安全隐患随之增多，传统的安全防范措施已无法适应现代化社会的需求。
因此我们可以建立了一个基于GSM网络及短信息平台上的家庭安防系统，可以打电话发短信还可以通过传感器实现远程的报警系统，设计中采用了STC89C52单片机系统、无线GSM短信模块TC35i。
该系统性价比高，硬件结构结构也很简单，未来发展前景很好。
关键字：
GSMTC35i短信报警STC89c52
1.设计任务与要求
（1）该设计包括硬件和软件设计两个部分。
模块划分为数据采集、单片机控制、GSM电话短信及报警等模块子函数。
（2）本红外线防盗报警系统由热释电红外传感器、单片机控制电路、GSM短信模块及相关的控制管理软件组成。
用户终端完成信息采集、处理、数据传送、功能设定、报警信息告知用户等功能。
终端由中央处理器、输入模块、输出模块、通信模块等部分组成。
（3）系统可实现功能。
当人员外出时，可把报警系统设置在外出布防状态，探测器工作起来,当有人闯入时，热释电红外传感器将探测到动作，设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号，经放大电路、比较电路送至门限开关，打开门限阀门送出TTL电平至89C52单片机，经单片机处理运算后驱动执行短信报警电路使GSM模块，向用户发送短信息实现远程防盗报警功能。
2.整体构思
本系统通过主要模块采用的是80c52单片机和TC35iGSM模块，通过单片机向GSM发送一系列的指令集来完成打电话发短信的功能，再通过红外传感器，可以实现远程报警系统。
2.1主要模块介绍
TC35i新版西门子工业GSM模块是一个支持中文短信息的工业级GSM模块,工作在EGSM900和GSM1800双频段,电源范围为直流3.3～4.8V,电流消耗——休眠状态为3.5mA，空闲状态为25mA，发射状态为300mA（平均），2.5A峰值；
可传输语音和数据信号,功耗在EGSM900（4类）和GSM1800（1类）分别为2W和1W,通过接口连接器和天线连接器分别连接SIM卡读卡器和天线。
SIM电压为3V/1.8V，TC35i的数据接口（CMOS电平）通过AT命令可双向传输指令和数据,可选波特率为300b/s～115kb/s,自动波特率为1.2kb/s～115kb/s。
它支持Text和PDU格式的SMS（ShortMessageService,短消息）,可通过AT命令或关断信号实现重启和故障恢复，中文资料如下：
TC35i由供电模块（ASIC）、闪存、ZIF连接器、天线接口等6部分组成。
作为TC35i的核心基带处理器主要处理GSM终端内的语音和数据信号，并涵盖了蜂窝射频设备中的所有模拟和数字功能。
TC35i模块有40个引脚，通过一个ZIF（ZeroInsertionForce，零阻力插座）连接器引出。
这40个引脚可以划分为5类，即电源、数据输入/输出、SIM卡、音频接口和控制。
TC35i的第1～5引脚是正电源输入脚通常推荐值4.2V，第6～10引脚是电源地。
11、12为充电引脚，可以外接锂电池，13为对外输出电压（共外电路使用），14为ACCU-TEMP接负温度系数的热敏电阻，用于锂电池充电保护控制。
15脚是启动脚IGT，系统加电后为使TC35i进入工作状态,必须给IGT加一个大于100ms的低脉冲,电平下降持续时间不可超过1ms。
16～23为数据输入/输出，分别为DSR0、RING0、RxD0、TxD0、CTS0、RTS0、DTR0和DCD0。
tc35i模块的数据输入/输出接口实际上是一个串行异步收发器，符合ITU-TRS232接口标准。
它有固定的参数：
8位数据位和1位停止位，无校验位，波特率在300bps~115kbps之间可选，默认9600。
硬件握手信号用RTS0/CTS0，软件流量控制用XON/XOFF，CMOS电平，支持标准的AT命令集。
其中18脚RxD0、19脚TxD0为TTL的串口通讯脚，需要和单片机或者PC通讯。
TC35i使用外接式SIM卡,24～29为SIM卡引脚，SIM卡同TC35i是这样连接的:
SIM上的CCRST、CCIO、CCCL、CCVCC和CCGND通过SIM卡阅读器与TC35i的同名端直接相连，ZIF连接座的CCIN引脚用来检测SIM卡是否插好，如果连接正确，则CCIN引脚输出高电平，否则为低电平。
TC35i的第32脚SYNC引脚有两种工作模式，一种是指示发射状态时的功率增长情况，另一种是指示TC35i的工作状态，可用AT命令AT+SYNC进行切换，本模块使用的是后一种。
当LED熄灭时,表明TC35i处于关闭或睡眠状态；
当LED为600ms亮/600ms熄时，表明SIM卡没有插入或TC35i正在进行网络登录；
当LED为75ms亮/3s熄时，表明TC35i已登录进网络，处于待机状态。
30、31、32脚为控制脚，其中30为RTCbackup，31为Powerdown，32为SYNC。
35～38为语音接口，35、36接扬声器放音。
37、38可以直接接驻极体话筒来采集声音（37是话筒正端，39是话筒负端）。
模块的供电电压如果低于3.3V会自动关机。
同时模块在在发射时，电流峰值可高达2A。
同时在此电流峰值时，电源电压（送入模块的电压）下降值不能超过0.4V。
所以该模块对电源的要求较高，电源的内阻+FFC联接线的电阻必需小于200mΩ。
单片机通过两根I/O口控制TC35的开关机、复位等，通过串口与TC35进行数据通信，通信速率为9600Kbps，采用8位异步通讯方式，1位起始位，8位数据位，1位停止位。
TC35模块输入输出的TTL正电平逻辑不是+5V，而是+2.9V，因此必要时加端口保护。
2.2系统总体设计思路
基于GSM短信模块的家庭防盗报警系统组成如图2.1所示。
该系统结构组成为前端探测器（热释电红外探测器）、单片机控制器、GSM短信模块、用户终端。
图2.1基于GSM短信模块的家庭防盗报警系统
本系统由五路热释电红外探测器采集五路（门、窗、阳台等报警监测点）报警信号，将报警信号送入89C52控制芯片，控制触发GSM短信模块向用户发送防盗报警信息，从而实现家庭用防盗报警系统的功能。
基本工作原理如下:
利用被动式热释电型红外传感器检测人体辐射的红外线，当检测到红外信号变化时，将其转化为微弱的电信号，经过信号处理电路对电信号进行滤波、放大、比较、输出高电平作为告警信息送给MCU，MCU判断是否报警，如果满足报警条件，就会发出控制信号，通过串行通信接口RS232，控制GSM短信模块给用户发短信息，实现防盗报警。
2.3系统方案设计
本设计包括硬件和软件设计两个部分。
模块划分为数据采集、单片机控制、GSM短信模块报警等子模块。
电路结构可划分为：
热释电红外传感器、单片机控制电路、GSM短信模块及相关的控制管理软件组成。
用户终端完成信息采集、处理、数据传送、短信报警等功能。
就此设计的核心模块来说，单片机就是设计的中心单元，所以此系统也是单片机应用系统的一种应用。
单片机应用系统也是有硬件和软件组成。
硬件包括单片机、输入/输出设备、以及外围应用电路等组成的系统，软件是各种工作程序的总称。
单片机应用系统的研制过程包括总体设计、硬件设计、软件设计等几个阶段。
从设计的要求来分析该设计须包含如下结构：
热释电红外传感探头电路、报警电路、单片机、复位电路、GSM短信模块及相关的控制管理软件组成；
它们之间的构成框图如图2.2总体设计框图所示：
复位
电路
信
号
处
理
电
路
传感器1
89C52
单片机
用户终端
（移动电话）
......
GSM网络
串口通信
GSM
短信
模块
传感器5
时钟
图2.2总体设计框图
处理器采用51系列单片机89C52。
整个系统是在系统软件控制下工作的。
设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号，经放大电路、比较电路送至门限开关，打开门限阀门送出TTL电平至51单片机。
在单片机内，经软件查询、识别判决等环节实时发出入侵报警状态控制信号。
驱动电路将控制信号放大并推动GSM模块向事先设定好的用户发送报警信息，从而实现相应报警功能。
当报警延迟10s一段时间后自动解除，也可人工手动解除报警信号，当警情消除后复位电路使系统复位。
2.451系列单片机简介
STC89C52单片机共有共40条引脚，分为端口、控制、电源三类：
（1）端口线：
4个8位端口共32条引脚，用于传输数据、地址、控制、状态等信息。
P0口（P0.0~P0.7）：
多功能端口，用于传输数据、地址。
P0口在传输数据信息时，输入带缓冲、输出带锁存，使用非常方便。
P1口（P1.0~P1.7）：
单功能端口，用于数据输入/输出传输。
P2口（P2.0~P2.7）：
多功能端口，用于传输地址信息或作为普通I/O端口。
P3口（P3.0~P3.7）：
多功能端口，用于传输控制信息或作为普通I/O端口。
传输控制信息时：
P3.0：
RXD，串口输入
P3.1：
TXD，串口数出
P3.2：
INT0，外部中断0输入
P3.3：
INT1，外部中断1输入
P3.4：
T0，计数器0输入
P3.5：
T1，计数器1输入
P3.6：
WR，“写”控制信号线
P3.7：
RD，“读”控制信号线
（2）电源线：
共2条，VCC、VSS（GND）。
（3）控制线：
共6条，传送控制信号。
ALE：
地址锁存，用于区分在多功能端口传送的数据/地址信息，ALE=0/1：
数据/地址。
EA：
允许访问外程序存储器。
EA=0/1：
片外/片内存储器有效。
PSEN：
片外ROM选通。
RST：
芯片复位线。
XTAL1、XTAL2：
外接石英晶体输入线。
图2.3为STC89C52单片机的引脚图：
图2.3STC89C52单片机引脚结构
3.具体实现
3.1电源电路设计
电源电路的功能介绍：
此电路在整个设计中起着很重要的作用，是提供器械运转的原动力。
此电源为直流稳压电源包括降压、整流、滤波、稳压三部分，最终将电网中220V的交流电压转换为5V的直流电压提供给后面的工作电路。
在整个电路中电源部分起到重要的作用，如果电源部分不能实现整个电路都不能运行。
（1）电源变压器：
是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成较低的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。
变压器副边与原边的功率比为P2/P1=η，式中η是变压器的效率。
在本电源电路中取η的数值为22，故降压后副边电压值为10V。
（2）整流电路：
利用D1～D44个二极管组成的一个桥式整流电路，将50Hz的正弦交流电转化成脉动的直流电。
整流后的电压约为9V。
（3）滤波电路：
可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分通过C101加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。
（4）稳压电路：
芯片7805稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压波动和负载电阻的变化而变化。
本稳压电源可作为TTL电路或单片机电路的电源。
三端稳压器，主要有两种，一种输出电压是固定的，称为固定输出三端稳压器，另一种输出电压是可调的，称为可调输出三端稳太器，其基本原理相同，均采用串联型稳压电路。
在线性集成稳压器中，由于三端稳压器只有三个引出端子，具有外接元件少，使用方便，性能稳定，价格低廉等优点，因而得到广泛应用。
三端稳压器，主要有两种，一种输出电压是固定的，称为固定输出三端稳压器，另一种输出电压是可调的，称为可调输也三端稳太器，其基本原理相同，均采用串联型稳压电路。
LM7805简介：
LM7805是常用的三段稳压器，一般使用的是TO-220封装，能提供DC5V的输出电压，应用范围广，内含过流和过载保护电路。
图3.1直流稳压电源电路
3.2时钟电路的设计
XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。
该反向放大器可以配置为片内振荡器。
石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。
如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。
因为一个机器周期含有6个状态周期，而每个状态周期为2个振荡周期，所以一个机器周期共有12个振荡周期，如果外接石英晶体振荡器的振荡频率为12MHZ，一个振荡周期为1/12us，故而一个机器周期为1us。
图3-6为时钟电路。
图3.2时钟电路图
3.3复位电路的设计
复位方法一般有上电自动复位和外部按键手动复位，单片机在时钟电路工作以后,在RESET端持续给出2个机器周期的高电平时就可以完成复位操作。
例如使用晶振频率为12MHz时，则复位信号持续时间应不小于2us。
本设计采用的是外部手动按键复位电路。
图3-7为复位电路。
图3.3复位电路图
4.软件设计
4.1软件的程序实现
整个系统的功能是由硬件电路配合软件来实现的，当硬件基本定型后，软件的相应子程序模块就大体定下来了。
从软件的功能不同可分为两大类：
一是监控软件（主程序），它是整个控制系统的核心，专门用来协调各执行模块和操作者的关系。
二是执行软件（子程序），它是用来完成各种实质性的功能如测量、计算、显示、通讯等。
每一个执行软件也就是一个小的功能执行模块。
下面分别说明各个子程序的编写原理：
短信报警子程序：
当搜索到报警要求的信号后，调用报警子程序即可完成报警功能。
串行口通信子程序：
单片机和微机进行通信时，首先要设置串行口的波特率为9600,1位停止位，无奇偶校验。
串口通信程序可以采用查询和中断方式，由于单片机发送子程序的查询和中断方式的资源占用是一样的，故发送采用查询，接收子程序采用中断。
4.2主程序工作流程图
图4.1主程序工作流程图
4.3中断服务程序工作流程图
本主程序实现的功能是：
当单片机检测到外部热释电传感器送来的脉冲信号后，表示有人闯入监控区，从而经过单片机内部程序处理后，驱动短信模块报警电路开始报警，报警持续10秒钟后自动停止报警,然后程序开始循环工作，检测是否还有下次触发信号，等待报警从而使报警器进入连续工作状态。
同时，利用中断方式可以实现报警持续时间未到10秒时，用手工按键停止短信报警的作用。
手工按键停止报警中断服务程序工作流程图，如下图4-2所示；
图4.2中断服务程序工作流程图
4.4报警电路流程图
报警电路控制端由单片机的P2.0端来完成，高电平有效。
当P2.0输出高电平时，NPN三极管导通，驱动GSM模块发送防盗报警短信。
短信报警电路流程图如下图4-3所示：
否
是
图4.3报警电路流程图
4.5信号采集电路流程图
本设计需要采集五路报警信号（门、窗、阳台等报经检测点），设计中采用了热释电红外传感器进行输入信号的采集。
图4-4为信号采集流程图。
是
图4.4信号采集电路流程图
程序如下：
/*************************************************************************
GSM测试程序2拨打电话挂断电话接听电话发送英文短信发送中文短信
/********以下是正在拨打电话号码信息*******/
ucharcodeCallLcdData1[]={"
CallingPhone..."
};
ucharcodeCallLcdData2[]={"
Num:
"
/********以下是发送短息内容信息*******/
ucharcodeWriteCallDataLcdData1[]={"
WirteContent"
ucharcodeWriteCallDataLcdData2[]={"
Dat:
/********以下是正在发送短信等待信息*******/
ucharcodeSendMessageWaitLcdData1[]={"
SendingMessage"
ucharcodeSendMessageWaitLcdData2[]={"
WaitingPlease"
/********以下是短信已发送提示信息*******/
ucharcodeSendMessageOKLcdData1[]={"
Messagehasbeen"
ucharcodeSendMessageOKLcdData2[]={"
sentOK"
ucharcodeCheckPhoneNumberData1[]={"
CallingNumber"
ucharcodeCheckPhoneNumberData2[]={"
Is:
voidWrite_LCD（）
{
uchari;
lcd_wcmd（0x00|0x80）;
//从第1行第0列开始显示
for（i=0;
i<
16;
i++）
lcd_wdat（SetNumData1[i]）;
//显示"
TELEPHONEALARM"
lcd_wcmd（0x40|0x80）;
//从第2行第0列开始显示
i++）
lcd_wdat（SetNumData2[i]）;
NUM:
-----------"
}
voidSetNumLookOk（）
//从第1行第0列开始显示
lcd_wdat（setoknum1[i]）;
MODIFYCODE"
//从第2行第0列开始显示
lcd_wdat（setoknum2[i]）;
MODIFYOK************************************************************************/
5.设计总结
通过这次的课程设计，使自己对所学的单片机原理及应用的知识有了很深入的理解。
把理论运用到了实践，使我熟悉编程，培养我们的独立思考和实际动手能力。
当然实际操作中会遇到许多的问题，编程时常常出一些平时不会注意的错误，这就需要我们很细心的检查和改正，然后认真的去完成这个课程设计，并通过思考来加深对原理的深刻认识。
感谢老师在设计过程中对我的鼓励和指导，让我懂得了很多知识。
参考文献：
[1]童诗白、华成英模拟电子技术基础[M].北京:
高等教育出版社.2001
[2]冯文旭单片机原理及应用[M].机械工业出版社.2008
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高等教育出版社.2002
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