【Proteus仿真】【STM32单片机】防火防盗GSM智能家居设计


一、功能简介

本项目使用Proteus8仿真STM32单片机控制器,使用声光报警模块、LCD1602显示模块、DS18B20温度、烟雾传感器模块、按键模块、PCF8591 ADC模块、红外检测模块等。

主要功能:
系统运行后,LCD1602显示温度和MQ2烟雾传感器检测的温度及烟雾浓度;当检测温度或烟雾浓度高于设置的温度或烟雾阈值,则声光报警。可通过按键K3进入阈值设置模式,K1和K2进行加减调节,K4确定。在正常模式下,K1键开启布防,K2键关闭布防,当系统处于布防状态时,红外检测有人则声光报警,且LCD显示对应YES表示有人,否则取消报警,LCD显示No表示无人。若在布防状态下检测有人声光报警,也可通过K2键撤防取消报警。当有报警时,可将报警信息通过GSM传输手机显示。


二、软件设计

/*
作者:嗨小易(QQ:3443792007)

*/


//系统数据显示
void sys_data_show(void)
{
	while(1)
	{
		//温度显示
		lcd1602_show_nums(3,0,sys_ctrl.temp,2,0);
		//烟雾浓度显示
		lcd1602_show_nums(3,1,sys_ctrl.smoke,2,0);

		//温度阈值显示
		lcd1602_show_nums(10,0,sys_ctrl.temph,2,0);
		//烟雾浓度阈值显示
		lcd1602_show_nums(10,1,sys_ctrl.smokeh,2,0);

		//布防撤防显示
		if(sys_ctrl.fortify==1)lcd1602_show_string(14,0,"BF");
		else lcd1602_show_string(14,0,"CF");	

		//阈值设定,数据位置闪烁
		switch(sys_ctrl.mode)
		{
			case 1://温度
				lcd1602_show_string(10,0,"  ");
				delay_ms(100);
				lcd1602_show_nums(10,0,sys_ctrl.temph,2,0);
				break;
			case 2://烟雾浓度
				lcd1602_show_string(10,1,"  ");
				delay_ms(100);
				lcd1602_show_nums(10,1,sys_ctrl.smokeh,2,0);
				break;	
		}

		//有人显示
		if(sys_ctrl.man==1)lcd1602_show_string(13,1,"Yes");
		else lcd1602_show_string(13,1," No");

		break;			
	}
}

//系统数据设置
void sys_data_set(void)
{
	u8 key=0;
	key=key_scan(0);
	//模式设置
	if(key==KEY3_PRESS)
	{
		sys_ctrl.mode++;
		if(sys_ctrl.mode>=3)sys_ctrl.mode=1;
	}
	//在设置模式下,加
	else if(key==KEY1_PRESS)
	{	
		switch(sys_ctrl.mode)
		{
			case 0://设防
				sys_ctrl.fortify=1;
				break;
			case 1://温度阈值 
				sys_ctrl.temph++;
				if(sys_ctrl.temph>99)sys_ctrl.temph=0;
				break;
			case 2://烟雾浓度阈值 
				sys_ctrl.smokeh++;
				if(sys_ctrl.smokeh>99)sys_ctrl.smokeh=0;
				break;
		}				
	}
	//在设置模式下,减
	else if(key==KEY2_PRESS)
	{
		switch(sys_ctrl.mode)
		{
			case 0://撤防
				sys_ctrl.fortify=0;
				break;
			case 1://温度阈值 
				sys_ctrl.temph--;
				if(sys_ctrl.temph<0)sys_ctrl.temph=99;
				break;
			case 2://烟雾浓度阈值 
				sys_ctrl.smokeh--;
				if(sys_ctrl.smokeh<0)sys_ctrl.smokeh=99;
				break;
		}
	}
	//确定
	else if(key==KEY4_PRESS)
	{
		sys_ctrl.mode=0;		
	}
}

//系统功能控制
void sys_fun_ctrl(void)
{
	static u8 i=0;
	static u8 tponeflag=0; 
	static u8 ywoneflag=0;
	static u8 rqoneflag=0;
	//正常工作模式下
	if(sys_ctrl.mode==0)
	{
		//不管是否布防或撤防,只要监测到温度或烟雾浓度高于阈值则开启声光报警
		if(sys_ctrl.temp>sys_ctrl.temph || sys_ctrl.smoke>sys_ctrl.smokeh)
			beep_alarm(1,1000);
		if(sys_ctrl.temp>sys_ctrl.temph)//温度超限
		{
			LED_WD=0;
			i++;
			if(i%10==0)
				UART_SendString("\r\n注意...温度高\r\n");
			tponeflag=1;		
		}
		else 
		{
			LED_WD=1;
			if(tponeflag==1)
			{
				tponeflag=0;
				UART_SendString("\r\n温度在范围内\r\n");
			}		
		}
		//烟雾超限
		if(sys_ctrl.smoke>sys_ctrl.smokeh)
		{
			LED_YW=0;
			i++;
			if(i%10==0)
				UART_SendString("\r\n注意...烟雾高\r\n");
			ywoneflag=1;
		}
		else 
		{
			LED_YW=1;
			if(ywoneflag==1)
			{
				ywoneflag=0;
				UART_SendString("\r\n烟雾在范围内\r\n");
			}	
		}			
		
		//如果布防
		if(sys_ctrl.fortify==1)	
		{
			//检测到有人,声光报警
			if(sys_ctrl.man==1)
			{
				LED_RQ=0;
				beep_alarm(1,1000);
				i++;
				if(i%10==0)
					UART_SendString("\r\n注意...有人闯入!\r\n");
				rqoneflag=1;
			}
			//没有检测到有人,取消声光报警
			else
			{
				BEEP=1;LED_RQ=1;
				if(rqoneflag==1)
				{
					rqoneflag=0;
					UART_SendString("\r\n无人\r\n");
				}
			}
		}
		//如果撤防,不管有无人检测,均不声光报警
		else
		{
			BEEP=1;LED_RQ=1;		
		}					
	}		
}



三、实验现象

B站演示视频:https://space.bilibili.com/444388619

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联系作者

视频地址:https://space.bilibili.com/444388619/video
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系统是一款基于STC89C52的GSM智能家居报警系统,能够实现烟雾报警、温度报警、防盗报警,并采用GSM发送警报信息。 1.GSM手机模块TC35 1.1 TC35特点 TC35是Siemeils公司推出的新-代无线通信GSM模块。自带RS232通讯接口,可以方便地与PC机、单片机连机通讯。可以快速、安全、可靠地实现系统方案中的数据、语音传输、短消息服务(Short Message Service)和传真。TC35模块的工作电压为3.3—5.5V,可以工作在900MHz和1800MHz两个频段,所在频段功耗分别为2w(900M)和1w(1800M)。 模块有AT命令集接口,支持文本和PDU模式的短消息、第三组的二类传真、以及2.4k,4.8k,9.6k的非透明模式。此外,该模块还具有电话簿功能、多方通话,漫游检测功能,常用工作模式有省电模式、IDLE、TALK等模式。通过独特的40引脚的ZIF连接器,实现电源连接、指令、数据、语音信号、及控制信号的双向传输。通过ZIF连接器及50Ω天线连接器,可分别连接SIM卡支架和天线。 TC35模块主要由GSM基带处理器、GSM射频模块、供电模块(ASIC)、闪存、ZIF连接器、天线接口六部分组成。作为TC35的核心,基带处理器主要处理GSM终端内的语音、数据信号,并涵盖了蜂窝射频设备中的所有的模拟和数字功能。在不需要额外硬件电路的前提下,可支持FR、HR和EFR语音信道编码。 1.2使用方法 1)TC35的连机方法 任何一个TC35模块首次使用时,必须要测试其工作是否正常,由于其自带RS232接口,所以我们可以用PC机的串口调试软件进行调试。 a)启动串口调试软件 串口调试软件有许多,可以使用任意一款软件,也可以使用WINDOWS自带的“超级终端"。设置波特率19.2k,这是TC35的默认波特率,首次连机可以从2400~57.6k不断测试,直到TC35有应答。 b)发送“AT” AT 回车 c)改变波特率“AT+IPS=XXXX" TC35的默认波特率是19.2k,实际使用时,可以改成9600或38.4K,方法如下: AT+IPR=9600 回车 d)短信模式的设置 (GSM模块的短信模式有2种。第1种是:TEXT模式;第2种是:PDU模式。PDU模式可以采用unicode编码发送英文、汉字。但合成PDU码比较复杂,而TEXT模式只能发送英文,但无须编码。实际使用可以采用TEXT模式。 设置如下: AT+CMFG=1 回车 e)短信模式简介 SMS是由Etsi所制定的一个规范(GSM 03.40和GSM 03.38)。当使用7-bits编码的时候它可以发送最多160个字符;8-bit编码(最多140个字符)。通常无法直接通过手机显示;通常被用来作为数据消息,例如:smart messaging中的图片和铃声和OTA WAP设置。16-bit信息(最多70个字符)被用来显示Unicode(UCS2)文本信息,可以被大多数的手机所显示。一个以class 0开头的16-bit的文本信息将在某些手机上作为Flash SMS显示(闪烁的SMS和警告SMS)。 有两种方式来发送和接收SMS信息:使用文本模式或者使用PDU(protocol description unit)模式。文本模式(可能某些手机不支持)实际上也是一种PDU编码的一种表现形式。在显示SMS信息,可能使用不同的字符集和不同的编码方式。 f)短信读取方法 AT+CMGR=X回车 如果有短信息,TC35回应: AT+CMGR=1 +CMGR:"REC UNREAD","13307496548",,"04/08/17,22:24:32+02 testOK OK 短信息分析: “test OK"就是短信息内容。 短信息的存储容量与Ic卡有关,序号从1-N。 REC UNREAD":代表短信息未读过。 REC READ" :已读过。 13307496548" :接收的手机号码。 04/08/17,22:24:32+02":短信息发送的时间。 无短信息,TC35回应: AT+CMGR=3 +CMGR:0,,0 g)短信的删除方法 AT+CMGD=1回车 h)短信的发送方法 短信息的发送分成两步: i.发送接收的手机号码,等待应答:“>" AT+CMGS="13307496548"回车(目的地址) TC35回应: AT+CMGS="13307496548" > ii.输入短信息的内容(只能是英文):Test 回车 2)单片机控制TC35的方法 上面介绍了用PC机控制TC35的方法,我们只需设计一个TTL转RS232电平电路,连接到MCU的UART口,另一端直接连接到TC35,并将PC机输出的控制命令转化成单片机输出的指令即可。 2.烟雾报警
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