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作者：山东交通学院 董辉 蔡四敬 衣汉聪
指导教师：潘为钢 饶中洋

　　作品简介

　　图片：　　

 　　开发背景：
　　随电子科技的进步，多终端整合逐步走进人们的生活，同时无线技术也大大简化了产品。

　　结构说明：
　　作品整合了计算机平台、无线传输、GSM短信控制、以STC15F2K61S2芯片为控制核心的单片机开发板四个模块。

　　功能：
　　系统启动后自动检测周围环境，其中包括温度、湿度、光照强度以及烟雾浓度等参数并通过液晶LCD12864或计算机进行实时显示。
　　非设置状态时，在液晶上对年月日、时分秒、星期以及四种环境参数进行滚屏显示，并可通过按键定格显示各画面以便参数的读取。
　　设置状态时，用户可以设置时间;还可以根据需要通过按键设置、或计算机平台远程设置相应的参数，包括环境参数的上限、下限以及是否启动高于上限或低于下限报警。设置完成后将数据保存至EEPROM中进行掉电保护，避免掉电丢失数据。掉电后时钟可继续运行。
　　设置完成后，系统会根据设置参数在高于设置上限或低于设置下限时报警。报警参量通过8个指示灯分别提示，包括温度过高、过低，湿度过高、过低，光照强度过高、过低，烟雾浓度过高、过低等; 并可通过GSM模块向用户手机发出8种报警短信。环境恢复正常后自动关闭指示灯提示。

　　使用说明：
　　时间可自由设置并可关机运行，各种参数均可通过计算机上位机界面或开发板终端设置。计算机只需运行上位机软件并在USB口插入适配器即可通过无线完美控制开发板。绑定手机后可在温度、烟雾等任何可检测参数超出用户设置的报警区间后向手机发送报警短信。

　　平台选型说明

　　从性价比、功耗等多方面考虑，STC15F2K61S2完全可以完成此项设计，所以我们选用单片机为处理器进行开发。

　　设计说明

　　原理图：　　

　　设计原理：
　　无线传输选用蓝牙协议，Bluetooth 无线技术是一种短距离通信系统，旨在取代连接便携设备和/或固定电子设备的缆线。Bluetooth 无线技术的主要特点在于功能强大、耗电量低、成本低廉。核心规格的许多功能均为可选功能，以实现产品多样性。
　　上位机软件用C#语言编写，可用于window平台，安装方便，可视化性能好。可通过无线与开发板连接。
　　为达到全覆盖报警通知的要求，此设计选用了GSM模块进行报警，GSM全球移动通信系统，是世界上主要的蜂窝系统之一。GSM是基于窄带TDMA制式，允许在一个射频同时进行8组通话。GSM80年代兴起于欧洲，1991年投入使用。到1997年底，已经在100多个国家运营，成为欧洲和亚洲实际上的标准，到了2001年，在全世界的162个国家已经建设了400个GSM通信网络。但GSM系统的容量是有限的，在网络用户过载时，就不得不构建更多的网络设施。值得欣慰的是GSM在其他方面性能优异，它除了提供标准化的列表和信令系统外，还开放了一些比较智能的业务如国际漫游等。GSM手机的方便之处在于它提供了一个智能卡，人们称之为SIM卡，并且机卡可以分离，这样用户更换手机并且定制个人信息这方面都十分便利了。GSM手机还允许用户接收160字长度的短信息。
　　时钟芯片选用PCF8563是低功耗的CMOS实时时钟日历芯片，配合板载的纽扣电池可以在开发板切断外部电源后继续运行。
　　光敏电阻器是利用半导体的光电应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器;入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。
　　烟雾传感器选用MQ-2，其经加热丝预热后可在其感应材料上产生化学反应，以达到阻值变化，检测环境烟雾及有毒气体浓度。
　　DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。
　　DS18B20数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，如管道式，螺纹式，磁铁吸附式，不锈钢封装式，型号多种多样，有LTM8877，LTM8874等等。主要根据应用场合的不同而改变其外观。封装后的DS18B20可用于电缆沟测温，高炉水循环测温，锅炉测温，机房测温，农业大棚测温，洁净室测温，弹药库测温等各种非极限温度场合。耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。

　　作品特色

　　作品的先进性在于选用了C#、GSM模块、串口蓝牙透传，C#作为新型语言，结合了VB的方便的操作界面与C的灵活编程，方便以后的升级与改进。GSM提供报警解决了以往报警面不广、通知受限制的问题。而蓝牙串口透传结束了有线的布局尴尬与连接不便。
　　作品成本低、功能全，可双端无线控制，操作方便，实用性强。
　　以往环境监测系统受布线困扰，此作品采用了无线解决了这一问题。采用三终端实现了很好的联网操纵性。采用GSM达到了只要携带手机即可在任何地点接收终端环境参数的目的。作品体现了很好的创新性。

系统演示视频：http://v.eepw.com.cn/video/play/id/2304