EEPW论坛

作者：山东交通学院 陈克忠 徐楠钧 郭福星

指导教师：张吉卫

 

　　作品简介

 

　　全球智能家居已经有几十年的历史了，早在1984年，随着智能大楼在美国出现，尤其是，十余年前，比尔盖茨私人智能豪宅的落成，为全球家用智能化树立起一座里程碑。随着比尔盖茨的智能家的建立，未来之家智能家居概念逐渐被大家认识和接受。“智能家”以其独有的前瞻性和便捷性，不仅推动着家用智能产业的迅速发展，也促进着整个信息产业的高速前进。

　　此次“航信杯”，我们团队深受启发，在较短时间内设计了该作品——智能守护神。

　　顾名思义，该件作品的设计目的是装在私人空间(家庭等)入口处，为住所等地提供保护。主要构件包括：STC-15、 GSM900C、1602液晶显示屏、蜂鸣器和直流电源。该作品较市面上普通的楼宇入口报警器有显著的优势：

　　第一 提示贴心：在按下键盘右下方的“开始”键后，根据程序设计，每一步都有清晰易懂的提示，便于出此来访者进行操作;

　　第二 保护周密：以往的楼宇报警器，可以无限次数地输入密码，这极大程度上增加了陌生人打开门的偶然性，从而对用户的生命财产可能造成难以挽回的损失;

　　第三 报警得当：当连续三次仍然输入密码后，系统会发出向蜂鸣器发出“报警”指令，此时蜂鸣器会发出急促的报警声，引起周围邻居的关注，让想非法进入的陌生人无处遁形;

　　第四 沟通及时：在连续输入三次错误密码后报警的同时，系统会及时向GSM900C模块下达指令，可以以短信或电话的方式及时联系事先通过程序设定的手机号码，让物主在最短时间内知晓安全情况以便采取进一步措施防止危险的发生。

　　使用说明如下：

　　首先，按下键盘右下角的“开始”键，然后查看屏幕提示“HELLO,pleaseinpute password!”，

　　利用键盘输入6位密码,初始密码为“223446”，若密码正确，屏幕显示“The password is right,welcome!”，即说明开启成功，电机随后开始转动以拖动“门”的开启;若密码输入错误，屏幕会显示“The password is wrong!”字样，如果连续三次输入错误，屏幕会出现“You

　　Have used up three times!”，此时蜂鸣器自动报警，与此同时，系统通过GSM模块向指定手机拨号，该手机随之响起.

　　整体效果图如下：

　　

　　平台选型说明

 

　　本作品设计是基于STC15F2K系列的单片，外加一些扩展电路的综合电路。使用Keil u Vision4进行开发、编译、调试。

　　1.采用宏晶公司最新STC15系列IAP15F2K61S2芯片。ISP/IAP，在系统可编程/在应用可编程，无需编程器，无需仿真器。可当仿真器使用。

　　2.增强型8051CPU，1T，单时钟/机器周期，速度比普通8051快8-12倍

　　3.61K字节片内片内Flash程序存储器，擦写次数10万次以上

　　4.片内大容量2048字节的SRAM

　　5.大容量片内EEPROM，擦写次数10万次数以上

　　6.共8通道10位高速ADC，速度可达30万次/秒，3路PWM还可当3路D/A

      使用

　　7.共3通道捕获/比较单元(CCP/PWM/PCA)

　　8.内部高可靠复位，8级可选复位门槛电压，彻底省掉外部复位电路

　　9.内部高精度R/C时钟，内部时钟从5MHz～35MHz可选，相当于普通8051的60MHz～420MHz

　　10.两组高速异步串行通信端口(可同时使用)，可在5组管脚之间进行切换，分时复用可当5组串口使用。

　　11.一组高速异步串行通信端口SPI。

　　12.各种接口扩展齐全。

　　13.一根优质USB线实现系统供电、程序下载、通信

　　用STC-ISP向单片机内部下载程序：

　　(1)单击<单片机型号>下拉菜单，选择MCU(IAP15F2K61S2);找到待下载的HEX文件。

　　(2)通过USB接口为单片机供电，在计算机的设备管理器中，找到该串口;在“串行号”的下拉菜单中，选择相应的串口。通常情况下软件会自动扫描到所有串口号。

　　(3)单击“下载/”编程，下载程序;提示“正在检测目标单片机”后，短按一下SA1键断电，松开通电，开始下载程序。

　　自动窗帘控制系统核心采用的是单片机STC152K61S2，其次利用了光照传感器、键盘显示接口电路以及信号调理电路等外围电路，整个系统在各模块的配合下可实现半自动控制、自动控制、定时控制等功能。该设计在理论层面上，用程序语言驱动各模块工作，实现系统的内在联系，在应用层面上则采用Protues软件进行原理图设计。

 

　　设计说明

 

　　我们的作品以STC15系列单片机为主控制器，以GSM900C为通信设备。主要硬件好友，矩阵键盘，JHD162A系列液晶，直流电机，蜂鸣器等。我们基于主委会提供的单片机开发板，并外扩华为公司开发的GSM模块，经过努力钻研，大胆创新，终于开发出了我们的作品“智能守护神”下面介绍作品的设计原理、设计方案。

　　一， 硬件设备说明：

　　开发板：

　　其核心控制器是STC15系列单片机，其特点如下：

　　1. 采用宏晶公司最新STC15系列IAP15F2K61S2芯片。ISP/IAP，在系统可编程/在应用可编程，无需编程器，无需仿真器。可当仿真器使用。

　　2. 增强型8051CPU，1T，单时钟/机器周期，速度比普通8051快8-12 倍

　　3.61K字节片内片内Flash程序存储器，擦写次数10万次以上

　　4. 片内大容量2048字节的SRAM

　　5. 大容量片内EEPROM，擦写次数10万次数以上

　　6. 共8通道10位高速ADC，速度可达30万次/秒，3路PWM还可当3路D/A使用

　　7. 共3通道捕获/比较单元(CCP/PWM/PCA)

　　8. 内部高可靠复位，8级可选复位门槛电压，彻底省掉外部复位电路

　　9. 内部高精度R/C时钟，内部时钟从5MHz～35MHz可选，相当于普通8051的60MHz～420MHz

　　10. 两组高速异步串行通信端口(可同时使用)，可在5组管脚之间进行切换，分时复用可当5组串口使用。

　　11. 一组高速异步串行通信端口SPI。

　　12.各种接口扩展齐全。

　　华为GSM900C开发板：

　　该GSM模块可以用来发短信或打电话，在我们的做品中是用它来打电话报警功能。下面介绍一下GSM打电话的原理：

　　

　　利用GSMD单片机控制，单片机的串口给GSM模块发送给设定好的电话发送打电话指令，当GSM接收到指令后就会打电话。部分程序源代码如下：

　　void phone() //打电话函数

　　{

　　Ini_UART();

　　Print_Str("ATD");

　　Print_Str(PhoneCall); //发送打电话指令+目标电话号码

　　Print_Char(';');

　　Print_Str("\r\n"); //发送回车

　　ES=1;

　　delay2(5000);

　　delay2(5000);

　　}

　　JHD162液晶接啊

　　实物图如下

　　

　　液晶主要用来显示人机交汇界面，用单片机的p0口控制，其部分编程指令如下：/***********写数据****************/

　　void write_data(uchar date)

　　{

　　lcdrs=1;

　　P0=date;

　　delay(5);

　　lcden=1;

　　delay(5);

　　lcden=0;

　　}

　　/***********写指令*************/

　　void write_com(uchar com)

　　{

　　lcdrs=0;

　　P0=com;

　　delay(5);

　　lcden=1;

　　delay(5);

　　lcden=0;

　　}

　　二， 功能概述

　　1，按键输入六位密码

　　2，1602显示密码输入正误

　　3，蜂鸣器间断报警

　　4，GSM远程电话报警

　　3.2、系统框图

　　

　　电路示意图

　　

　　作品特色

 

　　智能守护神是一款基于防盗门而设计的一种新的防盗系统，创新性不只是在防盗门上安装上了密码输入程序，修要输入正确密码才能允许进入，而也在于当输入密码错误超过三次机会时，防盗系统会进入报警程序，且同时会通过GSM模块向用户的手机发送报警信息，告知户主有人试图闯进你的家，此时你可以采取措施保护自己的家，从而避免财产的破坏和丢失。他的造价不算太贵，完成此功能只需500元左右，就可以和防盗门结合起来，具有很好的商业价值，让人民的生活财产受到更加完善的保护，更利于社会的安定和人民生活的幸福。智能守护神的系统是通过严谨的程序来控制，六位密码输入正确才可进入的开门系统，不仅避免了手动锁被撬开的可能性，而且还可以避免钥匙丢了后或落在别的地方不能开门的不便利性，减少不必要的麻烦，也增加了安全性。同时也能让户主在第一时间知道自己家被试图闯入，具有即时通知的功用。此类防盗系统把输密码开门和通信联系起来，具有与时俱进的技术，具有很大的普及利用前景。

 

系统演示视频：http://v.eepw.com.cn/video/play/id/2816