ABSTRACT
The GSM Mobile Communication technology is Global System For Mobile communications (Global System For Mobile Communication) has got rapid development, and has spread to many fields at present, because the technology of GSM have been widely used in industrial, agricultural and military fields, especially the short message business in the technology of GSM are applied more, because the use of the short message business is more convenient, and the main is that it has a high stability, and a strong anti-jamming capability of the external environment, this business is a lot of attention to operators and developers, so the product based on GSM technology has become more and more.
This subject mainly research the smart home remote wireless monitoring system based on GSM technology of the design, the overall design of this system is divided into two parts,one part is the design of the hardware circuit, the other part is part of software programming. In the hardware design of the system, the main analysis and explanation of SIM900A and STM32 micro controller hardware module and peripheral circuit has carried on the detailed . GSM communication system is divided into two parts : control terminal and remote control . Control terminal is a mobile terminal with the function of short information service ; the hardware of remote control station include SIM900A and GSM communication module, STM32F103C8T6 single-chip microcomputer, LCD display unit, kinds of environmental parameters such as temperature and humidity detection sensor and data acquisition and processing unit. The design of the software system is mainly in the design of the remote control station .
Key Words：GSM；MCU；Sensor
目 录
第1章 绪论 .................................................................................................................... 1
1.1 引言 ................................................................................................................... 1 1.2 课题的研究背景及意义 ................................................................................... 1 1.3 国内外研究状况及发展趋势 ........................................................................... 1 第2章 系统方案设计与各模块的选择 ........................................................................ 3
2.1系统总体方案设计 ............................................................................................ 3
2.1.1智能家居系统概述 ................................................................................. 3 2.1.2系统方案 ................................................................................................. 3 2.2各功能模块的选择 ............................................................................................ 4
2.2.1单片机的选择 ......................................................................................... 4 2.2.2温湿度传感器的选择 ............................................................................. 4 2.2.3烟雾传感器的选择 ................................................................................. 5 2.2.4震动传感器模块的选择 ......................................................................... 6 2.2.4雨滴传感器模块的选择 ......................................................................... 6 2.2.5 GSM无线通讯模块的选择 ................................................................... 6 2.2.6液晶显示模块的选择 ............................................................................. 7 2.2.7报警模块的选择 ..................................................................................... 7
第3章 系统模块的电路设计 ........................................................................................ 9
3.1 单片机电路设计 ............................................................................................... 9 3.2温湿度传感器电路设计 .................................................................................... 9 3.3烟雾传感器电路设计 ...................................................................................... 10 3.4震动传感器模块设计 ...................................................................................... 11 3.5 GSM无线通讯模块设计 .................................................................................. 11 3.6显示电路设计 .................................................................................................. 12 3.7蜂鸣语音报警模块及模拟继电器LED指示模块 .......................................... 13 3.8电源驱动模块 .................................................................................................. 14 第4章系统软件设计 .................................................................................................... 15
4.1系统总体软件设计 .......................................................................................... 15 4.2各传感器模块软件设计 .................................................................................. 15
I
4.2.1温湿度传感器检测的软件设计 ........................................................... 15 4.2.2烟雾传感器检测的软件设计 ............................................................... 16 4.2.3雨滴传感器检测的软件设计 ............................................................... 16 4.2.4 SIM900A模块的软件设计 ................................................................. 17
第5章 系统的调试及实验结果 .................................................................................. 19
5.1 调试步骤 ......................................................................................................... 19 5.2 测试数据分析 ................................................................................................. 19 结 论 ........................................................................................................................ 21 参考文献 ........................................................................................................................ 22 附录A：作品实物图 ..................................................................................................... 23 附录 B：STM32F103C8T6系统电路原理图 ............................................................. 24 附录 C：SIM900A模块及LCD12864串行电路设计原理图 ................................... 25 附录 D：单片机部分程序代码 .................................................................................... 26 致 谢 ........................................................................................................................ 34
II
第1章 绪论
1.1 引言
智能家居系统已逐渐成为社会信息化发展过程中至关重要的一个组成部分，特别是无线网络通讯技术的快速发展将是智能家居系统产业链中一个主要的突破口，GSM技术将会对智能家居系统的产业带来飞速的发展。在现代测量控制系统中，均需要采集被测点传感器的数据，而且在数据的采集与处理过程中，往往都需要上位机对采集到的数据进行处理或加以统计。在检测点相对集中的地方，可以采用有线连接的通信方式进行数据的检测与收集，但是在智能家居的环境下通过有线连接的方式却不能满足实际远程监控的需求，因此需要远程无线技术的支持才能实现智能家居环境监测系统的应用。
1.2 课题的研究背景及意义
伴随着智能控制技术、无线通讯技术以及计算机及网络技术的迅猛发展，人们对生活的现代化，居住环境的舒适化及家居的安全化与智能化的要求越来越高。智能家居不仅具有安全，舒适，方便，节能的效果，同时还可以将音频和视频文件，电脑，通讯，家庭自动化控制，安全技术集合起来，并应用各种不同的设备和有效性互连系统的一个有机的整体，使我们的生活更方便，更灵活。
自动化和新技术的发展迅猛，传感器在生活中的应用数量也越来越强大。并且传感器的标准化、模块化的设计，在智能家居控制系统的研究中，提供了很大的方便。
GSM技术是目前市场上广泛使用的较为成熟和完善的通信系统。目前在全国范围内都已经完全覆盖了移动通信网络，能够不限地域的实现短信息业务的交互通信，并且短信息业务在全国范围内实现了无漫游和联网，因此用户可以借助强大的GSM通信网络进行远程数据的通讯，不仅大大节约了成本，更缩短了施工周期，因此GSM技术能够很好的嵌入到智能家居环境监测系统中，移植方便简单，并且运行稳定，再加上无线传感检测技术能够很好的实现智能环境的监测，传感技术与GSM技术的完美融合，智能家居系统将会有很好的发展前景和应用市场。
1.3 国内外研究状况及发展趋势
实际上，智能家居环境的监测控制系统，可以定义为一个远程监控与控制的
过程。利用先进网络通讯技术和计算机技术以及无线传感器技术，将智能控制与家庭生活环境有机地结合在一起，通过综合的管理系统保证人们生活家居环境的的舒适和安全。与普通的家居相比，智能家居不仅在传统的功能可以提供所有的舒适性，其安全性能生活空间的高级保障。智能家居把现有的被动、静态化的结构转化成具有远程信息交换的现代化生活。实现外部流动与家庭时刻关联在一起，合理的安排自己的工作和生活时间，不仅保证了家庭生活的安全性，更提高了人们的工作和生活效率，有效的节省了时间和费用。
利用GSM移动网络技术的短消息业务功能，可以通过远程移动终端系统将命令发送到微控制器上，控制器通过命令识别，运行相应的内部程序，然后根据控制器内部预先设定的程序和SMS（Short Messaging Service）命令共同驱动相关的电器或电子设备开关，该设备可以通过多类型的检测传感器，将室内的环境参数进行收集，并且通过GSM系统通过短信方式发送到远程移动终端，实现实时监控，预防危险，避免财产和人员的损失。智能家居监控系统可以利用系统控制器与远程终端进行信息的交换，使人们的生活更加舒适，方便，安全。并且智能家居控制系统的布线非常简单，但其强大的功能，灵活的移动与扩展，能够得到了市场的广泛接受和应用。