远程天然气报警控制系统的设计与实现课程设计论文.doc

+ 现代电子系统设计与实践课程设计 题 目: 远程天然气报警控制系统的设计与实现 指导教师: 专业班级: 11级电子信息科学与技术 学 号: 姓 名: 同组人员： 日 期: 2014-12-15 37 目录一、绪论31.1 课题背景及意义31.2 课题目标及功能实现3二、硬件系统42.1 通信模块ATM900V42.2 MQ-4气敏元件42.3 单片机STC12LE60S242.4 实验步骤5三、软件系统53.1 主程序53.2 系统初始化函数63.3 发送中文短信程序73.4 MQ-4程序83.5 时间程序93.6 GPRS程序133.7 时间显示193.8 汉字字模的数据结构定义25四、总结354.1实验结果354.2 心得体会35 一、绪论1.1 课题背景及意义 近年来，全国天然气作为清洁能源已在工商业和城镇居民用户中得到广泛应用，特别是随着“西气东输”工程的快速进展，燃气行业发展潜力巨大。城市燃气的普及与应用无疑对改善城市的环境质量和提高居民的生活质量发挥了巨大的作用。但是随着燃气的广泛应用，由于燃气泄漏所引发的爆炸、中毒和火灾事故也时有发生，这在某种程度上增加了城市的不安全和不稳定因素。为了减少并杜绝各种因燃气泄漏而引发的爆炸及火灾事故，各燃气使用单位及居民用户选择一种适合的煤气报警器实为必要之举。 本次课程设计的题目是远程天然气报警控制系统的设计，天然气泄漏报警电路是用于当天然气泄漏达到一定危害浓度时就立即发出报警,它在实际生活中有着十分广泛的应用。我相信通过本次课程设计,我将进一步加深对传感器应用的理解,同时也对电子设计的方法有一定的了解,为今后的学习和工作打下一定的基础。1.2 课题目标及功能实现 实现对天然气的远程监控，若有燃气泄漏情况则马上启动通讯模块发送短信。 二、硬件系统2.1 通信模块ATM900V ATM900V是一个通信模块，负责通信，采用AT指令来驱动。2.2 MQ-4气敏元件 MQ-4是一个气敏元器件，有二端输出，共四个引脚AO、DO、GND、VCC，其中DO是信号输出，当气体浓度达到限定值时就会引发信号，由DO输出的信号发生变化，由高电平变为低电平。2.3 单片机STC12LE60S2 STC12LE60S2是一个类似于51的单片机，但是时钟频率更高，内存更大，比较适合与通信模块相连。2.4 实验步骤 使用ATM900V与STC单片机连接，通过烧录单片机的程序来控制通信模块正常工作，并且能在有燃气泄漏的情况下，立即启动通讯模块发送短信。 三、软件系统3.1 主程序*主程序*程序说明：本程序实现开机自动发送一条中文短信1.我们的程序全部都是通过单片机串口2与SIM300通讯，串口1用于下载程序和观察SIM300返回的数据（串口2收到的SIM300返回的数据会通过串口1发送到电脑中，用于观察数据），使用过程中，如果没有特殊要求跳线帽不用变动。2.在开发板上放入您的手机卡，接好天线，打开电源，接入耳机。3.把程序编译后下载到单片机中，使用STCISP下载，具体请参照教程。4.开机自动发送短信到指定的手机上。号码和内容请在开头的数组里面修改 *#include systerm.h#include mq4.hvoid SysInital(void);void SendUDPMessage(char* pnum, char* context, void (*sendfun)(char*);/在此处修改发送号码和内容uchar n13 = 15009719926;/短信号码uchar context = 674E742680015E0860A8597DFF0C6211662F6697604B60A876845973751FFF0C621157285B9E9A8C5BA47B4960A8;/洪旭你好！void main() uint i = 0;SysInital();/初始化 GPRS_RST = 0;/Sim300 复位键置位CleanGsmRcv();while(!Hand(OK)/与GSM模块握手，判断是否收到GSM模块返回的OKUart2SendStr(ATE1r);/打开回显命令DelaySec(1);LCD_prints(0,0,STARTING.);CleanGsmRcv();/清除接收缓存LED1_ON;while(!(Hand(+CREG: 1,1) | Hand(+CREG: 1,5)/检测是否以注册到服务商Uart2SendStr(AT+CREG=1r);/设置服务商状态为数据显示DelaySec(1);Uart2SendStr(AT+CREG?r);/检测服务商状态DelaySec(1);CleanGsmRcv();/清除接收缓存LCD_prints(0,0,GSPR REGISTER);LCD_LIGHT_ON;while(1)if(DOUT=0)/当浓度高于设定值时 ，执行条件函数delay(5);/延时抗干扰if(DOUT=0)/确定 浓度高于设定值时 ，执行条件函数LED=0;/点亮P1.0口灯delay(500);LED=1;/delay(500);Uart2SendStr(AT+CLCCr);/接通电话返回接通指令DelaySec(1);SendUDPMessage(n, context, Uart2SendStr);LCD_prints(0,1,PDU MSM SEND);DelaySec(2);CleanGsmRcv(); LCD_clr_scr(); 3.2 系统初始化函数/*系统初始化函数*/*函数原型:void SysInital(void)/*函数功能:初始化系统，启动设置各个硬件，寄存器/*输入参数:无/*输出参数:无/*/void SysInital(void)/设置P02 P04端口为强上拉,设置P03端口为开漏,外接上拉电阻。以驱动ds1302时钟。P0M0 = 0x1c;/b 0001 1100 P0M1 = 0x08;/b 0000 1000/打开P44 P45 P46 IO功能。P4SW = P44EN|P45EN|P46EN;/定时器0初始化Timer0Init();Uart1Init(0,1,253);/初始化串口，设置波特率115200Uart2Init(0,1,253);/初始化串口，设置波特率115200LCD5510_Init();/初始化1302时钟芯片 DS1302_Initial();/设置初始时间 DS1302_SetTime(init);/注册定时函数 LED1_OFF;LED2_OFF;LED3_OFF;LED4_OFF;/关闭LED3.3 发送中文短信程序/*发送中文短信程序*/*函数原型:void SendUDPMessage(char* num, char* context, void (*sendfun)(char*)/*函数功能:发送中文短信程序/*输入参数:char* num 短信号码指针 char* context 短信内容unicode码指针 void (*sendfun)(char*) 用于和通讯模块发送数据的串口函数指针/*/void SendUDPMessage(char* pnum, char* context, void (*sendfun)(char*)unsigned char i=0,x=0;unsigned char con_cnt3 = 0,0,0;unsigned char tabhex = 0123456789ABCDEF;unsigned char num13 = ;strncpy(num, pnum, strlen(pnum);for(i=0; numi!=0; i=i+2)/将号码转换到udp格式，两位一反if(numi+1 = 0)numi+1 = F;x = numi; numi = numi+1;numi+1 = x; (*sendfun)(AT+CMGF=0r);/设置成udp中文短信发送模式DelaySec(1);(*sendfun)(AT+CMGS=);/发送数据位数x = 15+strlen(context)/2;/计算发送位数con_cnt0 = 0x30 + x/10;con_cnt1 = 0x30 + x%10;(*sendfun)(con_cnt);/发送数据位数(*sendfun)(r);DelaySec(1);(*sendfun)(0011000D9168);/固定发送内容，不用改动(*sendfun)(num);/发送号码(*sendfun)(0008A0);/固定发送内容，不用改动x = strlen(context)/2;/转换内容的个数con_cnt1 = tabhexx&0x0f;con_cnt0 = tabhex(x&0xf0)4;(*sendfun)(con_cnt);DelaySec(1);(*sendfun)(context);/发送内容con_cnt0 = 0x1a;con_cnt1 = 0;(*sendfun)(con_cnt);/发送结束符DelaySec(1);3.4 MQ-4程序*MQ-4程序*说明：1、当测量浓度大于设定浓度时，单片机IO口输出低电平*/#include/库文件#define uchar unsigned char/宏定义无符号字符型#define uint unsigned int /宏定义无符号整型/*I/O定义*/sbit LED=P25;/定义单片机P1口的第1位 （即P1.0）为指示端sbit DOUT=P10;/定义单片机P2口的第1位 （即P2.0）为传感器的输入端/*延时函数*/void delay(int t)/延时程序 int i,j;for(i=t;i0;i-) for(j=512;j0;j-);/*主函数*/*void main()/P0=0Xff;while(1) /无限循环LED=1;/熄灭P1.0口灯if(DOUT=0)/当浓度高于设定值时 ，执行条件函数delay(5);/延时抗干扰if(DOUT=0)/确定 浓度高于设定值时 ，执行条件函数LED=0;/点亮P1.0口灯delay(500);LED=1;delay(500);*/3.5 时间程序*时间程序*#include systerm.hvolatile unsigned int data timer0_cnt = 0;uint data timer0_debug_cnt = 0;volatile int data sec_cnt = 0;void (code * pfun1)(void) = 0;/ 定时到达时操作函数的函数指针1#define T0H 0xFC #define T0L0x66/*初始化定时器0*/*函数原型:Timer0Init/*函数功能:初始化定时器0/*/void Timer0Init(void)TMOD=0x01; /设置定时器0为工作方式1/AUXR|=T0x12;TH0=T0H; /放入初值,11.0592M,1msTL0=T0L;/ 设置定时器0中断优先级(优先级1)IPH &= PT0H;PT0 = 1;EA=1; /开总中断ET0=1; /开定时器0中断 TR0=1; /启动定时器0/*定时器0中断*/*函数原型:Timer0/*函数功能:每1ms执行一次中断，中断内部重新赋值/*/void timer0() interrupt 1uchar i = 0;TH0=T0H;TL0=T0L;#ifdef UART1_DEBUG/发送数据用于调试。timer0_debug_cnt+;if(timer0_debug_cnt = 20)timer0_debug_cnt = 0;Uart1SendStr(DebugBuf_U2);for(i=0; iMAXBUF; i+)DebugBuf_U2i = 0;Debug2RcvCnt = 0;Uart2SendStr(DebugBuf_U1);for(i=0; iMAXBUF; i+)DebugBuf_U1i = 0;Debug1RcvCnt = 0;#endiftimer0_cnt+;if(timer0_cnt = 1000)timer0_cnt = 0;sec_cnt+;#ifdef SHOW_TIME_DEBUG if(timer0_cnt = 500)/显示时间 ShowTime(0, 4);/显示日期ShowDate(0, 5);#endif /SHOW_TIME_DEBUG/*定时函数*/*函数原型:void DelaySec(unsigned char sec)/*函数功能:是函数等待一段时间/*输入参数:sec，要等待的时间（秒）/*/void DelaySec(unsigned char sec)sec_cnt = 0;while(sec_cnt =24) i=i-24;init2 = (i/10)4) + i%10;init1= (*(pos+29)-0x30)4) + *(pos+30)-0x30;init0 = (*(pos+32)-0x30)4) + *(pos+33)-0x30;init6 = (*(pos+23)-0x30)4) + *(pos+24)-0x30;init3 = (*(pos+14)-0x30)=MAXBUF-1)Debug1RcvCnt = 0