基于单片机的GSM校车安全报警系统的设计与制作.docx

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1、本科毕业论文（设计）论文题目：基于单片机的GSM校车安全报警系统的设计与制作现在人们生活水平与科技水平提高，人们更加注重智能化与方便，城市学校的学生会有校内巴士进行接送。而学校的校车座位多，有些司机在开车通常记不住有多少学生上车、下车，会出现将学生遗忘在车上的情况，这种情况非常危险，尤其是在夏季，炎炎夏日车内温度有时高达60多度，学生长时间待在车内非常不安全，严重时可能危及性命。因此，研窕了一款基于单片机的GSM校车安全报警系统的设计与制作，系统主要以STC89C51单片机为主控制，通过各种器件搭建的硬件系统，软件编程，共同完成车内安全报警系统的设计，实现控制功能的具体实现。设计中运用了红外传

2、感器、SIM800C手机短信、烟雾传感器、温度传感器、蜂鸣器报警系统、继电器控制系统、按键控制系统、1.CD显示模块来完成功能设计。此设计安全性能高，使用性高，能够广泛运用于生活中。关键词：STC89C51单片一机；SIM800C手机短信；1.CD显示模块AbstractNowthatpeopleslivingstandardsandscientificandtechnologicallevelshaveimproved,peoplepaymoreattentiontointelligenceandconvenience,andstudentsinurbanschoolswillhaveon-

3、campusbusestopickthemup.Andtheschoolbusseatsaremany,somedriversinthecarusuallycan,trememberhowmanystudentsgetonandoffthebus,therewillbestudentsforgotteninthecar,thissituationisverydangerous,especiallyinsummer,thetemperatureinthecarinthehotsummerissometimesashighasmorethan60degrees,studentsstayinthec

4、arforalongtimeisveryunsafe,seriousmayendangerlife.Therefore,thedesignandproductionofaGSMschoolbussafetyalarmsystembasedonsingle-chipmicrocomputerisstudied,thesystemismainlycontrolledbySTC89C51single-chipmicrocomputer,andthehardwaresystemandsoftwareprogrammingbuiltbyvariousdevicesarejointlycompletedt

5、orealizethespecificrealizationofthecontrolfunction.Thedesignusesinfraredsensor,SIM800CmobilephoneSMS,smokesensor,temperaturesensor,buzzeralarmsystem,relaycontrolsystem,buttoncontrolsystem,1.CDdisplaymoduletocompletethefunctionaldesign.Thisdesignhashighsafetyperformanceandhighusability,andcanbewidely

6、usedinlife.KeyWords：STC89C51MCU;SIM800CSMS;1.CDdisplaymodule摘要IAbstractII引言11系统方案设计21.l总体方案设计21.2部分器件选型21.2.1 主控制芯片选型21.2.2 按键控制选型32硬件系统设计42.1 51单片机系统介绍42.1.1 时钟电路设计42.1.2 复位电路设计52.2 DS18B20温度检测电路设计52.3 蜂鸣器报警电路设计62.4 烟雾传感器电路设计72.5 按键控制电路设计72.6 SIM800C模块电路设计82.7 1.CD显示屏电路设计82.8 人体检测电路设计92.9 继电器控制电路设计

7、92.10 语音播报电路设计103软件系统设计13.1 SIM800C模块程序流程图13.2 蜂鸣器报警程序流程图23.3 DS18B20温度检测程序流程图33.4 语音播报程序流程图43.5 人体红外感应传感器程序流程图54硬件和软件调试64.1 原理图设计64.2 电子电路调试64.3 软件方面调试7结论8参考文献9致谢10附录程序代码11随着汽车产业的迅速发展，汽车已成为人们生活中不可或缺的出行工具。目前汽车主动安全装置主要是避免汽车行驶中发生安全事故，如制动防抱死系统、电子助力转向系统和电子稳定程序系统等，但对于停驻状态下的汽车及车内人员的安全性关注度不高。夏季停驻状态下的汽车内通常会

8、存在很大的安全隐患，若有未成年人滞留车内时间过长，则很容易导致缺氧，甚至闷热致死事件发生，给当事家庭造成了极大的伤害。智能汽车安全报警系统运用于校车中，对校车学生的人身安全进行有效的防护，可以有效的避免学生被滞留校车内时由于发现不及时导致死亡的悲惨事故，提高了学生在校车内的安全保障，同时促进目前汽车在主动保护功能领域中的发展，以及开发新的产品促进国内经济的发展。最重要的是通过智能的检测和防护使得物联网技术能应用到人民的生活实际中，让广大人民都能享受到物联网技术发展所带来的便利H1.1系统方案设计1.l总体方案设计本设计是基于单片机的GSM校车安全报警系统的设计与制作，运用了红外传感器、SIM8

9、00C手机短信、烟雾传感器、温度传感器、蜂鸣器报警系统、继电器控制系统、按键控制系统、1.CD显示模块来完成功能设计。其中使用红外人体感应传感器检测学生是否滞留；烟雾传感器检测小车内是否有烟雾，出现烟雾浓度高为异常；温度传感器检监控车内温度监控，车内温度超过40度为异常；若是传感器检测出现异常时，启动蜂鸣器和继电器进行声光报警，同时以短信发送的方式通知相关人员，及时解除危险，保障学生安全。系统总框图如图1.1所示。图1.1系统总框图1.2部分器件选型1.2.1 主控制芯片选型方案一：采用STM32F103C8T6单片机。此单片机中内部含有一个精简的电路，一般含有外部的复位电路、时钟电路以及MC

10、U芯片构成。在模块上含有各种接口，可以实现各种外接设备的使用，使用方便。功能强大，能够支持各种传感器的连接使用，性价比较高，是小型电子设计的首选芯片网。方案二：采用STC89C51单片机。此单片机是8位微控制处理器，含有高性能、低功耗的优点。内部含有8K字节FIaSh,RAM的容量是512字节，I/O口资源丰富，支持全双串行口，并且能够在没有使用的情况下，进入休眠状态，降低功耗，是单片机入门学习的首选未找涧用根据设计的相关需求中，认为性价比高的STC89C51单片机更加适合此次设计*迷找SI引用1.1.2.2 按键控制选型手动按键使用频率高，能够在智能的电子产品中智能功能失效时，可以使用按键进

11、行手动操作。而在选择按键种类时，通常包含矩阵键盘和独立键盘两种。以下是对这两种按键的介绍：方案一：采用矩阵键盘。在电子设计中，通常在需要使用按键较多的场合中，如设置键盘锁、电话按键拨打等，使用较多的是矩阵键盘。市场上常见的矩阵键盘形式是由16个按钮组合而成，按键不占用单片机资源。方案二：采用独立键盘。在单片机系统中，若是需要控制少数的几个功能键，通常人们会选择使用独立键盘的结构。独立键盘能够直接使用I/O口进行连接使用，无需加入其它元器件或者电路，单个I/O口连线后即可完成功能控制，使用方便，并且与其它按键互不干扰。但是，若是使用的独立按键数量较多时，会造成I/O资源的浪费。按键选材方面通常是

12、由使用数量以及需要实现的功能决定的，本次设计中需要使用按键进行单独功能的控制，需要实现独自控制，并且按键使用数量较少，因此，认为独立按键更加适合此次设计加!未找到引用2硬件系统设计2.151单片机系统介绍本系统核心模块选用STC89C51,它是以8051为内核的8位微控制器。STC89C51最小系统主要含有电源电路、复位电路、时钟电路以及程序下载电路组成。其中电源支持范围是在2.05V;在复位电路中，上电即可自动初始化复位或者掉电复位；在时钟电路中，连接416M的外部高速晶振、高低速的Re振荡器，稳定系统运行。同时他的内部资源丰富，含有众多外设资源，由于有些工作时钟频率各不相同，在芯片配置有5

13、个时钟源，运行工作起来所消耗的功率小，具有睡眠、停止、待机这三个模式未找到引用.工单片机引脚图如图2.1所示。20P1.OVCCP1.lP0.0P1.2P0.1P1.3P0.2P1.4P0.3Pl.5P0.4P1.6P0.5P1.7P0.6RESETP0.7P3.0RXDEA/VPP3.1/TXDA1.E/PP3.2/INT0PSENP3.3/INT1P2.7P3.4/T0P2.6P3.5/T1P2.5P3.6/WRP2.4P3.7/RDP2.3X2P2.2XlP2.1GNDP2.040323-图2.1单片机引脚图1.1.1 时钟电路设计芯片中系统的任何工作都需要按照时间顺序，产生这个时间的电

14、路就是时钟电路。在外接的一些电路中，主要用于系统的稳定工作，让系统能够正常运行。使用的单片机中已经含有两个引脚供外部晶振的I/O口，需要将晶振的两端连接到这两个IO口中，并且要用2个电容的一端分别在晶振的两端，一端接地，其中这两个电容使用的数值范围为1030P,起到过滤掉晶振部分的高频信号的作用，使得晶振工作的时候更加稳定。时钟电路图如图2.2所示。图2.2时钟电路图1.1.2 复位电路设计复位电路主要是用于系统恢复，控制系统的复位状态。可在系统进行数据采集，数据处理时，出现CPU发出错误的指令、执行错误的操作时，开启复位操作，恢复到原来的状态，提高系统的电磁兼容性能。复位电路较为简单，只需要

15、电阻和电容就可以完成复位操作了。单片机中的复位系统的好坏，能够直接影响整个系统工作的可靠性和稳定性U纥复位电路图如图2.3所示。图2.3复位电路图2.2 DS18B20温度检测电路设计DS18B20是一款含有校准数字信号输出的温度传感器，它具有极高的稳定性，其内部有NTC测温元件。它的接口是单线制串行接口，所以跟单片机是以简单的单总线进行通信，只需要单片机的一个IO口便可把传感器内部温度40Bit的数据一次性传输给单片机，使得系统变得简易快捷。该模块只有四根引脚，方便连接。温度传感器实时检测环境的温度数值，并把采集的数值输送到I/O接口后，系统跟设定值进行对比，随后会在屏幕上显示所检测的数值单片机控制器并作出对应的控制指令未找附用礼。DS18B20温度检测电路图如图2.4所示。R16IOKJ图2.4DS18B20温度检测电路图2.3 蜂鸣器报警电路设计蜂鸣器是一种一体化结构电子讯响器，供电方式为直流电源供电，广泛用于电子产品中的发声器件。此蜂鸣器模块使用方便，程序控制方便，在连接上单片机I/O口后只需要进行高低电平信号发送即可让其发出声音。模块含有3个