1系统电路设计与实现
本系统主要由STC89C52、飞思卡尔系列单片机K60、GSM通信模块、传感检测模块机电机控制模块等部分组成。控制部分本设计中采用双CPU的设计方案，分别用飞思卡尔公司的kinetis系列单片机K60和STC89C5C单片机。K60单片机主要用来采集传感器数据和控制舵机。STC89C52单片机主要是用来控制GSM发送短信息以及驱动步进电机STC89C52RC是一款高性能、低损耗的8位可编程微控制器，512字节的RAM、8K字节FLASH、32位双向IO口、全双工串行口、3个16位定时器/计数器，基友EEPROM及看门狗功能。同时，具有在线编程的功能，可是让使用者方便调试程序的可行性。ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片。在正常使用是P0口需要接上拉电阻，这时候P0口为准双向IO口。STC89C52RC的P3口比较特殊，它既可以当做通用IO口来使用也可以采用其第二功能来使用。K60单片机是一款高速、高性能、低损耗的微控制器，该单片机是飞思卡尔公司推出Kinetis系列微处理器的一种，该系列微处理器是以ARMCORTEXM4为核心的32位微处理器。Kinetis系列微处理器基于飞思卡尔公司先进的闪存技术（TFS）和先进的Flex存储功能，可以达到超过1000万次的擦写，该系列单片机具有非常强大的数据处理能力、该单片机拥有众多的引脚，并且很多引脚都具有复用引脚，可以通过配置寄存器来实现相应的功能，大致可以分为通用IO口（GPIO）模块、定时器模块、异步串行通信模块、模拟量(A）和数字量（D）相互转换模块、SPI模块、I2C模块、CAN等模块。图2为K60单片机及外围接口电路。通信模块GSM模块是集射频信号和基带信号于一体的通信传输模块，特别适合远距离数据传输、该模块符合标准通信传输协议、通过AT指令可以实现短信传输、拨打电话等服务。本系统采用TC35模块来实现收发短信，以此来实现终端的控制，达到智能控制的目的本系统中TC35模块通过串口与单片机连接，其接口电路如图2所示。TC35模块的TXD、RXD通过RS23与STC89C52RC单片机的RXD、TXD连接，以此来实现通过单片机来控制短息收发来达到远程控制和报警的目的。GSM模块与单片机连接，进行串口通信，GSM模块的TXD、RXD分别与单片机的RXD、TXD相连，并且经过电平转换，电平转换有MAX232进行。在GSM模块与单片机连接时要等待一段时间，GSM模块注册完成后，单片机才能通过程序来控制GSM模块发送短信，在通信时要注意波特率要一致，否者通信不正常，GSM模块不能正常发送短信。执行部分检测部分主要由MQ-2烟雾传感器、MQ-7一氧化碳传感器、火焰传感器、雨滴传感器、温度湿度传感器、ULN2003步进电机驱动芯片、红外传感器、MOC3041光耦、BTA16可控硅等组成。电源系统本设计采用LM2940来做5V稳压，由于K60单片机供电电源为3.3V，所以系统设计中还要有3.3V电源，设计中采用了AMS1117稳压芯片，电路见图3所示。
2软件设计
当电源上电后，程序开始初始化，各个模块开始测量数值，单片机开始读取各个模块采集回来的值，并通过液晶显示回来，比较各个模块采集值与阀值的大小，当超过阀值时，通过GSM短信报警。其程序流程图如图4所示。
3总结
本设计主要采用ARM单片机和51单片机实现家居环境的智能监控，该系统可实现温度、湿度、有毒气体、红外等检测与报警功能。通过单片机与移动通信模块实现实时监控，调试结果显示，该系统可靠性性强，灵敏度高，成本较低。有较好的市场应用前景。
作者：宁仁霞 杨寒
