陳孟臻

摘 要

目前國(guó)內(nèi)多數(shù)學(xué)校對(duì)學(xué)生是否按時(shí)就寢在監(jiān)控上存在弊端，在宿舍中安裝壓傳感器可以解決這一問(wèn)題。監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)壓力傳感器稱重量、溫度傳感器測(cè)量人體溫度，將采集信息交單片機(jī)處理后得出床位是否有人的判斷，并將結(jié)果通過(guò)GSM模塊以短信形式發(fā)送到指定手機(jī)上，管理員可在指定時(shí)間節(jié)點(diǎn)掌握每個(gè)學(xué)生就寢情況的動(dòng)態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控管理，又保護(hù)學(xué)生隱私。

【關(guān)鍵詞】傳感器 單片機(jī) GSM

1 研究背景

目前，多數(shù)學(xué)校對(duì)學(xué)生宿舍管理只停留在學(xué)生自管會(huì)定時(shí)查寢、宿舍管理員巡視和走道上安裝視頻監(jiān)控器等方式。因涉及隱私問(wèn)題，不能在宿舍里安裝攝像頭進(jìn)行監(jiān)控，因此不能對(duì)學(xué)生是否按時(shí)就寢進(jìn)行有效管理，導(dǎo)致許多學(xué)生在宿舍通宵上網(wǎng)，打牌，甚至徹夜不歸，從而影響學(xué)習(xí)成績(jī)。因此，研究一款即可監(jiān)控又可保護(hù)學(xué)生隱私的宿舍床位實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)有一定的研究意義。

2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用稱重-壓力傳感器測(cè)量床位上物體的重量，根據(jù)學(xué)生體重范圍預(yù)設(shè)一個(gè)壓力值，當(dāng)測(cè)量到的壓力大于預(yù)設(shè)值，表示床位上有人或者物體。采用溫度傳感器監(jiān)控溫度來(lái)進(jìn)一步確定床上是人還是其它物品，檢測(cè)如溫度低于35°或高于45°為異常值。在指定時(shí)間節(jié)點(diǎn)由主控芯片AT89S52進(jìn)行接收和處理傳感器傳遞的信息，當(dāng)同時(shí)檢測(cè)到重量值和溫度值均為異常值，就會(huì)做出床位“無(wú)人”的判斷。系統(tǒng)并將“無(wú)人”對(duì)應(yīng)的床號(hào)通過(guò)GSM以短信形式發(fā)送到指定號(hào)碼（管理員）的手機(jī)上，管理員便可獲知學(xué)生是否按時(shí)就寢信息，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

3 硬件電路模塊

系統(tǒng)主要由AT89S52單片機(jī)模塊、人體數(shù)據(jù)采集模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、定時(shí)/計(jì)數(shù)模塊、GSM無(wú)線通信模塊等組成的。

3.1 AT89S52單片機(jī)模塊

使用AT89S52增強(qiáng)型單片機(jī)，主要負(fù)責(zé)傳感器對(duì)信息的采集和傳輸；并將接收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理和判斷，指揮GSM完成數(shù)據(jù)和信號(hào)的傳送。AT89S52增強(qiáng)型具有反應(yīng)速度快、靈敏度好、精度高、功耗低、性能高、大容量的片內(nèi)存儲(chǔ)器和大規(guī)模的尋址能力等優(yōu)點(diǎn)，非常適合充當(dāng)主控芯片角色。

3.2 A/D轉(zhuǎn)換模塊

采用HX711芯片實(shí)現(xiàn)A/D功能，內(nèi)部含有穩(wěn)壓電源、片內(nèi)時(shí)鐘振動(dòng)器，還擁有其它芯片所需的輔助外圍電路。將稱重-壓力傳感器檢測(cè)到床上學(xué)生的體重信號(hào)（即模擬信號(hào)）經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成主控芯片可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，然后單片機(jī)將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)通過(guò)LCD1602顯示屏顯示出來(lái)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)操作界面。

3.3 GSM通信模塊

采用無(wú)線GSM模塊（Siemens公司的TC35T）；利用TC35傳輸短消息的功能實(shí)現(xiàn)無(wú)線遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，由于GSM網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)采用電話網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，具有網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣和可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。短信息服務(wù)（SMS）是GSM系統(tǒng)中提供的一種GSM終端（手機(jī)）之間，通過(guò)服務(wù)中心進(jìn)行文本信息收發(fā)的應(yīng)用服務(wù)，其中服務(wù)中心完成信息的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)功能。

3.4 定時(shí)器功能模塊

本系統(tǒng)中，定時(shí)器使用AT89S52外接12M晶振用于計(jì)時(shí)，定時(shí)器通過(guò)外部按鍵對(duì)其進(jìn)行設(shè)置，采用的是24個(gè)小時(shí)制，可以設(shè)置上午（am）和下午（pm）兩個(gè)時(shí)間段的任一時(shí)刻的Hour和Min。當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定的兩個(gè)時(shí)間段的時(shí)刻，單片機(jī)將壓力傳感器和溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷。

3.5 人體數(shù)據(jù)采集模塊

人體數(shù)據(jù)采集模塊采用稱重-壓力傳感器和溫度傳感器同時(shí)檢測(cè)床位上物體的體重和溫度，采集到的溫度直接由單片機(jī)進(jìn)行處理，而稱重信號(hào)則需要經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行處理。

（1）稱重-壓力傳感器。也叫做應(yīng)變式稱重測(cè)力傳感器，采用惠更斯電橋線路其核心部位是電阻應(yīng)變式。當(dāng)彈性體受到壓力產(chǎn)生變形時(shí)，電阻應(yīng)變片也會(huì)受到外界的壓力而發(fā)生形變，其電阻值也跟著改變，從而使電橋失去原本的平衡而產(chǎn)生相應(yīng)的差動(dòng)信號(hào)，主控芯片就會(huì)對(duì)這個(gè)差動(dòng)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量和處理。

（2）DS18B20溫度傳感器。最大特點(diǎn)就是單線接口（無(wú)需外接器件）和待機(jī)零消耗，只需要一個(gè)端口引腳就可以進(jìn)行通訊。它還具有測(cè)溫范圍廣，分辨率較高、運(yùn)行速度快、讀數(shù)簡(jiǎn)單易讀，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。

4 系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果

整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)完之后將編寫(xiě)好的程序下載到AT89S52單片機(jī)芯片中。經(jīng)過(guò)4次測(cè)試，滿足設(shè)計(jì)需求，結(jié)果如表1所示。

在調(diào)試過(guò)程中，GSM模塊在向固定手機(jī)發(fā)送短信時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)延時(shí)現(xiàn)象。所謂的延時(shí)現(xiàn)象：在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，有大量的數(shù)據(jù)采集終端像監(jiān)控中心發(fā)送短消息，當(dāng)大量信息幾乎同時(shí)到達(dá)監(jiān)控中心時(shí)，勢(shì)必造成一定的擁塞，會(huì)出現(xiàn)延時(shí)，甚至?xí)斐蓴?shù)據(jù)傳輸過(guò)程中丟失。經(jīng)過(guò)測(cè)試，GSM模塊發(fā)送信息出現(xiàn)延時(shí)時(shí)間在3min以內(nèi)，基本符合GSM模塊的實(shí)際參數(shù)要求。但在GSM將判定結(jié)果發(fā)送給指定手機(jī)時(shí)出現(xiàn)了短信延時(shí)現(xiàn)象。至今，沒(méi)找到解決的辦法，此問(wèn)題是今后亟待解決和改進(jìn)的方向。

5 總 結(jié)

學(xué)生宿舍床位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案僅對(duì)單個(gè)床位進(jìn)行模擬測(cè)試，測(cè)試結(jié)果滿足預(yù)定要求，即可以檢測(cè)在床位上是否有學(xué)生。系統(tǒng)的方案是合理、可行、具有一定的價(jià)值。但是對(duì)于整個(gè)學(xué)校宿舍系統(tǒng)，如何使系統(tǒng)推廣到更貼切實(shí)際，更有實(shí)用價(jià)值，仍有大量問(wèn)題需要解決。

參考文獻(xiàn)

[1]劉楨.基于GSM網(wǎng)絡(luò)的智能壓力傳感器系統(tǒng)研究[D] .西安理工大學(xué)，2008（03）.

[2]劉浩，方肇洪.RH-CYA型數(shù)字壓力傳感器在多級(jí)熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[D].山東建筑工程學(xué)院，1998（10）.

[3]歐陽(yáng)軍林，李中凱，李章兵.大學(xué)生宿舍視頻監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[D].湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，2011（01）.

作者單位

廣西大學(xué)計(jì)算機(jī)與電子信息學(xué)院 廣西壯族自治區(qū)南寧市 530004endprint

摘 要

目前國(guó)內(nèi)多數(shù)學(xué)校對(duì)學(xué)生是否按時(shí)就寢在監(jiān)控上存在弊端，在宿舍中安裝壓傳感器可以解決這一問(wèn)題。監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)壓力傳感器稱重量、溫度傳感器測(cè)量人體溫度，將采集信息交單片機(jī)處理后得出床位是否有人的判斷，并將結(jié)果通過(guò)GSM模塊以短信形式發(fā)送到指定手機(jī)上，管理員可在指定時(shí)間節(jié)點(diǎn)掌握每個(gè)學(xué)生就寢情況的動(dòng)態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控管理，又保護(hù)學(xué)生隱私。

【關(guān)鍵詞】傳感器 單片機(jī) GSM

1 研究背景

目前，多數(shù)學(xué)校對(duì)學(xué)生宿舍管理只停留在學(xué)生自管會(huì)定時(shí)查寢、宿舍管理員巡視和走道上安裝視頻監(jiān)控器等方式。因涉及隱私問(wèn)題，不能在宿舍里安裝攝像頭進(jìn)行監(jiān)控，因此不能對(duì)學(xué)生是否按時(shí)就寢進(jìn)行有效管理，導(dǎo)致許多學(xué)生在宿舍通宵上網(wǎng)，打牌，甚至徹夜不歸，從而影響學(xué)習(xí)成績(jī)。因此，研究一款即可監(jiān)控又可保護(hù)學(xué)生隱私的宿舍床位實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)有一定的研究意義。

2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用稱重-壓力傳感器測(cè)量床位上物體的重量，根據(jù)學(xué)生體重范圍預(yù)設(shè)一個(gè)壓力值，當(dāng)測(cè)量到的壓力大于預(yù)設(shè)值，表示床位上有人或者物體。采用溫度傳感器監(jiān)控溫度來(lái)進(jìn)一步確定床上是人還是其它物品，檢測(cè)如溫度低于35°或高于45°為異常值。在指定時(shí)間節(jié)點(diǎn)由主控芯片AT89S52進(jìn)行接收和處理傳感器傳遞的信息，當(dāng)同時(shí)檢測(cè)到重量值和溫度值均為異常值，就會(huì)做出床位“無(wú)人”的判斷。系統(tǒng)并將“無(wú)人”對(duì)應(yīng)的床號(hào)通過(guò)GSM以短信形式發(fā)送到指定號(hào)碼（管理員）的手機(jī)上，管理員便可獲知學(xué)生是否按時(shí)就寢信息，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

3 硬件電路模塊

系統(tǒng)主要由AT89S52單片機(jī)模塊、人體數(shù)據(jù)采集模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、定時(shí)/計(jì)數(shù)模塊、GSM無(wú)線通信模塊等組成的。

3.1 AT89S52單片機(jī)模塊

使用AT89S52增強(qiáng)型單片機(jī)，主要負(fù)責(zé)傳感器對(duì)信息的采集和傳輸；并將接收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理和判斷，指揮GSM完成數(shù)據(jù)和信號(hào)的傳送。AT89S52增強(qiáng)型具有反應(yīng)速度快、靈敏度好、精度高、功耗低、性能高、大容量的片內(nèi)存儲(chǔ)器和大規(guī)模的尋址能力等優(yōu)點(diǎn)，非常適合充當(dāng)主控芯片角色。

3.2 A/D轉(zhuǎn)換模塊

采用HX711芯片實(shí)現(xiàn)A/D功能，內(nèi)部含有穩(wěn)壓電源、片內(nèi)時(shí)鐘振動(dòng)器，還擁有其它芯片所需的輔助外圍電路。將稱重-壓力傳感器檢測(cè)到床上學(xué)生的體重信號(hào)（即模擬信號(hào)）經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成主控芯片可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，然后單片機(jī)將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)通過(guò)LCD1602顯示屏顯示出來(lái)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)操作界面。

3.3 GSM通信模塊

采用無(wú)線GSM模塊（Siemens公司的TC35T）；利用TC35傳輸短消息的功能實(shí)現(xiàn)無(wú)線遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，由于GSM網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)采用電話網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，具有網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣和可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。短信息服務(wù)（SMS）是GSM系統(tǒng)中提供的一種GSM終端（手機(jī)）之間，通過(guò)服務(wù)中心進(jìn)行文本信息收發(fā)的應(yīng)用服務(wù)，其中服務(wù)中心完成信息的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)功能。

3.4 定時(shí)器功能模塊

本系統(tǒng)中，定時(shí)器使用AT89S52外接12M晶振用于計(jì)時(shí)，定時(shí)器通過(guò)外部按鍵對(duì)其進(jìn)行設(shè)置，采用的是24個(gè)小時(shí)制，可以設(shè)置上午（am）和下午（pm）兩個(gè)時(shí)間段的任一時(shí)刻的Hour和Min。當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定的兩個(gè)時(shí)間段的時(shí)刻，單片機(jī)將壓力傳感器和溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷。

3.5 人體數(shù)據(jù)采集模塊

人體數(shù)據(jù)采集模塊采用稱重-壓力傳感器和溫度傳感器同時(shí)檢測(cè)床位上物體的體重和溫度，采集到的溫度直接由單片機(jī)進(jìn)行處理，而稱重信號(hào)則需要經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行處理。

（1）稱重-壓力傳感器。也叫做應(yīng)變式稱重測(cè)力傳感器，采用惠更斯電橋線路其核心部位是電阻應(yīng)變式。當(dāng)彈性體受到壓力產(chǎn)生變形時(shí)，電阻應(yīng)變片也會(huì)受到外界的壓力而發(fā)生形變，其電阻值也跟著改變，從而使電橋失去原本的平衡而產(chǎn)生相應(yīng)的差動(dòng)信號(hào)，主控芯片就會(huì)對(duì)這個(gè)差動(dòng)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量和處理。

（2）DS18B20溫度傳感器。最大特點(diǎn)就是單線接口（無(wú)需外接器件）和待機(jī)零消耗，只需要一個(gè)端口引腳就可以進(jìn)行通訊。它還具有測(cè)溫范圍廣，分辨率較高、運(yùn)行速度快、讀數(shù)簡(jiǎn)單易讀，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。

4 系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果

整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)完之后將編寫(xiě)好的程序下載到AT89S52單片機(jī)芯片中。經(jīng)過(guò)4次測(cè)試，滿足設(shè)計(jì)需求，結(jié)果如表1所示。

在調(diào)試過(guò)程中，GSM模塊在向固定手機(jī)發(fā)送短信時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)延時(shí)現(xiàn)象。所謂的延時(shí)現(xiàn)象：在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，有大量的數(shù)據(jù)采集終端像監(jiān)控中心發(fā)送短消息，當(dāng)大量信息幾乎同時(shí)到達(dá)監(jiān)控中心時(shí)，勢(shì)必造成一定的擁塞，會(huì)出現(xiàn)延時(shí)，甚至?xí)斐蓴?shù)據(jù)傳輸過(guò)程中丟失。經(jīng)過(guò)測(cè)試，GSM模塊發(fā)送信息出現(xiàn)延時(shí)時(shí)間在3min以內(nèi)，基本符合GSM模塊的實(shí)際參數(shù)要求。但在GSM將判定結(jié)果發(fā)送給指定手機(jī)時(shí)出現(xiàn)了短信延時(shí)現(xiàn)象。至今，沒(méi)找到解決的辦法，此問(wèn)題是今后亟待解決和改進(jìn)的方向。

5 總 結(jié)

學(xué)生宿舍床位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案僅對(duì)單個(gè)床位進(jìn)行模擬測(cè)試，測(cè)試結(jié)果滿足預(yù)定要求，即可以檢測(cè)在床位上是否有學(xué)生。系統(tǒng)的方案是合理、可行、具有一定的價(jià)值。但是對(duì)于整個(gè)學(xué)校宿舍系統(tǒng)，如何使系統(tǒng)推廣到更貼切實(shí)際，更有實(shí)用價(jià)值，仍有大量問(wèn)題需要解決。

參考文獻(xiàn)

[1]劉楨.基于GSM網(wǎng)絡(luò)的智能壓力傳感器系統(tǒng)研究[D] .西安理工大學(xué)，2008（03）.

[2]劉浩，方肇洪.RH-CYA型數(shù)字壓力傳感器在多級(jí)熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[D].山東建筑工程學(xué)院，1998（10）.

[3]歐陽(yáng)軍林，李中凱，李章兵.大學(xué)生宿舍視頻監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[D].湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，2011（01）.

作者單位

廣西大學(xué)計(jì)算機(jī)與電子信息學(xué)院 廣西壯族自治區(qū)南寧市 530004endprint

摘 要

目前國(guó)內(nèi)多數(shù)學(xué)校對(duì)學(xué)生是否按時(shí)就寢在監(jiān)控上存在弊端，在宿舍中安裝壓傳感器可以解決這一問(wèn)題。監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)壓力傳感器稱重量、溫度傳感器測(cè)量人體溫度，將采集信息交單片機(jī)處理后得出床位是否有人的判斷，并將結(jié)果通過(guò)GSM模塊以短信形式發(fā)送到指定手機(jī)上，管理員可在指定時(shí)間節(jié)點(diǎn)掌握每個(gè)學(xué)生就寢情況的動(dòng)態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控管理，又保護(hù)學(xué)生隱私。

【關(guān)鍵詞】傳感器 單片機(jī) GSM

1 研究背景

目前，多數(shù)學(xué)校對(duì)學(xué)生宿舍管理只停留在學(xué)生自管會(huì)定時(shí)查寢、宿舍管理員巡視和走道上安裝視頻監(jiān)控器等方式。因涉及隱私問(wèn)題，不能在宿舍里安裝攝像頭進(jìn)行監(jiān)控，因此不能對(duì)學(xué)生是否按時(shí)就寢進(jìn)行有效管理，導(dǎo)致許多學(xué)生在宿舍通宵上網(wǎng)，打牌，甚至徹夜不歸，從而影響學(xué)習(xí)成績(jī)。因此，研究一款即可監(jiān)控又可保護(hù)學(xué)生隱私的宿舍床位實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)有一定的研究意義。

2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用稱重-壓力傳感器測(cè)量床位上物體的重量，根據(jù)學(xué)生體重范圍預(yù)設(shè)一個(gè)壓力值，當(dāng)測(cè)量到的壓力大于預(yù)設(shè)值，表示床位上有人或者物體。采用溫度傳感器監(jiān)控溫度來(lái)進(jìn)一步確定床上是人還是其它物品，檢測(cè)如溫度低于35°或高于45°為異常值。在指定時(shí)間節(jié)點(diǎn)由主控芯片AT89S52進(jìn)行接收和處理傳感器傳遞的信息，當(dāng)同時(shí)檢測(cè)到重量值和溫度值均為異常值，就會(huì)做出床位“無(wú)人”的判斷。系統(tǒng)并將“無(wú)人”對(duì)應(yīng)的床號(hào)通過(guò)GSM以短信形式發(fā)送到指定號(hào)碼（管理員）的手機(jī)上，管理員便可獲知學(xué)生是否按時(shí)就寢信息，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

3 硬件電路模塊

系統(tǒng)主要由AT89S52單片機(jī)模塊、人體數(shù)據(jù)采集模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、定時(shí)/計(jì)數(shù)模塊、GSM無(wú)線通信模塊等組成的。

3.1 AT89S52單片機(jī)模塊

使用AT89S52增強(qiáng)型單片機(jī)，主要負(fù)責(zé)傳感器對(duì)信息的采集和傳輸；并將接收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理和判斷，指揮GSM完成數(shù)據(jù)和信號(hào)的傳送。AT89S52增強(qiáng)型具有反應(yīng)速度快、靈敏度好、精度高、功耗低、性能高、大容量的片內(nèi)存儲(chǔ)器和大規(guī)模的尋址能力等優(yōu)點(diǎn)，非常適合充當(dāng)主控芯片角色。

3.2 A/D轉(zhuǎn)換模塊

采用HX711芯片實(shí)現(xiàn)A/D功能，內(nèi)部含有穩(wěn)壓電源、片內(nèi)時(shí)鐘振動(dòng)器，還擁有其它芯片所需的輔助外圍電路。將稱重-壓力傳感器檢測(cè)到床上學(xué)生的體重信號(hào)（即模擬信號(hào)）經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成主控芯片可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，然后單片機(jī)將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)通過(guò)LCD1602顯示屏顯示出來(lái)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)操作界面。

3.3 GSM通信模塊

采用無(wú)線GSM模塊（Siemens公司的TC35T）；利用TC35傳輸短消息的功能實(shí)現(xiàn)無(wú)線遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，由于GSM網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)采用電話網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，具有網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣和可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。短信息服務(wù)（SMS）是GSM系統(tǒng)中提供的一種GSM終端（手機(jī)）之間，通過(guò)服務(wù)中心進(jìn)行文本信息收發(fā)的應(yīng)用服務(wù)，其中服務(wù)中心完成信息的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)功能。

3.4 定時(shí)器功能模塊

本系統(tǒng)中，定時(shí)器使用AT89S52外接12M晶振用于計(jì)時(shí)，定時(shí)器通過(guò)外部按鍵對(duì)其進(jìn)行設(shè)置，采用的是24個(gè)小時(shí)制，可以設(shè)置上午（am）和下午（pm）兩個(gè)時(shí)間段的任一時(shí)刻的Hour和Min。當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定的兩個(gè)時(shí)間段的時(shí)刻，單片機(jī)將壓力傳感器和溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷。

3.5 人體數(shù)據(jù)采集模塊

人體數(shù)據(jù)采集模塊采用稱重-壓力傳感器和溫度傳感器同時(shí)檢測(cè)床位上物體的體重和溫度，采集到的溫度直接由單片機(jī)進(jìn)行處理，而稱重信號(hào)則需要經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行處理。

（1）稱重-壓力傳感器。也叫做應(yīng)變式稱重測(cè)力傳感器，采用惠更斯電橋線路其核心部位是電阻應(yīng)變式。當(dāng)彈性體受到壓力產(chǎn)生變形時(shí)，電阻應(yīng)變片也會(huì)受到外界的壓力而發(fā)生形變，其電阻值也跟著改變，從而使電橋失去原本的平衡而產(chǎn)生相應(yīng)的差動(dòng)信號(hào)，主控芯片就會(huì)對(duì)這個(gè)差動(dòng)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量和處理。

（2）DS18B20溫度傳感器。最大特點(diǎn)就是單線接口（無(wú)需外接器件）和待機(jī)零消耗，只需要一個(gè)端口引腳就可以進(jìn)行通訊。它還具有測(cè)溫范圍廣，分辨率較高、運(yùn)行速度快、讀數(shù)簡(jiǎn)單易讀，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。

4 系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果

整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)完之后將編寫(xiě)好的程序下載到AT89S52單片機(jī)芯片中。經(jīng)過(guò)4次測(cè)試，滿足設(shè)計(jì)需求，結(jié)果如表1所示。

在調(diào)試過(guò)程中，GSM模塊在向固定手機(jī)發(fā)送短信時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)延時(shí)現(xiàn)象。所謂的延時(shí)現(xiàn)象：在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，有大量的數(shù)據(jù)采集終端像監(jiān)控中心發(fā)送短消息，當(dāng)大量信息幾乎同時(shí)到達(dá)監(jiān)控中心時(shí)，勢(shì)必造成一定的擁塞，會(huì)出現(xiàn)延時(shí)，甚至?xí)斐蓴?shù)據(jù)傳輸過(guò)程中丟失。經(jīng)過(guò)測(cè)試，GSM模塊發(fā)送信息出現(xiàn)延時(shí)時(shí)間在3min以內(nèi)，基本符合GSM模塊的實(shí)際參數(shù)要求。但在GSM將判定結(jié)果發(fā)送給指定手機(jī)時(shí)出現(xiàn)了短信延時(shí)現(xiàn)象。至今，沒(méi)找到解決的辦法，此問(wèn)題是今后亟待解決和改進(jìn)的方向。

5 總 結(jié)

學(xué)生宿舍床位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案僅對(duì)單個(gè)床位進(jìn)行模擬測(cè)試，測(cè)試結(jié)果滿足預(yù)定要求，即可以檢測(cè)在床位上是否有學(xué)生。系統(tǒng)的方案是合理、可行、具有一定的價(jià)值。但是對(duì)于整個(gè)學(xué)校宿舍系統(tǒng)，如何使系統(tǒng)推廣到更貼切實(shí)際，更有實(shí)用價(jià)值，仍有大量問(wèn)題需要解決。

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作者單位

廣西大學(xué)計(jì)算機(jī)與電子信息學(xué)院 廣西壯族自治區(qū)南寧市 530004endprint