基于gsm短信模块的家庭防盗报警系统设计毕业论文

基于gsm短信模块的家庭防盗报警系统设计毕业论文内容摘要：

计新的 安防 系统。 常见的 安防 报警系统的有 固定点电话联网 安防 报警系统 、以太网、集群系统、 AURINE 家庭报警系统、智能拨号 安防 报警系统等，来有效防止犯罪分子的入侵。 瑰椒 目前我国大多数家庭都是双职工 ,当发生警情时 ,不能及时地处理。 所以 当固定电话被普遍使用时，人们开始利用 固定点电话联网 安防 报警系统 来实现家庭 安防 报警， 该系统由编程主机、 探测器、门磁和遥控器组成，适用于家居安全技术防范 [1]。 随后，人们又开始利用智能拨号 安防 报警系统来实现家庭 安防 报警，智能拨号 安防 报警系统 ,配合各种无线探测器，可实现智能化防盗、防火、防燃气漏露、紧急求救等功能。 瑰椒 科学技术的飞速发展， 促使 家庭 安防 报警系统逐渐向智能化方向发展，出现了各种各样的智能化的 安防 报警系统。 在以后的发展中，将会出现越来越高级实用的家庭 安防 报警装置，也是我们这一代人所研究的方向。 瑰椒 设计背景目的 瑰椒 随着电子技术的飞速发展，报警系统已从原来的简单化、局部化向智能化、集 成化发展。 目前传统的机械式（防盗网、防盗窗）安防系统 已 满足 不了 人们 的 需求，本系统的设计 正是利用电子技术 对家庭 安防 报警系统 进行 研究。 随着信息时代的到来，手机通讯工具已基本 普及 ， 该设计利用这一点，展开对家庭 安防 报警系统的研究， 解决了传统的机械式（防盗网、防盗窗）安防系统中存在的隐患 (其它没有安防盗窗的相近楼层形成被盗隐患、发生火灾时不易逃生等 )。 它用 AT89C51 单片机实现基于 GSM 短信模块的家庭 安防 报警系统，以最直观的中文短消息或电话形式，直接把报警地点的情况反映到主人的手机屏幕上。 不仅 使 家庭 安防 使用起来更及 时、更方便 ，而且解决了传统的机械式安防系统带来的隐患。 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 第 2 章 整体 设计 方案 瑰椒 瑰椒 瑰椒 4瑰椒 方案选择论证 瑰椒 安防 报警系统一般是由入侵探测器、 安防 报警控制器和接警中心组成。 瑰椒 该系统设计方案有以下两种： 瑰椒 方案一 ： 利用 固定点电话联网 安防 报警系统 来实现家庭 安防 报警， 该系统由编程主机、探测器、门磁和遥控器组成，一旦发生警情，能把报警信息通过邮电通讯网络瞬间远程传输到用户设定的固定电话上，同时向接警中心报告，中心联网电脑可通过电子地图、数据库、电脑语音提示，监听现场 情况，显示发生警情的单位、地址、方位、发案时间、所辖派出所（巡逻大队）警力分布，及时调动警力作出快速处理。 瑰椒 方案二： 通过传感器检测家庭安全隐患，把检测结果送入单片机，通过单片机控制 GSM Modem 向预先设定好的手机号码发送报警信号，在设计的报警系统中，不仅可以通过防盗传感器发送防盗报警信号，也添加了烟雾传感器和 气体泄漏传感器来检测烟雾和气体信号， 实现防火、防燃气泄漏的作用，同时配备 4X4 矩阵 键盘来自己设置报警手机号码和315MHZ 调幅遥控器来实现用户在进入防区前或离开防区后能对系统的布、撤防状态进行改 变。 瑰椒 通过比较，方案二能更能满足我们实时快捷的要求，更加简单有效，故本设计选择方案二。 瑰椒 主控芯片单片机的选择 瑰椒 20 世纪 80 年代以来，单片机的发展非常迅速，就通用单片机而言，世界上一些著名的计算机厂家已投放市场的产品就有 50 多个系列，数百个品种。 瑰椒 尽管单片机的品种很多，但是在我国使用最多的还是 Intel 公司的 MCS—51 系列单片机和美国 ATMEL 公司的 89C51 单片机。 瑰椒 MCS—51 系列单片机包括三个基本型 803 805 8751。 瑰椒 8031 内部包括一个 8 位 CPU、 128 个字节 RAM， 21 个特殊功能寄存器（ SFR）、 4 个8 位并行 I/O 口、 1 个全双工串行口、 2 个 16 位定时器 /计数器，但片内无程序存储器，需外扩 EPROM 芯片。 比较麻烦，不予采用。 瑰椒 8051 是在 8031 的基础上，片内集成有 4KB ROM，作为程序存储器，是一个程序不超过 4K 字节的小系统。 ROM 内的程序是公司制作芯片时，为用户 定 制的，出厂的 8051 都是含有特殊用途的单片机。 所以 8051 适合与应用在程序已定，且批量大的单片机产品中。 也不予采用。 瑰椒 8751 是在 8031 基础上，增加了 4K 字节的 EPROM，它 构成了一个程序小于 4KB 的小系统。 用户可以将程序固化在 EPROM 中，可以反复修改程序。 但其价格相对 8031 较贵。 8031 外扩一片 4KB EPROM 的就相当与 8751，它的最大优点是价格低。 随着大规模集成电路技术的不断发展，能装入片内的外围接口电路也可以是大规模的。 也不予采用。 瑰椒 AT89C51 是一种带 4K 字节 FLASH 存储器的低电压、高性能 CMOS 8 位微处理器，俗称瑰椒 瑰椒 5瑰椒 单片机 [2]。 AT89C51 是一种带 2K 字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。 单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除 1000 次。 该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的 MCS51 指令集和输出管脚相兼容。 由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一种高效微控制器， AT89C51 是它的一种精简版本。 AT89C51 单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 故此设计采用 AT89C51。 瑰椒 AT89C51 的主要性能 瑰椒 （ 1） 与 MCS51 单片机产品兼容 瑰椒 （ 2） 4k 字节在系统可编程 Flash 存储器 瑰椒 （ 3） 1000 次擦写周期 瑰椒 （ 4） 全静态操作： 0HZ~24HZ 瑰椒 （ 5） 三级程序存 储器锁定 瑰椒 （ 6） 32 个可编程 I/O 口线 瑰椒 （ 7） 两个 16 位定时器 /计数器 瑰椒 （ 8） 五个中断器 瑰椒 （ 9） 可编程串行通道 瑰椒 （ 10） 低功耗空闲和掉电模式 瑰椒 （ 11） 看门狗定时器 瑰椒 AT89C51 的引脚结构 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 AT89C51 封装引脚如图 所示。 瑰椒 瑰椒 图 AT89C51 封装引脚 瑰椒 瑰椒 瑰椒 6瑰椒 通信模块的选择 瑰椒 随着微电子技术与网络技术的飞速发展，手机通讯工具已经被普遍使用，基于这一点，我设计了基于 GSM 短信模块的家庭 安防 报警系统，而 由于 HRH GSM Modem 内嵌高可靠性的 GSM 引擎（ GSM Cellular Engine）和 51 单片机系统（ MCS51），标准串行接口和精简的软件接口协议将用户从繁杂的 GSM 通信标准解析和调试中解脱出来，使用方便，而且公网的数据传输具有通信范围广（ GSM 网络基本覆盖全国），传输稳定、可靠等特点 [3]。 因此本设计选用 HRH GSM Modem 来进行通信。 瑰椒 GSM Modem 的主要功能 瑰椒 （ 1） 收发短信； 瑰椒 （ 2） 借助短信实现远程小批量数据传输； 瑰椒 （ 3） 语音通话（ GSM 电话）； 瑰椒 （ 4） 数传模式实现无线实时数据通信； 瑰椒 （ 5） 无线上网（自动应答型）。 瑰椒 GSM Modem 的硬件接口 瑰椒 模块要求 12V/500mA 供电，与计算机或单片机通过串口通信，波特率 9600bps，通过SIM 卡座来安装 SIM 卡。 瑰椒 传感器的选择 瑰椒 要实现防盗、防火、防燃气泄漏，相应的传感器是必不可少的，而无论是哪种传感器，其最终输出的都是开关量。 瑰椒 红外传感器 瑰椒 对于防盗传感器，本系统采用主动式红外对射传感器，它相对于传统的被动式热释红外传感器有以下优点： 瑰椒 （ 1） 主动式对射红外传感器安装于门窗及一切需要设防的位置，采用多光束综合判断，当有一定体积的 障碍物遮挡时，才被触发，极大的降低了传感器的误报； 瑰椒 （ 2） 由于其安装在门窗等位置，使夜间主人的正常活动不受限制，这给用户提供了极大的夜间布防的可能。 瑰椒 烟雾传感器 瑰椒 本设计选用离子式烟雾传感器， 离子式烟雾传感器是一种技术先进，工作稳定可靠的传感器，被广泛运用到各种消防报警系统中，性能远优于气敏电阻类的火灾报警器。 瑰椒 气体泄漏传感器 瑰椒 本设计选用电化学型气体传感器，电化学型气体传感器可分为原电池式、可控电位电解式、电量式和离子电极式四种类型。 原电池式气体传感器通过检测电流来检测气 体的体积分数，市售的检测缺氧的仪器几乎都配有这种传感器。 近年来，又开发了检测酸性气体和毒性气体的原电池式传感器。 可控电位电解式传感器是通过测量电解时流过的电流来检瑰椒 瑰椒 瑰椒 7瑰椒 测气体的体积分数，和原电池式不同的是，需要由外界施加特定电压， 除了能检测CO，NO，2CO，2O，2SO等气体外，还能检测血液中的氧体积分数 [4]。 电量式气体传感器是通过被测 气体与电解质反应产生的电流来检测气体的体积分数离子电极式气体传感器出现得较早，通过测量离子极化电流来检测气体的体积分数，电化学式气体传感器主要的优点是检测气体的灵敏度高、选择性好。 瑰椒 键盘显示 模块的 选择 瑰椒 为了实现系统发生警情时能够向指定的号码发送短信息的功能，则必须有键盘和 LCD显示，来对 安防 报警系统进行电话号码的预设。 综合设计方案，考虑输入需 要的 按键数量以及成本，最终选择 4X4 矩阵键盘 和 LCD1602。 瑰椒 存储器的选择 瑰椒 为了实现对预设电话号码的存储和对报警信息的记录，本系统采用了能够保证掉电数据不丢失的铁电存储器，该类存储器相对于传统的 EEPROM 有许多优点： （ 1） 传统的EEPROM 写入次数有限，一般为 10 万次，而铁电存储器有着近乎无限次擦写的特性； （ 2）传统的 EEPROM 写入速度较慢，一般需要 CPU 延时几个 NOP 的时间来等待写入，而铁电存储器有着和 RAM 相同的操作速度； （ 3） EEPROM 需要较大的能量来完成一次擦写，而铁电存储器在写入时属于微功耗。 瑰椒 同时本设计选用了 FM24C16 来作为非易失性数据存储器，其特点如下： 瑰椒 （ 1） FM24C16A 是一种串行非易失存储器，它的结构容量为 512*8 位，接口方式为工业标准二线制造串行接口，与串行 EEPROM 的功能操作相似，与 EEPROM 具有相同的引脚排列，不同之处在于， FM24C16A 具有非常出色的写操作性能； 瑰椒 （ 2） 内部采用读恢复机制操作。 所以读写次数与每一次读写都有关系。 FRAM结构是基于行与列阵列排布，每次访问都会使一行减少一次读写寿命 [5]。 铁电的擦写次数几乎可以说是无限次。 即使每秒访问 3000 次，连续使用十年，使用寿命仍未终止。 瑰椒 时钟芯片的选择 瑰椒 为了实现发生警情时，对发生警情的时间进行记录，且为了保证系统的可靠运行，要求系统进行自检并定时上报系统运行状态，因此需要系统具有实时时钟功能。 瑰椒 DS12887 采用 CMOS 技术制成，把时钟芯片所需的晶振和外部锂电池相关电路集于芯片内部。 采用 DS12887 芯片设计的时钟电路不需任何外围电路并具有良好的微机接口。 DS12887 芯片具有微轼耗、外围接口简单、精度高、工作稳定可靠等优点，可广泛用于各种需要较高精度的实时时钟场合中 [6]。 故本设计选用了 DS12887 实时时钟芯片。 瑰椒 瑰椒 瑰椒 DS12887 功能 瑰椒 该模块有两个功能：一是为系统提供实时的时间日历信息；二是送出一个周期为 125ms瑰椒 瑰椒 8瑰椒 的方波作为 MCU AT89S52 外部中断 INT0 的中断源，以产生周期性中断采集数据。 该模块主要由 DS12887 组成，具体的接口电路如图所示。 DS12887 是 DALLAS 公司生产的实时日历时钟芯片，其主要功能包括非易失性时日历时钟、报警器、可编程中断、方波发生器和 114 字节的非易失静态 RAM。 瑰椒 DS12887 引脚定义 瑰椒 AD0AD7：地址 /数据，应接 P2 口。 瑰椒 MOT：总线类型选择，与 AT89C51 连接时接地。 瑰椒 CS：片选端，地址选通，与 AT89C51 连接时接 ALE。 瑰椒 R/W：读 /写控制，与 AT89C51 连接时接 WD。 瑰椒 DS：数据选通，与 AT89C51 连接时接 RD。 瑰椒 RESET：复位端，接 +5V。 IRQ：中断请求输出。 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 DS12887 管脚如图 所示。 瑰椒 图 DS12887。