基于gsm家庭防盗报警系统的设计

基于gsm家庭防盗报警系统的设计内容摘要：

与电话网络联接，报警时能迅速拨打存 储 的号码。 (3)可通过移动电话与移动电话网络连 接，实现向外界报警。 (4)可预先存储 10 组号码，且掉电不丢失。 (5)可录下 20s 报警资料，可以更改，且掉电不丢失。 (6)传感器采用无线数据通信。 (7)有报警记忆功能。 (8)可实现异常情况的自动复位。 总体设计方案 根据系统功能的要求和系统构成的需要来设计报警器，其总体设计方案如图 所示。 采用单片机作为控制中心，配有双音多频 （ DTMF） 收发电路、移动通信模块、语音录放电路、警情采集电路、看 门狗电路、声光报警电路 [46]。 当警情采集电路采集到警情信号时，单片机立即接通报警驱动电路实现声光报警，与此同时单片机测试双音多频收发电路，如果该电路正常，则通过该电路拨打预先设置好的电话号码，向外界报警，如果该电路不正常 (例如电话线被恶意剪断 )，则单片机接通移动通信模块，通过无线调制解调器接入数字移动通信系统 (GSM)向外界报警，通过以上任何一种方式，当检测到呼叫方摘机后，单片机接通语音电路，告知呼叫方与警情相关的信息，完成自动报警。 东北大学毕业设计（论文） 第 2章 总体方案设计 3 单 片机警情采集看门狗报 警驱动双 音 多 频收 发 电 路语 音电路移 动 通 信 模 块电话网络 图 报警器总体设计方案框图 看门狗电路用来实现三种功能，第一是低压报警 ， 第二是防止系统的程序跑飞 ， 第三是存储电话号码。 双音多频 收发电路 双音多频收发电路采用双音多频 (DTMF )传输技术。 DTMF 可实现电话号码快速可靠地传输，具有很强的抗干扰能力和较高的传输速度，在电话通信系统得以可广泛的应用。 但绝大部分是用作电话的音频拨号，也可以在数据通信系统中用来实现各种数据流和语音等信息的远程传输 [78]。 DTMF 是用两个特定的单音频组合信号来代表数字信号以实现其功能的一种编码技术。 两个单音频的频率不同，代表的数字或实现的功能也不同。 这种电话机中通常有16 个按键，其中有 10 个数字键 0~9 和 6 个功能键 *， ， A， B， C， D。 由于按照组合原理，一般应有 8 种不同的单音频信号。 因此可采用的频率也有 8 种，故称之为多频，又因它采用从 8 种频率中任意抽出 2 种进行组合来进行编码，所以又称之为“ 8 中取 2”的编码技术。 根据 CCITT 的建议，国际上采用的多种频率为 697Hz， 770Hz， 852Hz， 941Hz， 1209Hz， 1336Hz， 1477Hz 和 1633Hz 等 8 种。 用这 8 种频率可形成 16 种不同的组合 ，从而代表 16 种不同的数字 键和 功能键，具体组合如表 所示。 东北大学毕业设计（论文） 第 2章 总体方案设计 4 表 双音多频组合功能 低频群 （ Hz） 高频群 (Hz) 1209 1336 1477 1633 697 1 2 3 A 770 4 5 6 B 852 7 8 9 C 941 * 0 D GSM 数字移动通信系统 移动通信 模块采用的是基于 GSM 数字移动通信系统的通信模块 [9]。 通信就是信息交流。 随着社会的发展，人们对通信的要求越来越高，希望无论何时何地 都能及时可靠地实现与任何人 之间的通信。 因此，传统的固定通信手段已 不能满足人们的需要，移动通信就是在这种要求下发展起来的。 移动通信就是指通信的双方，至少有一方是在移动中进行的通信。 例如，固定点与移动体 (车辆、船舶、 飞机 )之间、移动体之间、活动的人与人之间以及人与移动体之间的通信 都属 于移动通信的范畴。 要使通信的一方或双方在移动中实现通信，就必须采用无线方式。 当前所使用的无线频段主要为 VHF 频段的 150MHz 和 UHP 频段的 450MHz， 800MHz， 900MHz。 最近已 经出现使用 频段的 GSM 数字蜂窝移动电话系统。 GSM 数字 移动通信系统是由欧洲主要电信运营者和制造厂家组成的标准化委员会设计出来，并在蜂窝系统的基础上发展而成。 GSM 系统是 1982 年欧洲电信主管部门会议为开发第二代数字蜂窝移动系统而成立的机构，后来，欧洲的专家们将 GSM 有关的技术职能交给了欧洲电信标准协会。 同时，为维护 GSM 网络运营者、设备制造商和用户的共同利益，各国的运营者和制造商共同发起并成立了 GSM MOU(谅解备忘录 )组织。 MOU 组织 1991 年在欧洲开通了第一个系统，同时为该系统设计和注册了市场商标，将GSM 更名为“全球移动通信系统” ( Global System for Mobile Communications )。 从此移动通信跨入了第二代数字移动通信系统。 同年，移动特别小组还制定了 频段的公共欧洲电信业务的规范，名为 DCSI800 系统。 该系统与 GSM900 具有同样的基本功能特性，它只占 GSM 协 议的很小一部分，仅将 GSM900 和 DCSI800 之间的差别加以描述，二者绝大部分是通用的，均可通称为 GSM 系统。 1992 年，大多数欧洲 GSM 运营东北大学毕业设计（论文） 第 2章 总体方案设计 5 者开始商用业务。 到 1994 年 5 月已 有 50 个 GSM 网在世界上运营， 10 月总客户数已 超过 400 万，国际漫游客户每月 呼叫次数超过 500 万，客户平均增长超过 50%。 l993 年，欧洲第一个 DCSI800 系统投入运营。 到 1994 年已 有 6 个运营者采用了该系统。 GSM 系统技术规范中只对功能和接口制定了详细规范，而未对硬件做出规定。 这样做的目的是尽可能减少对设计者的限制，并使各运营者有可能购买不同厂家的设备。 1991 年中国在嘉兴市建立和开通了我国第一个 GSM 引示系统，并于 1993 年 9 月正式开放业务。 目前，我国 GSM 用户数量已 超过 1 亿，成为世界上 GSM 手机量最多的国家。 GSM 系统的主要技术 有以下 6 个 特点 ： (1)由于采用了高效调制 器、信道编码、交织、均衡等技术，使系统的频谱效率高。 (2)具有灵活和方便的组网结构，频率重复利用率高，容量加大。 (3)除开放话音业务外，还可开放承载业 务 、补充业务和与 ISDN 相关的业务。 (4)提供开放性接口，可与各种公用通信网互连互通，任何厂家提供的 GSM 系统都能互连。 (5)通过鉴权、加密和临时移动用户识别号码 (TMSI)，可以达到安全的目的。 (6)在 SIM 卡基础上实现自动漫游功能，全部 GSM 移动用户都进入 GSM 系统而与国别无关。 单片机的软件开发工具 C51 语言 本报警器的主机采用 AT89C51 单片机来实现。 采用高级语言工具 C51 来进行软件设计。 美国 Archimedes 公司和 Franklin Software 公司在 20 世纪 90 年代初专门为基于 51系列单片机开发了高级语言工具 C51。 利用该工具编写的代码简 单 高效 、 结构清晰 ， 尤其是后来不同类型的微处理器及其更新产品的开发工具基本上都支持 C 语言，因此用 C语言编写的程序容易移植和维护。 现在 C51 主要有两个版本 ： 一个是 Archimedes 公司的 C51 ， 另一个是 Franklin Software 公司的 C51。 两个版本都支持 ANSI标准，同时为满 足 MCS51 单片机的特殊需要又扩展了一些关键字，如 bit， code， data， idata， sfr， reentrant 等。 但是对于单片机 89C51 的应用，只有 Franklin Software C51 编译器提供 C 语言编程的方法。 该编译器对局部变量及传递参数使用 RAM 覆盖技术，使其内部 RAM 的利用效率提高，因此 C51 完全可以和汇编语言相比拟。 同时，该编译器还可以产生 Intel 格式的目标文件。 东北大学毕业设计（论文） 第 2章 总体方案设计 6 FranklinC51 有以下 5 个 特点 [10]： (1) 存储模式上 FranklinC51 支持 SMALL， COMPACT， LARGE 模式。 当缺省存储类型时，存储模式将自动决定变量的默认存储类型，不能位于 RAM 中的参数、传递变量和无明确存储类型说明的局部过程变量也将保存在默认的 RAM 区域。 (2) 存储类型 FranklinC51 支持 89C51 微处理器及结构，可完全访问其硬件系统的所有部分，每个变量可准确地赋予不同的存储类型， 如表。 表 C51 存储类型与 89C51 存储空间的对应关系 存储类型 对应存储空间 data 直接寻址片内数据存储区，访问速度快 （ 128 字节） pdata 分页寻址片外数据区（ 256 字节） MOVX@R0 访问 xdata 片外数据存储区（ 64k） MOVX@DPTR 访问 code 代码存储区（ 64k） MOVC@DPTR 访问 (3) 数据类型。 FranklinC51 支持的数据类型为 bit， signed char， unsigned char， signed int， unsigned int， long， unsigned long， float 指针等。 变量可以组合为结构和联合，也可定义为多维数组，同时还可以通过指针访问变量。 另外， FranklinC51 还有两个特殊的数据类型 sbit 和 sfr， 用来简化 对 89C51 微处理器的特殊功能寄存器 (SFR)的访问，如表 所示。 表 C51 的特殊数据类型 数据类型 长度 范围 sbit 1 位 1 or 0 sfr 1 字节 0~255 sfr16 2 字节 0~65535 (4)指针。 FranklinC51 支持一般三字节指针和基于存储器的指针，其中基于存储器的指针由 C 源代码中存储类型 决定并在编译时确定，用这种指针可以高效访问对象并且只需一至二字节。 例如，用于访问内部 RAM 或外部 PRAM 的字节指针和用于访问外部RAM 或 ROM 的二字节指针 (指针之间可以相互转换 )，从而实现对存储器的高效访问，如表 所示。 东北大学毕业设计（论文） 第 2章 总体方案设计 7 表 C51 的指针类型 指针说明 长度 指向 float*p3 3 字节 所有 89C51 存储空间的“ float” chardata*dp 1 字节 “ data”存储区中的“ char” longpdata*pp 1 字节 “ pdata”存储区中的“ long” charxdata*xp 2 字节 “ xdata”存储区中的“ char” (5)中断和重入。 FranklinC51 支持对中断的所有方面的控制和存储器组的使用，从而创建高 效的中断服务程序 ， 产生最合适的代码，它使用关键字 interrupt 声明中断过程，用 using 声明。