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1、基于GSM短信模块的家庭防盗报警系统【论文关键词】单片机GSM模块传感器【论文摘要】本系统主要由单片机和GSM短信模块组成，借助最可靠、最成熟的GSM移动网络，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您的手机屏幕上。它采用主动式红外传感器进行检测，变有形的传统防盗网防盗窗为无形，给火灾时的逃生提供方便。并配备烟雾传感器和燃气泄漏传感器，实现防火、防燃气泄漏的作用。引言目前传统的机械调式（防盗网、防盗窗）梁安防系统在实际使用中吧暴露了很多隐患，例如慑：为其它没有安防盗窗亚的相近楼层形成被盗隐衅患、发生火灾时不易逃龙生等。随着电子技剪术的飞速发展，报警系铆统已从原来的简单化、杠局
2、部化向智能化、集成叼化发展。而各种防盗报困警系统之间的主要区别销是在于如何让分机与主泡机、分机与用户之间进真行通讯。目前市场上常庭见的防盗报警系统的通溉信方式有固定电话拨号钩、以太网、集群系统等颠等。但它们有各自的缺殿点：1固定电话久拨号容易被盗贼在入室硕抢劫前切断电话线或恶彰意占线，使其在关键时笋刻失灵。2以太拯网同样面临着线路被切怕断的隐患，且不易普及忠。3集群系统功糟耗很大，网络架设和维蜡护费用很高，而且需要战购买固定的频点。铡针对以上通信方式的优坞、缺点，我设计了基于报GSM短信模块的家庭喷无线防盗报警系统。此终系统可解决这些隐患，烈让家庭防盗更及时、使暗用更方便。它不再依赖肇有线电话
3、执行报警，而逮是借助最可靠、最成熟砍的GSM移动网络，以驹最直观的中文短消息或陷电话形式，直接把报警纪地点的情况反映到您的碗手机屏幕上。它采用主攀动式红外传感器进行检柠测，变有形的传统防盗鸦网防盗窗为无形，给火吁灾时的逃生提供方便。泪并配备烟雾传感器和燃凿气泄漏传感器，实现防温火、防燃气泄漏的作用在。本文介绍了用A旷T89S52单片机实碑现的基于GSM短信模革块的家庭防盗报警系统邻，以及AT89S52青单片机的功能特点、G绦SM短信模块工作原理刹、传感器工作原理。系茵统组成框图如下：第1颊章单片机概述AT硬89S52作为普通5筷1单片机已与广泛应用目于各种产品中，其接口猩简单，方便使用，且功幅
4、能强大，因此本系统采蝇用AT89S52单片嗡机作为主控制芯片。的艺主要性能l 与MCS-51单片机产品兼容l 8K字节在系统可编程Flash存储器l 1000次擦写周期l 全静态操作：0Hz33Hzl 三级加密程序存储器l 32个可编程I/O口线l 三个16位定时器/计数器l 八个中断源l 全双工UART串行通道l 低功耗空闲和掉电模式l 掉电后中断可唤醒l 看门狗定时器l 双数据指针l 掉电标识符的功能特性描碉述AT89S52螺是一种低功耗、高性能蓝CMOS8位微控制器探，具有8K在系统可编蔑程Flash存储器。习使用Atmel公司高龋密度非易失性存储器技替术制造，与工业80C剥51产品指令
5、和引脚完券全兼容。片上Flas诺h允许程序存储器在系把统可编程，亦适于常规姜编程器。在单芯片上，寥拥有灵巧的8位CPU浆和在系统可编程Fla蜡sh，使得AT89S洁52为众多嵌入式控制株应用系统提供高灵活、俄超有效的解决方案。A磊T89S52具有以下宵标准功能：8k字节F蔬lash，256字节遁RAM，32位I/O位口线，看门狗定时器，狡2个数据指针，三个1缺6位定时器/计数器，忱一个6向量2级中断结及构，全双工串行口，片窃内晶振及时钟电路。另郑外，AT89S52可趋降至0Hz静态逻辑操汪作，支持2种软件可选蔬择节电模式。空闲模式动下，CPU停止工作，吭允许RAM、定时器/本计数器、串口、中断
6、继泻续工作。掉电保护方式荐下，RAM内容被保存沽，振荡器被冻结，单片旨机一切工作停止，直到搂下一个中断或硬件复位孝为止。的管脚排列第2敲章GSM模块介绍绊由于HRHGSMMo脊dem内嵌高可靠性的丫GSM引擎（GSMC烧ellularEng振ine）和51单片机谣系统（MCS51），汉标准串行接口和精简的佯软件接口协议将用户从嗅繁杂的GSM通信标准右解析和调试中解脱出来衔，使用方便，而且公网拾的数据传输具有通信范愈围广（GSM网络基本援覆盖全国），传输稳定茵、可靠等特点。因此本粘设计选用HRHGSM套Modem来进行通信距。的主要功能a.收发右短信；b.借助短信实兽现远程小批量数据传输廓；c.
7、语音通话（GS淘M电话）；d.数传模篇式实现无线实时数据通徊信；e.无线上网（自铸动应答型）。的硬件接行口模块要求12V镍/500mA供电，与癸计算机或单片机通过串浙口通信，波特率960裙0bps，通过SIM危卡座来安装SIM卡。臆的软件协议a业A表示ASCII字芭符A，00或00H表炕示16进制数据00。战b帧结构：帧头歪（固定为0AAH）蚁指令码数据设置短信棘中心号以北京地区赦为例，短信中心号为：拄+861380010怨0500，应向GSM埃MODEM下发数据帧嘿：AA092B3驭8363133383项0303130303锯53030（16进制欲数据）如果设置成抵功，GSMMODEM迄应答
8、AA09“+86趴1380010050疫0”，如果设置不氧成功，GSMMODE静M应答AA09ER浴ROR短信中心芯号设置后，保存在SI旅M卡上，只需设置一次泪；也可以在手机上把短馁信中心号设置好后再装壕入GSMModem，哉以后就不用再设置。利显用GSMMODEM向善普通手机发短信以蔫向手机1366117虑4602发中文信息“死测试”为例：首先档计算或查表得到“测试阎”的UNICODE编闰码为：6D4B（测）狈8BD5（试）；向G唤SMMODEM下发数西据帧：AA023询1333636313味1373436303谚26D4B8BD5G琶SMMODEM可能返琵回于下信息：AA忻01ERROR短
9、帽信未从GSMMODE芒M送出，可能是未登陆札网络或SIM卡故障。剑AA01OK借短信已从GSMMOD墟EM送出，但未送达短争信中心，可能是信号质挺量差或天线连接不好。叶AA01SEN葱DOK短信已送达短攻信中心，并且短信中心蟹已经下发给接收方。懈AA01SUCC颐ESS1366117幼4602：03041肿1102312320踢3041110231小532接收方已经收绦到短信（注意仅当接收顺方手机已经设置短信自米动应答时才会返回；G缓SMMODEM已设置值成短信自动应答）。拣AA01FAIL冗URE1366117穿4602：03041敞1102312320研3041110331后532短信中
10、心未能拱将短信送达接收方或接楔收方已经收到短信，但冕其给短信中心的回应短唆信中心没有收到（注意您仅当接收方手机已经设母置短信自动应答时才会承返回）。一般情况屈下，由于短信不保证实涪时性，所以从发送到对缘方接收到短信可能有5阎-10秒的延时，使用伎中建议设置短信超时定鸥时器长度在20-30政秒左右。短信发送成功龋的返回信息：先返回A确A01SENDOK歪31；如果接收惦方手机设置了短信自动涟应答，则在对方收到后莹返回AA01S满UCCESS1366颜1174602：03峻0411102312率3203041110胯231532。短信已发送失败的几种可能返涟回信息：ERROR衣OKSE贼NDOK3
11、2后；A奈A01FAILUR旁E136611746挪02：03041腔1102312320傣3041110331誉532第3章键盘显匹示为了实现系统发孵生警情时能够向指定的茸号码发送短信息的功能钮，则必须有键盘和LE霸D显示，来对防盗报警场系统进行电话号码的预萍设，本设计选用HD7躺279作为键盘显示驱靛动，键盘显示芯片文该芯片支持64键盘和勺8位数码管动态显示，酬与传统的键盘显示芯片梭8279相比，外围芯帛片少，与CPU仅有4扣线串行通信，大大的节骄省了CPUI/O口的哩资源；HD727袁9内部含有译码器，可多直接接受BCD码或1惯6进制码，并同时具有拔两种译码方式。此外，柜还具有多种控制指
12、令，弱如左移、右移、闪烁、惶消隐、段寻址等；冀HD7279具有片选铸信号，可方便的实现多圆于8位的显示或多于6谰4键的键盘接口。的典轰型应用电路：第4章铁担电存储器铁电存储器的应特点为了实现对预乌设电话号码的存储和对蛛报警信息的记录，本系佯统采用了能够保证掉电盟数据不丢失的铁电存储鄂器，该类存储器相对于革传统的EEPROM有昼许多优点：1传粱统的EEPROM写入幽次数有限，一般为10阶万次，而铁电存储器有捶着近乎无限次擦写的特龟性；2传统的E障EPROM写入速度较胸慢，一般需要CPU延提时几个NOP的时间来译等待写入，而铁电存储群器有着和RAM相同的煤操作速度；3E谓EPROM需要较大的该能量
13、来完成一次擦写，真而铁电存储器在写入时械属于微功耗。本设沉计选用了FM24C1啥6来作为非易失性数据要存储器，其特点如下：域是一种串行非易失摘存储器，它的结构容量焦为512*8位，接口协方式为工业标准二线制毡造串行接口，与串行E挣EPROM的功能操作仪相似，与EEPROM划具有相同的引脚排列，就不同之处在于，FM2叙4C16A具有非常出翟色的写操作性能；新内部采用读恢复机制操瞅作。所以读写次数与每熟一次读写都有关系。F帜RAM结构是基于行与邑列阵列排布，行由A8彦-A2定义。每次访问叁都会使一行减少一次读假写寿命。铁电的擦写次洲数几乎可以说是无限次焉。即使每秒访问300腥0次，连续使用十年，伙
14、使用寿命仍未终止。二箔线制协议FM24展C16使用二线制协议件串行总线及其传输规约恢进行双向传输，这种方阉式占用脚位少，占用线境路板空间小，下图描述啦了FM24C16在微顿处理器系统中的典型配倦置：二线制协议即妇是总线上的所有操作都艘是由SDA和SCL两锗个脚位的状态来确定的敦，共有四个状态：开始舜，停止，数据以及应答外，下图描述了四个状态督的时序图。第5章实时龋时钟为了实现发生劲警情时，对发生警情的仪时间进行记录，且为了袁保证系统的可靠运行，痢要求系统进行自检并定哆时上报系统运行状态，冯因此需要系统具有实时懊时钟功能。本设计选用阎了DS12887实时予时钟芯片。功能与特点迅介绍DS1288漱
15、7采用CMOS技术制跃成，把时钟芯片所需的覆晶振和外部锂电池相关翌电路集于芯片内部。采柿用DS12887芯片擒设计的时钟电路勿需任剩何外围电路并具有良好倚的微机接口。DS12箱887芯片具有微轼耗屑、外围接口简单、精度片高、工作稳定可靠等优躁点，可广泛用于各种需而要较高精度的实时时钟皆场合中。其主要功能如绸下：1内含一个寨锂电池，断电情况运行氦十年以上不丢失数据。涵2计秒、分、时泄、天、星期、日、月、胖年，并有闰年补偿功能赛。3二进制数码阵或BCD码表示时间、愿日历和定闹。4向12小时或24小时制凡，12小时时钟模式带用有PWM和AM指导，愁有夏令时功能。5咬MOTOROLA5疑和INATAE
16、L总线调时序选择。6有很128个RAM单元与脆软件音响器，其中14镣个作为字节时钟和控制务寄存器，114字节为昭通用RAM，所有AR赁AM单元数据都具有掉寐电保护功能。7可编韵程方波信号输出。怔8中断信号输出(I锗RQ)和总线兼容，定噪闹中断、周期性中断、越时钟更新周期结束中断慰可分别由软件屏蔽，也迈可分别进行测试。时间徒、日历和定闹单元拷时间和日历信息通过读掷相应的内存字节来获取铀，时间、日历和定时闹衅钟通过写相应的内存字跃节设置或初始化，其字主节内容可以是十进制或秋BCD形式。时间可选晨择12小时制或24小焉时制，当选择12小时狮制时，小时字节高位为尤逻辑“1”代表PM。幽时间、日历和定闹
17、字节彦是双缓冲的，总是可访娜问的。每秒钟这10个副字节走时1秒，检查一泵次定闹条件，如在更新介时，读时间和日历可能物引起错误。三个字节的闸定闹字节有两种使用方伙法。第一种，当定闹时澄间写入相应时、分、秒氓定闹单元，在定时允许鹰、闹钟位置高电平的条蛛件下，定闹中断每天准陶时起动一次。第二种，政在三个定闹字节中插入剖一个或多个不关心码。肢不关心码是任意从C到哦FF的16进制数。当炸小时字节的不关心码位收置位时，定闹为小时发肇生一次由于相线小时和盔分钟定闹字节置不关心宫位时，每分钟定闹一次劲；当三个字节都置不关距心位时，每秒中断一次舶。引脚定义第六章后备虫电源为了防止窃贼镇在进入防区之前将系统粘的供
18、电交流电源切断，睛系统必须能够在交流电猴源被切断后继续正常运闭行一段时间，本系统采睡用12V/7AH的铅研酸蓄电池作为后备电源夫，这就给系统设计提出跋了一个继续解决的问题霓：就是蓄电池的充电电颇源管理问题。由于戚铅酸蓄电池在过充情况熏下电解液会发生气化现序象，导致蓄电池的寿命姻降低，蓄电池在充满电姜时，蓄电池的电压大概诛在左右，在欠压时电压以大概在左右，根据这个涵特点，本人发现此充放锰电特性符合滞回比较器静的传输特性，即将滞回普比较器的上限阈值设为阉，下限阈值设定为，当赂充满电后，使滞回比较吐器控制继电器将充电限绸流电阻切换到较大的限傀流电阻上；当放电到时扯，滞回比较器控制继电访器将限流电阻切
19、换到较策小的限流电阻上，并且抚保障系统正常工作电流薯要小于快充充电电路的碱电流，而大于慢充充电提电路的电流。这样就能捻保证滞回比较器始终工包作在的滞回带内，即酬保证蓄电池既不欠压又倚不过充。滞回比较器：痞有滞回特性，具有汀抗干扰能。从反相输入陨端输入的滞回比较器电咳路如下图所示，电路中吱引入了正反馈。滞回比慨较器工作原理：从虎集成运放输出端的限幅食电路可以看出，uo=宴Uz。集成运放反相轧输入端电位，同相输，卞入端电位根据“虚嘱短”,求出的就是阈值舟电压，因此得出当预，因而uo=+Uz，晕所以当，因而uo=-迅Uz，所以，。可硬见，uo从+Uz跃变辆为-Uz和uo从-U止z跃变为+Uz的阈值嫉
20、电压是不同的，电压传遗输特性如下图所示。注萝：具体电路参照系统设裳计图纸电源部分。第7辕章遥控器为了实现稽用户在进入防区前或离酒开防区后能对系统的布鲸、撤防状态进行改变，按本设计选用了315M甚调幅遥控器，该遥控器港具有以下优点：1工斟作在业余频段，不用花酮钱购买频点；2指有效距离远，一般可达咎2001000米；致3有丰富的地址腕码供用户选择，由于遥询控器和遥控器接收板上恃应用的PT2262/邀PT2272编解码芯礁片对都提供8位三态的宣编解码状态，也就是说胶有3的8次方地址码可早供用户选择，足以满足柴小区内所有用户的防盗惭报警布、撤防应用。发氟射、接收电路无解码电燥路图分别如下：第8章桑传感
21、器要实现防盗嫁、防火、防燃气泄漏，佑相应的传感器是必不可蛊少的，而无论是哪种传需感器，其最终输出的都弃是开关量。红外传感器纸对于防盗传感器，厄本系统采用主动式红外缉对射传感器，它相对于陕传统的被动式热释红外版传感器有以下优点：蔗1.主动式对射红外周传感器安装于门窗及一嚼切需要设防的位置，采爱用多光束综合判断，当涎有一定体积的障碍物遮驳挡时，才被触发，极大堆的降低了传感器的误报暖；2.由于其安装葵在门窗等位置，使夜间债主人的正常活动不受限坤制，这给用户提供了极忻大的夜间布防的可能。包烟雾传感器本设计梨选用离子式烟雾传感器怠，离子式烟雾传感器是锄一种技术先进，工作稳阳定可靠的传感器，被广磨泛运用到
22、各种消防报警疡系统中，性能远优于气仙敏电阻类的火灾报警器芭。气体泄漏传感器吾本设计选用电化学型气馁体传感器，电化学型气技体传感器可分为原电池矫式、可控电位电解式、谈电量式和离子电极式四句种类型。原电池式气体氓传感器通过检测电流来测检测气体的体积分数，询市售的检测缺氧的仪器屠几乎都配有这种传感器尼，近年来，又开发了检艳测酸性气体和毒性气体纤的原电池式传感器。可财控电位电解式传感器是间通过测量电解时流过的州电流来检测气体的体积辕分数，和原电池式不同蹬的是，需要由外界施加宾特定电压，除了能检测或CO，NO，N02，稚02，S02等气体外磺，还能检测血液中的氧娇体积分数。电量式气体铃传感器是通过被测气
23、体周与电解质反应产生的电澡流来检测气体的体积分交数。离子电极式气体传挺感器出现得较早，通过视测量离子极化电流来检侣测气体的体积分数已电惊化学式气体传感器主要蔗的优点是检测气体的灵攒敏度高、选择性好。第窝9章家庭防盗报警系统爹的软件设计主程序流程态图（图1）外部中断0夷中断服务子程序流程图懊（图2）图2结论咯本次设计切实考虑了家叛庭防盗的需求，针对家岩庭防盗的主要方面而设褪计的一款新型家庭防盗咸报警系统。设计过程中卖充分考虑了各种可能出甲现意外情况，根据具体铸情况设计了相应的功能嘱。如预设、校时、查询藏等。操作简单、方便。兢此系统借助最可靠、最沂成熟的GSM移动网络夸，大大减少了误报现象挡，可靠性强。本设计软粗、硬件调试已经通过，皮性能良好。参考文献绣1张毅刚等.MCS蠕51单片机应用设计喷.哈尔滨工业大学出版季社，19902涂按时亮等.单片机软件设辰计艺术.重庆：科学文驴献出版社重庆分社，1让9873周航慈.凶单片应用程序设计技术秒.北京航空航天大学出绢版社，19904他李华主编.MCS5虽1单片机实用接口技术币.北京航空航天大学出记版社，19936捻何立民.单片机应用技堪术选编.北京航空航天瓷大学出版社，1996札