gsm模块的家庭防盗报警系统的设计与实现
一、引言 5
二、设计方案与硬件介绍 5
(一)单片机STC89C51RC 5
(二)热释电红外传感器 6
(三)GSM模块 6
三、硬件部分 6
(一)单片机控制电路 6
(二)人体感应电路 7
(三)GSM模块电路 8
(四)LED指示电路 9
(五)声光报警电路 9
(六)按键模块电路 10
(七)电源模块电路 10
(八)总电路图 11
四、软件部分 11
(一)主流程 11
(二)中断子流程 12
五、调试及实物 13
(一)端口及按键说明 13
(二)调 试 14
1、布防状态 14
2、报警状态 14
3、紧急报警状态 15
4、撤防 16
(三)元器件清单 17
六、总结 18
参考文献 20
致 谢 21
附录 22
一、引言
当今市场上有款式繁多的家庭警报器,但由于某些功能的缺失以及细节的不完善,往往不能够达到广大用户的要求,与此同时,手机也正在成为大众消费并且使用的主流,本设计的意图致力于将GSM远程监控以及家庭报警器相结合,较大程度地保护使用者的家庭财产。本文给出了一个建立在GSM技术的家庭安全防盗报警系统,并利用单片机STC89C51,热释电红外传感技术和无线移动通信技术等实现。
本文针对于GSM模块,单片机系统,以及 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
红外传感器技术都进行了较为深入的探究和了解,并且用了较为简便的结构来设计制作,基本实现报警器稳定的安全报警的功能,满足了用户的需求,因而具有良好的市场应用前景。
二、设计方案与硬件介绍
市面上虽然多种家庭报警器有售,且功能款式不一,但是大多数的家庭安全报警器都具有局限性——一旦与它们连接的电话线被入侵者剪掉,报警信息便无法发送。为了避免这种情况,增强报警隐蔽和可靠性,本设计采用了GSM模块。即便电话线被剪断,也依然能够稳定地向用户发送报警信息。此设计稳定可靠,有比较好的市场前景。系统设计方案如图2-1所示:
图2-1 系统设计方案
(一)单片机STC89C51RC
宏晶科技生产的STC89C51RC单片机具有:(1)无法解密 (2)功耗低,价格低廉(3)高速,可靠性高 (4)对静电和干扰的抵抗力超强 等优点,能够兼容8051内核,是高速且功耗低的新一代8051系列单片机。
STC89C51RC采用增强型的的8051中央处理器,共有三个16位的定时(计数)器,片上集成了512字节和1280字节的内存,拥有通用异步串行口和I/0口的特点,集及看门狗和EEPROM功能。外部中断两路:下降沿中断和低电平触发中断,处于掉电模式时可以用外部中断低电平的触发中断方式唤醒。
(二)热释电红外传感器
人体辐射出的红外线中心波长在9到10微米,而热释电红外传感器探测元件的波长灵敏度在0.2到20微米的范围内非常稳定,近乎不变。传感器的上方装着滤光器,只有7到10微米波长的光能够通过这个滤光器的镜片,能准确捕捉到人体辐射的红外线,其他波长的红外线便直接吸收掉。因而热释红外传感器便可只针对人进行探测,加强了报警器的准确度和灵敏度。
热释电红外传感器还能够抵抗多种如小动物、电磁、灯光的干扰,是以探测的准确度较高,物美价廉。
同时通过GSM网络和短信息平台向用户发送信息的方式强化了警报器的隐秘性,可以及时捕捉到被盗信息,加强了安全性。
本问采用的热释电红外传感器的型号是HC-SR501,是以红外线技术为支撑的自控模块,选用探头设计,灵敏度高,可靠性强,可在低压下工作,延时可调(顺时针延时,逆时针减短)和距离(顺时针高,逆时针低),方便实用。
(三)GSM模块
当今社会的发展使得人们对通信有了更高的要求,想要随时随地都能实现与任何人的通信交流的需求变得更加强烈。而原有的通信手段渐渐退出潮流。人们开始发展新的通信手段,譬如我们现在的移动通信,就是为了满足这种需求而衍生出来的。移动通信实现了人们在移动中也可以进行的、稳定而又方便的交流。当两人通信时,至少有一方是处于移动中,这种方式,就可以叫做移动通信。
GSM系统的特点如下:
集及高效调制器、信道编码、交织、均衡等技术为一体,频谱效率佳;
组网结构灵便,较高的重复利用频率,容量加大;
开放话音业务、承载业务;
因为提供了开放性的接口,可以和多种公用的通信网络互相连通,并且能够和别的生产厂家提供的GSM系统互联;
基于鉴权、加密与TMSI,可保证安全;
插入SIM后就能够自动漫游,所有的移动GSM用户都能够在与别国无关的情况下进入GSM
本文所使用的GSM模块,是思科推出的SIM900A芯片。紧凑型,可靠性高,处理器的功能强大,成本低。移动和联通的卡它都能够完美支持。
三、硬件部分
(一)单片机控制电路
整个设计的关键在于全局的控制系统。这个由单片机、晶振电路、复位电路所组合成的最小系统可以负责各个单元的初始化、运行的相互协调、调度。在这整个控制系统中,由晶振发射时钟信号,在时钟电路中电容的补偿下,晶振起振效果更佳。频率更稳定。与之组合的还有一个复原键,用按键复位和“看门狗”电路作为整个系统的复位。
电路图如图3-1所示:
图3-1 单片机最小系统电路图
(二)人体感应电路
人体感应电路由热释电传感器、电阻和一个三极管组成,在整个报警器里面起警情收集的作用,来自于传感器捕捉的信号经过三极管组成的放大电路放大后,向主电路传送,增强了警情捕捉的精确度和灵敏度。
电路图如图3-2所示:
图3-2 人体感应电路
(三)GSM模块电路
电源向GSM模块输入的电流经过二极管,额定电压为5伏,ID1=1A,电容和GSM均接地。电路图如图3-3:
图3-3 GSM模块电路
接口1为电源,且U1=3.5V—4.8V;接口2是休眠引脚,接口3 为数据发送引脚;接口3为数据接收引脚;接口5为耳机;接口6是麦克风;接口7为复位引脚,接口8接地。
将SIM card插入GSM模块,通过数据引脚收发数据,当接收到报警信息时,便发送信息。
GSM模块总电路如图3-4所示:
1
电解电容
排针
4
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