基于单片机的家庭防盗报警系统设计和实现计算机专业.docx

摘 要 随着社会的发展，人们生活水平的不断提高和家居用品的高档化，家庭安全隐患也随之增加，所以人们便进一步提高了对家庭的保护意识。因此，这就不得不促使安全防盗报警系统的普及与推广。 然而传统的防盗措施难以实现人们的需求，所以本设计根据要求设计了一款基于GSM网络的家庭防盗系统。设计以STC89C52单片机为核心，采用红外传感器作为前端探测器，通过GSM移动网络，将报警信息直接发送给用户，使用户能够及时作出相应的措施减少甚至防止受到损失。 随着无线通讯网络在世界范围内的发展，本设计采用的GSM模块充分体现了它的存在价值，比只采用声光报警系统更具有实用性和智能化，拥有较好的应用前景。本文详细介绍了防盗报警器的设计过程，对主要硬件电路和软件功能的实现做了深入的研究分析。本设计所实现的安防功能具有性价比高、隐蔽性强、能耗低、灵敏度高、抗干扰能力强等优点。 关 键 词 :防盗报警；智能家居；GSM网络；短信息 ABSTRACT With the development of society, people's living standards continue to improve and the high-end home appliances, family security risks also increase, so people will further enhance the awareness of the protection of the family. Therefore, this will have to promote the popularization and promotion of security alarm system. However, the traditional security measures are difficult to achieve the needs of people, so the design according to the requirements of the design of a network based on the GSM home security system. Design with STC89C52 microcontroller as the core, using infrared sensor as the detector front-end, through the GSM mobile network alarm information is sent directly to the user, the user can timely make corresponding measures to reduce or even prevent damage. With the development of wireless communication networks in the world, this design uses the GSM module fully embodies the its existence value, the sound and light alarm system is more practical and intelligent, has good application prospects. This paper introduces the design process of anti-theft alarm, the main hardware circuit and software functions to do a deep research and analysis. The security function of this design has the advantages of high cost performance, strong concealment, low energy consumption, high sensitivity, strong anti-interference ability and so on. Key words: Burglar alarm; smart home; GSM network; short message 目录 第一章绪论 8 1.1引言 8 1.2选题背景与意义 10 1.3研究现状 11 1.4本文结构 12 第二章 系统总体方案设计 13 2.1基于GSM家庭防盗报警系统设计方案 13 2.1.1.设计要求 13 2.1.2 系统功能描述 13 2.1.3 系统方案的对比与选择 14 2.2系统总体框图 15 2.2.1 系统各部分组成 16 2.3 本章小结 16 第三章 基于STC89C52单片机系统硬件电路设计 17 3.1系统硬件组成 17 3.2各部分器件的选型 17 3.2.1蜂鸣器方案选择 17 3.2.2传感器的选择 18 3.2.3GSM模块的选择 18 3.3各模块电路的设计 19 3.3.1 STC89C52单片机最小系统 19 3.3.2 GSM无线通讯模块 21 3.3.3电源电路模块 22 3.3.4按键控制电路 22 3.3.5声光报警电路 23 3.3.6 热释电红外传感器 24 3.3.7程序下载口 27 3.5本章小结 29 第四章 基于单片机系统软件设计 30 4.1 系统软件流程图 30 4.2 各模块软件设计 31 4.2.1信号采集程序流程图 32 4.2.2报警电路子程序 33 4.2.3中断程序流程图 34 4.2.4发短消息子程序 35 4.3本章小结 36 第五章 系统调试与分析 37 5.1 调试过程 37 5.1.1 硬件调试 37 5.1.2软件测试 38 5.1.３调试过程中遇到的问题及解决方法 39 5.2 调试结果 39 5.2.1 系统运行效果图 39 5.2.2调试结果与分析 39 5.3 本章小结 39 第六章总结 39 6.1主要工作及结论 39 6.2存在的问题 40 6.3感想与收获 41 参考文献 43 附录1：原理图与PCB图 43 附录2：原程序代码 43 第一章绪论 1.1引言 GSM移动通讯模块上面各个模块，如芯片，存储器等在一块线路板上，有独立的操基带处理、提供标准接口、GSM射频处理等功能。所以，GSM移动通讯模块具有基于GSM网络进行通信的所有基本功能，最重要的还有独立的操作系统，例如：可以发送短信、语音通话、GPRS数据传输等。就上述而言，如果GSM模块加上了键盘、显示屏和电池的话，其功能就相当于一部手机的功能。 目前，不仅在工业领域中广泛地应用GSM模块，而且在其他许多行业中都能看到GSM模块应用的产品。比如说：在车辆上装有监控系统，想要将车辆行驶的GPS数据传输到车辆管理中心，就可以利用GSM模块来实现；在居民用电用水检测系统中，通过使用GSM模块，就可以实现远程智能抄表，可以实时地将用户的用电和用水量反馈到户主那里；在测绘领域，可以在测绘点尤其是在很偏僻或者环境恶劣的测绘点安装GSM模块实，这样便可以实现实时监控测绘点数据，因而不需要人工来收集数据；在家居安全防范中，可以安装基于GSM模块的远程无线报警系统，一旦家中发生了火灾、煤气泄漏或者盗贼闯入等情况，可以通过无线网络立即通知户主和报警。其作用不止如此，在其他一些国家，为行为能力偏弱的老人和小孩佩戴带个人跟踪器，这样可以在一定程度上防止老人和小孩走失或者以外的发生，也在防止儿童被拐卖上起到一定作用，这些追踪器中也是包含了GSM模块。可以说，随着无线通讯网络建设的完善，GSM模块的应用领域将会越来越广。 由此可见，GSM系统是基于无线移动通讯体制中比较成熟、完善、应用最为广泛的一种系统。目前，我国人们所用的移动通信网的主要形式就是GSM系统，并且在全国基本上已经覆盖了GSM数字蜂窝移动通信网。这个庞大的通讯网可以提供语音通话、收发信息、数据传输等多种业务和功能。基于GSM通讯功能可以做成各种检测、监控数据信号和控制命令的数据通讯系统，这个数据通讯系统在远程监控、个人通讯终端、定位导航等领域发挥了极其重要的作用。因为无线通讯网络在全球范围内实现了联网和漫游，建立公众GSM网络也就不需再建设专用的通讯网络，所以这有力地推动了实时传输数据功能的短信息应用在全球的迅速发展和人们的青睐。 伴随着信息技术飞速发展，科技技术也在日新月异的进步，人们对安全防范的要求也越来越高，这就不得不促使着安全防范系数需要进一步地提升。当今社会再也不能仅仅依靠以前的简单的、局部的报警器了，而是要向智能、集成的安全防范系统方向看齐。目前，市场上的报警器形形色色，种类很多，像以太网、集群系统还有固话拨号等等，虽然它们都能达到防盗报警的功能，但是其所暴露的缺点也很明显，因此人们也逐渐不能接受这些报警器所带来的不利和缺陷。它们各自的缺点如下： （1）固话拨号，电话线易被切断或故意占线。这样一来，报警系统或是失去信号或是被占用网络都会使其不能够发挥报警通讯的作用，这样就使固定电话拨号在关键时刻失灵。 （2）与固定电话拨号所呈现的缺点类似，而且以太网造价高，不易在公众中普及推广。 （3）集群系统的缺点更加明显，首先其功耗很大，浪费能源；其次，刚开始建设成本很高，在以后的一长段时间内都要对其经常维护，而且维护费用不菲，而且频点要自费。。 通过上面几种报警方式的描述与对比，不难发现各自的优点和缺点，为了更廉价，更优质、也更方便的实现家庭防盗报警。本次设计的基于GSM的家庭防盗报警系统不像固定电话拨号或者以太网那样依赖电缆线来执行报警，也不用集群系统那样繁冗而庞大的系统，而是依靠GSM网络，直接在事主手机上就能收到报警信息，这种方式对比而言，更直观，更有效。本次设计不仅没有上述出现的各种问题和弊端，还可以达到实时监控的功能，这对于防盗报警的功能来说是一大进步，对用户来说也是非常实用的。它采用红热释传感器进行检测，取代了传统防盗网防盗窗，将有形化为无形，这样不至于在火灾、地震等灾难时阻挡了生命的绿色通道。该系统的功能还不仅如此，此设计还可以作为火灾、烟雾等报警器的母版，只要配备相应的传感器和相应的系统程序就可以了，这样就进一步提升了该系统的实用性和功能的强大性。 1.2选题背景与意义 随着经济的不断发展，人们生活水平的不断提升，特别是物质水平的不断提高，人们家中的高档电子产品及有价值的物品越来越多，因此人们越来越注重自身的安全和财产安全，为了保护自身和家庭财产，人们会通过各种办法尤其是购买报警产品来挺高家庭的安全系数，所以家庭安全的防范已然成为一种市场需求；同时伴随着城市人口流动的急剧增加，也提高了家庭安全防范的难度。然而，目前仍有很多人依赖于传统的机械式安全防范系统，比如安装防盗网，防盗窗等等。纵然这些传统安防措施能够起到一定的安防作用，但是随之而产生的各种弊端也相应而生，给他人、环境和公共安全等带来了诸多困扰。例如：安装价格挺高，影响城市环境尤其是给高层建筑安装防盗窗更显凌乱不堪，发生火灾地震的时候不易逃生、而且与之临近的楼层如果没有安装这些防盗措施的话会更容易招致盗窃的可能等。因此，传统的安防系统因为拥有上述逐项弊端，已经越来越不适应时代的发展需求。在这种情况下更需要新一代的安防系统，随着科学技术的迅猛发展和越来越广泛的应用，家居智能化也正走向每一个家庭，科学技术推动者家庭安全防范系统一步步向着从本地向远程监控发展，从周边防范向内部防控靠拢，在人们对美好生活的追求中，家庭防盗报警系统迅速崛起。然而以闭路电视为首的高端防盗系统虽然能够非常有