随着经济飞速发展和人民物质生活水平的不断提高,人们越来越重视自身及家人的生命财产安全,安全已成为一种市场需求;同时经济的飞速发展伴随着城市流动人口的急剧增加,入户盗窃、抢劫的事件屡见不鲜,原始的防盗门、防盗窗已经不能很好地满足安全的需要,这些都给家庭安全防控增加了新的难题和提出了新的课题。 1 系统体系结构 本系统将单片机控制技术和GSM 移动通信技术融为一体,利用
随着经济飞速发展和人民物质生活水平的不断提高,人们越来越重视自身及家人的生命财产安全,安全已成为一种市场需求;同时经济的飞速发展伴随着城市流动人口的急剧增加,入户盗窃、抢劫的事件屡见不鲜,原始的防盗门、防盗窗已经不能很好地满足安全的需要,这些都给家庭安全防控增加了新的难题和提出了新的课题。
1
系统体系结构
本系统将单片机控制技术和GSM
移动通信技术融为一体,利用GSM
网络的点对点短消息、语音业务。通过控制系统实时监听监控范围内的环境信息,如有外人侵入,便第一时间向用户手机发送短信报警,从而可以使用户及时报警,将损失降到最低。本系统包括单片机控制模块、传感器模块、GSM
模块、液晶键盘模块、电源模块。本系统选用STC89C52
单片机作为主控制器,红外传感器感应有人非法入侵时,MCU
会发送指令控制报警模块发出警报,并借助最可靠、最成熟的GSM
移动网络,以最直观的短信息形式,直接把报警信息反映到用户的手机上。系统结构框图如图1
所示。
图1
系统结构框图
2
硬件电路设计
2.1
单片机控制模块
。选用STC89C52
单片机作为控制模块,一方面处理从数据采集模块接收到的数据,一方面控制GSM
模块发送报警短信。系统工作时数据采集模块不断得到新的数据,并将数据实时传送给单片机,单片机通过得到的数据来判断家居环境是否正常,如有异常,便第一时间将报警短信发送特定报警信息给预先设定好的手机号码,通知户主做出相应措施,实现家居远程安防。
2.2 GSM
模块。GSM
模块具有基于GSM
网络进行通信的所有基本功能,如发送SMS
短信、语音通话、GPRS
数据传输等。简单来讲,GSM
模块加上键盘、显示屏和电池,就是一部手机。GSM
模块选用华为公司的GTM900-C
模块,该模块有40
个引脚,这40
个引脚可以划分为5
类,即电源、数据输入/
输出、SIM
卡、音频接口和控制接口。可外接1.8V
或3.0V
的SIM
卡,电源范围为直流3.4V
~4.7V
,通过串口接入电路与STC89C52
单片机控制模块相连,使用AT
命令集,主要实现无线发送和接收、基带处理、音频处理等功能。本系统采用单片机控制GSM
模块给手机发送短信,实现远距离报警的功能。GSM
模块的工作状态主要是由单片机通过串口将AT
指令发送到GSM
模块上。串口电路由芯片MAX232
进行TTL
电平和RS232
电平的转换,实现串口电压与单片机电压的转换,确保双方可以互相通信。单片机的RXD
引脚连接MAX232
的R1OUT
引脚,单片机的TXD
引脚连接MAX232
的T1IN
引脚。MAX232
的T1OUT
引脚连接DB9
的2
引脚,MAX232
的R1IN
引脚连接到DB9
的3
引脚。GSM
模块接口电路如图2
所示。
图
2
GSM
模块接口电路图
2.3
传感器模块。
传感器模块选用E18-D80NK
红外避障传感器。E18-D80NK
是一种集发射与接收于一体的光电传感器。发射光经过调制后发出,接收头对反射光进行解调输出,这样有效的避免了可见光的干扰。传感器使用了透镜,可使得传感器最远可以探测到80
厘米距离的物体,不过不同颜色的物体能探测的最大距离也不同,这取决于红外光的特性。其中探测到的距离白色物体最远,而黑色物体最近。通过尾部的电位器可以调节传感器探测物体的距离。本设计采用该传感器探测是否有人非法闯入,再将采集到的异常数据送入单片机。
2.4
液晶、键盘模块。
液晶模块选用LCD1602
字符型液晶,电路中可调电阻R1
调节液晶偏压,RS
、RW
和EN
分别接到单片机的P2.0
、P2.1
、P2.2
引脚,通过单片机按相应时序编程控制液晶显示。Data0~Data7
为液晶数据位,接到单片机P1
口引脚。键盘模块使用矩阵键盘,矩阵模块电路由16
个轻触开关组成。连接单片机的P0
口引脚。液晶和键盘模块主要用于报警系统的信息显示和参数设定。
2.5
电源模块。
电源模块的任务是给其他模块供电,各模块需要的均为直流电压。由于单片机控制模块、传感器模块、液晶模块需要的电压为5V
,GSM
模块需要的电压为4.2V
,所以为了测试方便,选择分开供电。本系统为了调试方便,5V
电压选用USB
供电,而4.2V
电压由GSM
模块自带的电源供电。
3
系统软件设计
3.1
系统软件总体设计。
本系统主要实现的功能:接通电源,首先进入欢迎界面,按下设定好的设置矩阵键盘键位“B
”,进入需要发送短信的电话号码的设置界面。通过0-9
键位设置电话号码,如电话号码输入错误可按下设定好的清除键位“F
”清除继续设置,如已设置正确的电话号码则按下设定好的退出键位“E
”退出设置界面回到欢迎界面,GSM
模块开始工作,此时系统所有模块正常工作。当有人非法入侵时将会触发红外传感器,红外传感器向单片机传递信号,MCU
会发送指令控制报警电路发出警报,并将报警信号通过AT
指令控制GSM
模块以短信息的方式发送给住户手机上,以便住户早知道,进行处理。主程序流程图如图3
所示。
3.2 GSM
发送短信的软件设计
图3
主程序流程图
图4
发送短消息流程图
GSM
模块支持标准的AT
命令及增强AT
命令,我们可以使用AT
指令来设置GSM
让其能实现发送短信的功能,先用双公头串口线将GSM
连接到电脑的串口,打开串口调试助手就可以开始设置了。设置流程如图4
所示。
4
结束语
这种防盗报警系统具有体积小、易于隐蔽,直接利用GSM
网络的覆盖功能和定位功能,成本底,无噪音,信号不易被屏蔽,工作安全可靠,可在全国范围内实现监控等优点,而克服了无法在远距离控制的缺点。性能优于传统的防盗系统,为人们的家居安全提供了保障。