【正文】 ..................... 43 短消息發(fā)送調(diào)試 ......................................... 43 第六章 結(jié)論與展望 ............................................. 47 致謝 .............................................................. 49 參考文獻(xiàn) ......................................................... 50 附錄 A: 遠(yuǎn)程紅外報警 系統(tǒng) 整體電路圖 ................................ 51 附錄 B: 軟件程序清單 ???????????????????? 52 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 第一章 緒論 隨著社會的進(jìn)步和科學(xué)的發(fā)展， 人們的工作、生活和通訊、信息的關(guān)系日益緊密。信息化社會在改變?nèi)藗兩罘绞脚c工作習(xí)慣的同時，也對 傳統(tǒng)的住宅提出了挑戰(zhàn)，社會、技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步更使人們的觀念隨之巨變。人們對 家居 的要求早已不只是物理空間，更為關(guān)注的是一個安全、方便、舒適的居家環(huán)境。家居智能化技術(shù)起源于美國 ，它 是以家為平臺 進(jìn)行設(shè)計的。 智能家居控制系統(tǒng)是以 HFC、以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線、公共電話網(wǎng)、無線網(wǎng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)為物理平臺，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為技術(shù)平臺，現(xiàn)場總線為應(yīng)用操作平臺，構(gòu)成一個完整的集家庭通信、家庭設(shè)備自動控制、家 庭安全防范等功能的控制系統(tǒng)。 智能家居控制系統(tǒng)的總體目標(biāo)是通過采用計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)和集成技術(shù)建立一個由家庭到小區(qū)乃至整個城市的綜合信息服務(wù)和管理系統(tǒng)，以此來提高住宅高新技術(shù)的含量和居民居住環(huán)境水平 。 大型的 智能家居控制系統(tǒng)通常由系統(tǒng)服務(wù)器、家庭控制器 (各種模塊 )、各種路由器、電纜調(diào)制解調(diào)器頭端設(shè)備 CMTS、交換機(jī)、通訊器、控制器、無線收發(fā)器、各種探測器、各種傳感器、各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)、打印機(jī)等主要部分組成。 這里由于時間問題，就不做復(fù)雜的家居控制系統(tǒng)設(shè)計，對其中一項遠(yuǎn)程紅外報警系統(tǒng)做主要設(shè)計。目前， 我們已基本上擺脫了“手持武器、瞪大眼睛”的人力機(jī)械防守手段，科技強兵、靠現(xiàn)代技術(shù)武裝自己，提高安全防范的可靠性和效率，其中防盜報警系統(tǒng)是安防系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的手段之一。其獨特的功能是其它安防手段所無法比擬的。 報警系統(tǒng)的構(gòu)成 報警系統(tǒng)是用物理方法或電子技術(shù)，自動探測發(fā)生在布防監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的侵入行為，產(chǎn)生報警信號，并提示值班人員發(fā)生報警的區(qū)域部位，顯示可能采取對策的系統(tǒng)。防盜報警系統(tǒng)是預(yù)防搶劫、盜竊等意外事件的重要設(shè)施。一旦發(fā)生突發(fā)事件，就能通過聲光報警信號在安?？刂浦行臏?zhǔn)確顯示出事地點，使于迅速采取應(yīng) 急措施。防盜報警系統(tǒng)與出入口控制系統(tǒng)、閉路電視 監(jiān)控 系統(tǒng)、訪客對講系統(tǒng)和電子巡更系統(tǒng)等一起構(gòu)成了安全防范系統(tǒng)。 報警系統(tǒng)通常由探測器（又稱防盜報警器）、傳輸通道和報警控制器三部分構(gòu)成。 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 報警探測器是由 傳感器 和信號處理組成的，用來探測入侵者入侵行為的，由電子和機(jī)械部件組成的裝置，是防盜報警系統(tǒng)的關(guān)鍵，而傳感器又是報警探測器的核心元件。采用不同原理的傳感器件，可以構(gòu)成不同種類、不同用途、達(dá)到不同探測目的的報警探測裝置。 報警探測器按工作原理主要可分為紅外報警探測器、微波報警探測器、被動式紅外 /微波報警探測器、 玻璃 破碎報警探測器、振動報警探測器、 超聲波 報警探測器、激光報警探測器、磁控開關(guān)報警探測器、開關(guān)報警探測器、視頻運動檢測報警器、聲音探測器等許多種類。 報警探測器按工作方式可分為主動式報警探測器和被動式報警探測器。 報警探測器按探測范圍的不同又可分為點控報警探測器、線控報警探測器、面控報警探測器和空間防范報警探測器。 除了以上區(qū)分以外，還有其他方式的劃 分。在實際應(yīng)用中，根據(jù)使用情況不同，合理選擇不同防范類型的報警探測器，才能滿足不同的安全防范要求。 報警探測器作為傳感探測裝置，用來探測入侵者的入侵行為及各種異常情況。在各種各樣的智能 建筑 和普通建筑物中需要安全防范的場所很多。這些場所根據(jù)實際情況也有各種各樣的安全防范目的和要求。因此，就需要各種各樣的報警探測器，以滿足不同的安全防范要求。 根據(jù) 實際現(xiàn)場環(huán)境和用戶的安全防范要求，合理的選擇和安裝各種報警探測器，才能較好的達(dá)到安全防范的目的。當(dāng)選擇和安裝報警探測器不合適時，有可能出現(xiàn)安全防范的漏洞，達(dá)不到安全防范的嚴(yán)密性，給入侵者造成可乘之機(jī)，從而給安全防范工作帶來不應(yīng)有的損失。 報警探測器要求具有防拆動、防破壞功能。當(dāng)報警探測器受到破壞、人為將其傳輸線短路或斷路，以及非法試圖打開其 防護(hù) 罩時，均應(yīng)能產(chǎn)生 報警信號輸出；另外報警探測器還應(yīng)具有一定的抗干擾措施，以防止各種誤報現(xiàn)象的發(fā)生，例如：防寵物和小動物騷擾、抗因環(huán)境條件變化而產(chǎn)生的誤報干擾等。 報警探測器的靈敏度和可靠性是相互影響的。合理選擇報警探測器的探測靈敏度和采用不同的抗外界干擾的措施，可以提高報警探測器性能。采用不同的抗干擾措施，決定了報警探測器在不同環(huán)境下的使用性能。了解各種報警探測器的性能和特點，根據(jù)不同使用環(huán)境，合理配置不同的報警探測器是防盜報警系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié) [1]。 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 報警系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 隨著微電子技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速 發(fā)展，人們對于生活、工作環(huán)境的安全、方便、舒適提出了越來越高的要求，因此智能化住宅就隨之出現(xiàn)，也隨著改革開放的深入和市場經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展、提高，城市外來流動人口大量增加，帶來許多不安定因素，刑事案件特別是入室盜竊、搶劫居高不下，因此智能安全防范系統(tǒng)是智能化小區(qū)建設(shè)中不可缺少的一項，而以往的做法是安裝防盜門、防盜網(wǎng)，但普遍存在有礙美觀，不符合防火要求，而且不能有效地防止犯罪分子對住宅的入侵，故利用高科技的電子防盜報警系統(tǒng)也就應(yīng)運而生。目前我國大多數(shù)家庭都是雙職工，當(dāng)發(fā)生警情時，不能有效地處理，因此，必須設(shè)立小區(qū) 報警中心，在發(fā)生警情時，除了現(xiàn)場報警外，同時還向小區(qū)的保安中心進(jìn)行電腦聯(lián)網(wǎng)報警，以便警情得到迅速處理。 數(shù)字化、無線化、集成化是防盜報警系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢 : 更穩(wěn)定／可靠：如探測器需可抗 RFI/EMI、 防雷 電等，以適應(yīng)惡劣氣候； 更多樣的功能：如探測器可調(diào)頻、防遮擋、防噴蓋、防破壞等； 更精美、小巧的外觀：以符合品味日益提高的室內(nèi)裝潢需求； 更智能化的設(shè)計：方便地設(shè)／撤防，人性化的操作界面； 更強大的聯(lián)網(wǎng)功能 。 更方便的擴(kuò)展性。 上述發(fā)展趨勢，事實上都建立在數(shù)字化、無線化、集成化的三大核心技術(shù)基礎(chǔ)上。 GSM網(wǎng)絡(luò)防盜系統(tǒng)是利用 GSM全球移動網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行 24小時即時無限距離監(jiān)控，并能在發(fā)生警情的幾秒鐘內(nèi)撥通車主手機(jī)或電話進(jìn)行語音或者短信息報告，車主可立即通過來電進(jìn)行監(jiān)聽、喊話、鎖定車輛，系統(tǒng)將自動切斷油路、電路，使車子無法啟動，具有真正意義的“防”盜功能，防盜于未然，從根本上杜絕了盜車的可能；遭遇搶劫過后，則可憑電話鎖定車輛，通過 GSM 網(wǎng)絡(luò)定位尋回失車。 GSM的移動數(shù)碼通信技術(shù)及全球移動通信的普及應(yīng)用，使用任何的移動、固定電話通信對車輛進(jìn)行管理和監(jiān)護(hù) ,也可無鑰匙對車輛進(jìn)行操作啟動和駕駛，實現(xiàn)不限時間、地點的全球遠(yuǎn)程遙控與監(jiān)控，使人、車相處“形影不離”。人性化的產(chǎn)品及人性化的功能，以語音或短信息作為產(chǎn)品功能設(shè)置、操作、使用、通信的平臺，實時、清晰、明了的傳送遙控與報警信息，完全拋開人車分離時的擔(dān)憂。摒棄傳統(tǒng)產(chǎn)品的被動報警、距離隔閡、遠(yuǎn)程無知與失控的弊端，將愛車隨時處于自己的掌控之中，是最新汽車高科技配套產(chǎn)品。 GSM網(wǎng)絡(luò)防盜系統(tǒng)有效的克服了 GPS防南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 盜系統(tǒng)的成本高、網(wǎng)絡(luò)覆蓋不全、防盜性能低、報警不直接等缺陷，而且無需支付服務(wù)費，已迅速成為新的主流防盜系統(tǒng)。 本課題研究思路和擬完成的任務(wù) 本設(shè)計將微控制器和 GSM無線通信模塊應(yīng)用到遠(yuǎn)程紅外報警系統(tǒng)的設(shè)計之中。通過紅外探測的方式實現(xiàn)報警信號的采集。通過 GSM 無線通信模塊實現(xiàn)遠(yuǎn)程報警。系統(tǒng)正常工作時，當(dāng)紅外探測電路檢測到有人入侵時，系統(tǒng)將在現(xiàn)場發(fā)出報警音響信號。并將報警信息通過 GSM 無線通信模塊傳送到遠(yuǎn)程的用戶手機(jī)上，從而實現(xiàn)遠(yuǎn)程的安防和報警。同時用戶可以通過手機(jī)，利用發(fā)送短信的方式對系統(tǒng)進(jìn)行管 理，例如變更信息發(fā)送的手機(jī)號碼，修改管理密碼，報警系統(tǒng)的確認(rèn)和關(guān)閉，報警的啟動等管理工作。 本文的第二章將對運程紅外報警系統(tǒng)的各個主要部分的方案進(jìn)行論證和比較，并確定最終的總體設(shè)計方案。 第三章將從紅外探測電路設(shè)計、單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計、 GSM 無線通信電路設(shè)計、報警電路設(shè)計等多個方面對遠(yuǎn)程報警系統(tǒng)的硬件部分進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計。并給出各部分設(shè)計的電路原理圖。 第四章將對遠(yuǎn)程紅外報警系統(tǒng)的軟件部分進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計。主要包括 TC35 GSM 模塊的編程、單片機(jī)串行口的編程以及系統(tǒng)主程序流程的設(shè)計。給出軟件設(shè)計的流程圖。 第五章 將進(jìn)行系統(tǒng)的制作與調(diào)試。主要包括硬件制作與調(diào)試、軟件與聯(lián)機(jī)調(diào)試。 最后，第六章，將對本文的設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)。并提出設(shè)計目前存在的不做和改進(jìn)的設(shè)想。 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 第二 章 系統(tǒng)的總體方案論證與設(shè)計 前面我們討論了報警系統(tǒng)的構(gòu)成及其發(fā)展趨勢，本章我們將對遠(yuǎn)程紅外報警系統(tǒng)的各個部分進(jìn)行論證，進(jìn)行系統(tǒng)的總體設(shè)計。 系統(tǒng)設(shè)計方案的論證 監(jiān)控傳感器的選擇 監(jiān)控傳感器 是用來探測入侵者的入侵行為 [2]。需要防范入侵的地方很多，可以是某些特定的點 、線、面，甚至是整個空間。 監(jiān)控傳感器 是一種物理量的轉(zhuǎn)化裝置，通常把壓力、震動、聲響、光強等物理量轉(zhuǎn)換成易于處理的電量（電壓、電流、電阻等）。 再經(jīng)過后面的 信號處理器把傳感器轉(zhuǎn)化的電量進(jìn)行放大、濾波、整形處理，使它能成為一種能夠在系統(tǒng)傳輸信道中順利轉(zhuǎn)送的信號 。 凡是溫度超過絕對 0℃ 的物體都能產(chǎn)生熱輻射，而溫度低于 1725℃ 的物體產(chǎn)生的熱輻射光譜集中在紅外光區(qū)域，因此自然界的所有物體都能向外輻射紅外熱。而任何物體由于本身的物理和化學(xué)性質(zhì)的不同、本身溫度不同所產(chǎn)生的紅外輻射的波長和距離也不盡相同，通常分為三個波段。 近紅外：波長范圍 ～ 3μ m 中紅外：波長范圍 3～ 25μ m 遠(yuǎn)紅外：波長范圍 25～ 1000μ m 人體輻射的紅外光波長 3～ 50μ m，其中 8～ 14μ m 占 46%，峰值波長在 m。 下面分別介紹 被動式紅外探測器 和主 動式紅外探測器 [3]。 方案一： 被動式紅外探測器 在室溫條件下，任何物品均有輻射。溫度越高的物體，紅外輻射越強。人是恒溫動物，紅外輻射也最為穩(wěn)定。我們之所以稱為被動紅外，即探測器本身不發(fā)射任何能量而只被動接收、探測來自環(huán)境的紅外輻射。探測器安裝后數(shù)秒種已適應(yīng)環(huán)境，在無人或動物進(jìn)入探測區(qū)域時，現(xiàn)場 的紅外輻射穩(wěn)定不變，一旦有人體紅外線輻射進(jìn)來，經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)聚焦就使熱釋電器件產(chǎn)生突變電信號，而發(fā)出警報。被動紅外入侵探測器形成的警戒線一般可以達(dá)到數(shù)十米。 被動式紅外探測器主要由光學(xué)系統(tǒng)、熱傳感器（或稱為紅外傳感器）及報警控制器等部分組成。其核心是不見是紅外探測器件，通過關(guān)學(xué)系統(tǒng)南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 的配合作用可以探測到某個立體防范空間內(nèi)的熱輻射的變化。紅外傳感器的探測波長范圍是 8～ 14μ m，人體輻射的紅外峰值波長約為 10μ m，正好在范圍以內(nèi)。 被動式紅外探測器根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同、警戒范圍及探測距離也有所不同，大致可以分為單波束型和多 波束型兩種。單波束 PIR 采用反射聚焦式光學(xué)系統(tǒng)，利用曲面反射鏡將來自目標(biāo)的紅外輻射匯聚在紅外傳感器上。這種方式的探測器境界視場角較窄，一般在 5176。 以下，但作用距離較遠(yuǎn)，可長達(dá)百米。因此又稱為直線遠(yuǎn)距離控制型被動紅探測器，適合保護(hù)狹長的走廊、通道以及封鎖門窗和圍墻。多波束型采用透鏡聚焦式光學(xué)系統(tǒng)，目前大都采用紅外塑料透鏡 —— 多層光束結(jié)構(gòu)的菲涅爾透鏡。這種透鏡是用特殊塑料一次成型，若干個小透鏡排列在一個弧面上。警戒范圍在不同方向呈多個單波束狀態(tài)，組成立體扇形感熱區(qū)域，構(gòu)成立體警戒。菲涅爾透鏡自上而下分為幾排，上面 透鏡較多，下邊較少。因為人臉部、膝部、手臂紅外輻射較強，正好對著上邊的透鏡。下邊透鏡較少，一是因為人體下部紅外輻射較弱，二是為防止地面小動物紅外輻射干擾。多波束型 PIR 的警戒視場角比單波束型大得多，水平可以大于 90176。 ，垂直視場角最大也可以達(dá)到90176。 ，但作用距離較近。所有透鏡都向內(nèi)部設(shè)置的熱釋電器件聚焦，因此靈敏度較高，只要有人在透鏡視場內(nèi)走動就會報警。 紅外光穿透力差，在防范區(qū)內(nèi)不應(yīng)有高大物體，否則陰影部分有人走動將不能報警，不要正對熱源和強光源，特別是空調(diào)和暖氣。否則不斷變化的熱氣流將引起誤報警。為了解決 物品遮擋問題，又發(fā)明了吸頂式被動紅外入侵探測器。安裝在頂棚上向下 360176。 范