【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(bào)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(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第一章 緒論 隨著社會(huì)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(huì)在改變?nèi)藗兩罘绞脚c工作習(xí)慣的同時(shí)，也對(duì) 傳統(tǒng)的住宅提出了挑戰(zhàn)，社會(huì)、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(duì) 家居 的要求早已不只是物理空間，更為關(guān)注的是一個(gè)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(guó) ，它 是以家為平臺(tái) 進(jìn)行設(shè)計(jì)的。 智能家居控制系統(tǒng)是以 HFC、以太網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)、公共電話(huà)網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)為物理平臺(tái)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為技術(shù)平臺(tái)，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)為應(yīng)用操作平臺(tái)，構(gòu)成一個(gè)完整的集家庭通信、家庭設(shè)備自動(dòng)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(guò)采用計(jì)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(gè)由家庭到小區(qū)乃至整個(gè)城市的綜合信息服務(wù)和管理系統(tǒng)，以此來(lái)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(wú)線(xiàn)收發(fā)器、各種探測(cè)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(shí)間問(wèn)題，就不做復(fù)雜的家居控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對(duì)其中一項(xiàng)遠(yuǎn)程紅外報(bào)警系統(tǒng)做主要設(shè)計(jì)。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(qiáng)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(bào)警系統(tǒng)是安防系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的手段之一。其獨(dú)特的功能是其它安防手段所無(wú)法比擬的。 報(bào)警系統(tǒng)的構(gòu)成 報(bào)警系統(tǒng)是用物理方法或電子技術(shù)，自動(dòng)探測(cè)發(fā)生在布防監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的侵入行為，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，并提示值班人員發(fā)生報(bào)警的區(qū)域部位，顯示可能采取對(duì)策的系統(tǒng)。防盜報(bào)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(guò)聲光報(bào)警信號(hào)在安保控制中心準(zhǔn)確顯示出事地點(diǎn)，使于迅速采取應(yīng) 急措施。防盜報(bào)警系統(tǒng)與出入口控制系統(tǒng)、閉路電視 監(jiān)控 系統(tǒng)、訪(fǎng)客對(duì)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(bào)警系統(tǒng)通常由探測(cè)器（又稱(chēng)防盜報(bào)警器）、傳輸通道和報(bào)警控制器三部分構(gòu)成。 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 報(bào)警探測(cè)器是由 傳感器 和信號(hào)處理組成的，用來(lái)探測(cè)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(bào)警系統(tǒng)的關(guān)鍵，而傳感器又是報(bào)警探測(cè)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(lèi)、不同用途、達(dá)到不同探測(cè)目的的報(bào)警探測(cè)裝置。 報(bào)警探測(cè)器按工作原理主要可分為紅外報(bào)警探測(cè)器、微波報(bào)警探測(cè)器、被動(dòng)式紅外 /微波報(bào)警探測(cè)器、 玻璃 破碎報(bào)警探測(cè)器、振動(dòng)報(bào)警探測(cè)器、 超聲波 報(bào)警探測(cè)器、激光報(bào)警探測(cè)器、磁控開(kāi)關(guān)報(bào)警探測(cè)器、開(kāi)關(guān)報(bào)警探測(cè)器、視頻運(yùn)動(dòng)檢測(cè)報(bào)警器、聲音探測(cè)器等許多種類(lèi)。 報(bào)警探測(cè)器按工作方式可分為主動(dòng)式報(bào)警探測(cè)器和被動(dòng)式報(bào)警探測(cè)器。 報(bào)警探測(cè)器按探測(cè)范圍的不同又可分為點(diǎn)控報(bào)警探測(cè)器、線(xiàn)控報(bào)警探測(cè)器、面控報(bào)警探測(cè)器和空間防范報(bào)警探測(cè)器。 除了以上區(qū)分以外，還有其他方式的劃 分。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)使用情況不同，合理選擇不同防范類(lèi)型的報(bào)警探測(cè)器，才能滿(mǎn)足不同的安全防范要求。 報(bào)警探測(cè)器作為傳感探測(cè)裝置，用來(lái)探測(cè)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(chǎng)所很多。這些場(chǎng)所根據(jù)實(shí)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(bào)警探測(cè)器，以滿(mǎn)足不同的安全防范要求。 根據(jù) 實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和用戶(hù)的安全防范要求，合理的選擇和安裝各種報(bào)警探測(cè)器，才能較好的達(dá)到安全防范的目的。當(dāng)選擇和安裝報(bào)警探測(cè)器不合適時(shí)，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(lái)不應(yīng)有的損失。 報(bào)警探測(cè)器要求具有防拆動(dòng)、防破壞功能。當(dāng)報(bào)警探測(cè)器受到破壞、人為將其傳輸線(xiàn)短路或斷路，以及非法試圖打開(kāi)其 防護(hù) 罩時(shí)，均應(yīng)能產(chǎn)生 報(bào)警信號(hào)輸出；另外報(bào)警探測(cè)器還應(yīng)具有一定的抗干擾措施，以防止各種誤報(bào)現(xiàn)象的發(fā)生，例如：防寵物和小動(dòng)物騷擾、抗因環(huán)境條件變化而產(chǎn)生的誤報(bào)干擾等。 報(bào)警探測(cè)器的靈敏度和可靠性是相互影響的。合理選擇報(bào)警探測(cè)器的探測(cè)靈敏度和采用不同的抗外界干擾的措施，可以提高報(bào)警探測(cè)器性能。采用不同的抗干擾措施，決定了報(bào)警探測(cè)器在不同環(huán)境下的使用性能。了解各種報(bào)警探測(cè)器的性能和特點(diǎn)，根據(jù)不同使用環(huán)境，合理配置不同的報(bào)警探測(cè)器是防盜報(bào)警系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié) [1]。 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 報(bào)警系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 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(duì)于生活、工作環(huán)境的安全、方便、舒適提出了越來(lái)越高的要求，因此智能化住宅就隨之出現(xiàn)，也隨著改革開(kāi)放的深入和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展、提高，城市外來(lái)流動(dòng)人口大量增加，帶來(lái)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(xiàng)，而以往的做法是安裝防盜門(mén)、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(duì)住宅的入侵，故利用高科技的電子防盜報(bào)警系統(tǒng)也就應(yīng)運(yùn)而生。目前我國(guó)大多數(shù)家庭都是雙職工，當(dāng)發(fā)生警情時(shí)，不能有效地處理，因此，必須設(shè)立小區(qū) 報(bào)警中心，在發(fā)生警情時(shí)，除了現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警外，同時(shí)還向小區(qū)的保安中心進(jìn)行電腦聯(lián)網(wǎng)報(bào)警，以便警情得到迅速處理。 數(shù)字化、無(wú)線(xiàn)化、集成化是防盜報(bào)警系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) : 更穩(wěn)定／可靠：如探測(cè)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(cè)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(jì)：方便地設(shè)／撤防，人性化的操作界面； 更強(qiáng)大的聯(lián)網(wǎng)功能 。 更方便的擴(kuò)展性。 上述發(fā)展趨勢(shì)，事實(shí)上都建立在數(shù)字化、無(wú)線(xiàn)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(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行 24小時(shí)即時(shí)無(wú)限距離監(jiān)控，并能在發(fā)生警情的幾秒鐘內(nèi)撥通車(chē)主手機(jī)或電話(huà)進(jìn)行語(yǔ)音或者短信息報(bào)告，車(chē)主可立即通過(guò)來(lái)電進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)、喊話(huà)、鎖定車(chē)輛，系統(tǒng)將自動(dòng)切斷油路、電路，使車(chē)子無(wú)法啟動(dòng)，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(chē)的可能；遭遇搶劫過(guò)后，則可憑電話(huà)鎖定車(chē)輛，通過(guò) GSM 網(wǎng)絡(luò)定位尋回失車(chē)。 GSM的移動(dòng)數(shù)碼通信技術(shù)及全球移動(dòng)通信的普及應(yīng)用，使用任何的移動(dòng)、固定電話(huà)通信對(duì)車(chē)輛進(jìn)行管理和監(jiān)護(hù) ,也可無(wú)鑰匙對(duì)車(chē)輛進(jìn)行操作啟動(dòng)和駕駛，實(shí)現(xiàn)不限時(shí)間、地點(diǎn)的全球遠(yuǎn)程遙控與監(jiān)控，使人、車(chē)相處“形影不離”。人性化的產(chǎn)品及人性化的功能，以語(yǔ)音或短信息作為產(chǎn)品功能設(shè)置、操作、使用、通信的平臺(tái)，實(shí)時(shí)、清晰、明了的傳送遙控與報(bào)警信息，完全拋開(kāi)人車(chē)分離時(shí)的擔(dān)憂(yōu)。摒棄傳統(tǒng)產(chǎn)品的被動(dòng)報(bào)警、距離隔閡、遠(yuǎn)程無(wú)知與失控的弊端，將愛(ài)車(chē)隨時(shí)處于自己的掌控之中，是最新汽車(chē)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(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(bào)警不直接等缺陷，而且無(wú)需支付服務(wù)費(fèi)，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(jì)將微控制器和 GSM無(wú)線(xiàn)通信模塊應(yīng)用到遠(yuǎn)程紅外報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)之中。通過(guò)紅外探測(cè)的方式實(shí)現(xiàn)報(bào)警信號(hào)的采集。通過(guò) GSM 無(wú)線(xiàn)通信模塊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程報(bào)警。系統(tǒng)正常工作時(shí)，當(dāng)紅外探測(cè)電路檢測(cè)到有人入侵時(shí)，系統(tǒng)將在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)出報(bào)警音響信號(hào)。并將報(bào)警信息通過(guò) GSM 無(wú)線(xiàn)通信模塊傳送到遠(yuǎn)程的用戶(hù)手機(jī)上，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的安防和報(bào)警。同時(shí)用戶(hù)可以通過(guò)手機(jī)，利用發(fā)送短信的方式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管 理，例如變更信息發(fā)送的手機(jī)號(hào)碼，修改管理密碼，報(bào)警系統(tǒng)的確認(rèn)和關(guān)閉，報(bào)警的啟動(dòng)等管理工作。 本文的第二章將對(duì)運(yùn)程紅外報(bào)警系統(tǒng)的各個(gè)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(jì)方案。 第三章將從紅外探測(cè)電路設(shè)計(jì)、單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)、 GSM 無(wú)線(xiàn)通信電路設(shè)計(jì)、報(bào)警電路設(shè)計(jì)等多個(gè)方面對(duì)遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)的硬件部分進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。并給出各部分設(shè)計(jì)的電路原理圖。 第四章將對(duì)遠(yuǎn)程紅外報(bào)警系統(tǒng)的軟件部分進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。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(jì)。給出軟件設(shè)計(jì)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(duì)本文的設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)。并提出設(shè)計(jì)目前存在的不做和改進(jìn)的設(shè)想。 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 第二 章 系統(tǒng)的總體方案論證與設(shè)計(jì) 前面我們討論了報(bào)警系統(tǒng)的構(gòu)成及其發(fā)展趨勢(shì)，本章我們將對(duì)遠(yuǎn)程紅外報(bào)警系統(tǒng)的各個(gè)部分進(jìn)行論證，進(jìn)行系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的論證 監(jiān)控傳感器的選擇 監(jiān)控傳感器 是用來(lái)探測(cè)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(diǎn) 、線(xiàn)、面，甚至是整個(gè)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(dòng)、聲響、光強(qiáng)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(guò)后面的 信號(hào)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(hào) 。 凡是溫度超過(guò)絕對(duì) 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(zhǎng)和距離也不盡相同，通常分為三個(gè)波段。 近紅外：波長(zhǎng)范圍 ～ 3μ m 中紅外：波長(zhǎng)范圍 3～ 25μ m 遠(yuǎn)紅外：波長(zhǎng)范圍 25～ 1000μ m 人體輻射的紅外光波長(zhǎng) 3～ 50μ m，其中 8～ 14μ m 占 46%，峰值波長(zhǎng)在 m。 下面分別介紹 被動(dòng)式紅外探測(cè)器 和主 動(dòng)式紅外探測(cè)器 [3]。 方案一： 被動(dòng)式紅外探測(cè)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(qiáng)。人是恒溫動(dòng)物，紅外輻射也最為穩(wěn)定。我們之所以稱(chēng)為被動(dòng)紅外，即探測(cè)器本身不發(fā)射任何能量而只被動(dòng)接收、探測(cè)來(lái)自環(huán)境的紅外輻射。探測(cè)器安裝后數(shù)秒種已適應(yīng)環(huán)境，在無(wú)人或動(dòng)物進(jìn)入探測(cè)區(qū)域時(shí)，現(xiàn)場(chǎng) 的紅外輻射穩(wěn)定不變，一旦有人體紅外線(xiàn)輻射進(jìn)來(lái)，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(hào)，而發(fā)出警報(bào)。被動(dòng)紅外入侵探測(cè)器形成的警戒線(xiàn)一般可以達(dá)到數(shù)十米。 被動(dòng)式紅外探測(cè)器主要由光學(xué)系統(tǒng)、熱傳感器（或稱(chēng)為紅外傳感器）及報(bào)警控制器等部分組成。其核心是不見(jiàn)是紅外探測(cè)器件，通過(guò)關(guān)學(xué)系統(tǒng)南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 的配合作用可以探測(cè)到某個(gè)立體防范空間內(nèi)的熱輻射的變化。紅外傳感器的探測(cè)波長(zhǎng)范圍是 8～ 14μ m，人體輻射的紅外峰值波長(zhǎng)約為 10μ m，正好在范圍以?xún)?nèi)。 被動(dòng)式紅外探測(cè)器根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同、警戒范圍及探測(cè)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(lái)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(cè)器境界視場(chǎng)角較窄，一般在 5176。 以下，但作用距離較遠(yuǎn)，可長(zhǎng)達(dá)百米。因此又稱(chēng)為直線(xiàn)遠(yuǎn)距離控制型被動(dòng)紅探測(cè)器，適合保護(hù)狹長(zhǎng)的走廊、通道以及封鎖門(mén)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(gè)小透鏡排列在一個(gè)弧面上。警戒范圍在不同方向呈多個(gè)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?yàn)槿四槻?、膝部、手臂紅外輻射較強(qiáng)，正好對(duì)著上邊的透鏡。下邊透鏡較少，一是因?yàn)槿梭w下部紅外輻射較弱，二是為防止地面小動(dòng)物紅外輻射干擾。多波束型 PIR 的警戒視場(chǎng)角比單波束型大得多，水平可以大于 90176。 ，垂直視場(chǎng)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(chǎng)內(nèi)走動(dòng)就會(huì)報(bào)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(dòng)將不能報(bào)警，不要正對(duì)熱源和強(qiáng)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(bào)警。為了解決 物品遮擋問(wèn)題，又發(fā)明了吸頂式被動(dòng)紅外入侵探測(cè)器。安裝在頂棚上向下 360176。 范