【正文】 域，在國內(nèi)已經(jīng)歷了二十多年的發(fā)展歷程。 居住小區(qū)是安防系統(tǒng)產(chǎn)品 最大的市場，因?yàn)榫幼⌒^(qū)往往是案件的多發(fā)生區(qū)，居民對自身財產(chǎn)的保護(hù)意思也越來越強(qiáng)?，F(xiàn)在就以居住小區(qū)為例來說明安防系統(tǒng)的重要作用。白天人們?yōu)榱俗约旱纳钍聵I(yè)外出工作，這時小偷就有機(jī)會趁機(jī)闖入小區(qū)，進(jìn)行偷竊。因?yàn)榘滋煨^(qū)人少，這樣就不能及時的抓住小偷。每當(dāng)人們回家后才知道自己家里被盜，然后去報警。這樣即使抓住了小偷也沒有辦法挽回自己的財產(chǎn)損失了。為此我們設(shè)計了智能無線報警系統(tǒng)， 就是 在發(fā)生警情的情況下，如有小偷進(jìn)入房間，系統(tǒng)可以及時的發(fā)送報警短息通知房主，房主接收到短信后可以及時的通知保安人員去查看自己的房間，檢 查是否真的有小偷闖入 。 此外，本系統(tǒng)還有 溫度報警，和電子密碼鎖報警當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)置的問題時，也能通過短信報警，從而防止火災(zāi)等 事故發(fā)生 。電子密碼鎖作為防盜物品本身就能提供非常大的安全保證，但近年來，隨著盜鎖事故的頻繁反生，我們在提供密碼開鎖功能的同時，還必須加上密碼輸入錯誤次數(shù)的限制，當(dāng)達(dá)到我們規(guī)定的次數(shù)時，系統(tǒng)報警，并將密碼鎖自動鎖定，不能開啟，從而進(jìn)一步增加它的安全系數(shù) . 本 系統(tǒng)具有較強(qiáng)的擴(kuò)展性， 可應(yīng)用于單一家庭、小區(qū)物業(yè)、電力、交通、石油、煤炭、鐵道、市政、公安、銀行等部門行業(yè)的安防裝置系統(tǒng)，只有在有警情的 情況 時才會 發(fā)送 短信 報警 ，平時不會 收取 任何費(fèi)用。所使用的網(wǎng)絡(luò)是公共無線通訊網(wǎng)絡(luò)，與使用手機(jī)完全相同， 每月只需交付 SIM 的月租費(fèi)用和適量的報警通信費(fèi)用，系統(tǒng)的性價比高。 2 基于 GSM 短消息的遠(yuǎn)程 安全防護(hù)報警 系統(tǒng)，其系統(tǒng)原理圖 11 所示： 圖 11 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 用戶端 (手機(jī) )不需要使用任何應(yīng)用程序，對機(jī)種和操作系統(tǒng)也無任何要求 ，而且還可以跟其它手機(jī) /固定電話通訊！ DS18b20 進(jìn)行溫度檢測，密碼鎖實(shí)習(xí)密碼鎖的基本功能，當(dāng)密碼輸入次數(shù)超過用戶設(shè)定的次數(shù)時 報警，紅外檢測人員進(jìn)入情況， LCD12864 顯示各個模塊的界面和操作。 本設(shè)計方案具有如下特點(diǎn)： 操作方便，通過手機(jī)短信 報警 在很多時候比其它手段更加方便 ； 對現(xiàn)有 報警模塊 兼容性較強(qiáng) ； 低成本方案，可定制性強(qiáng)，有利于實(shí)現(xiàn)商品化 ； 可擴(kuò)展性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)家用電話等功能 。 手機(jī)短信 GSM 網(wǎng)絡(luò) 短信息服務(wù)中心 GSM 網(wǎng)絡(luò) 控制組件（ AT89S52 、TC35 模塊） DS18b20 測溫度模塊 紅外檢測模塊 密碼鎖模塊 手機(jī)、固定電話 LCD12864 液晶顯示模塊 3 第二章 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及 工作原理 隨著電子技術(shù)的發(fā)展、信息服務(wù)的普及，人們生活水平 越來越 高 ， 人們的生活節(jié)奏越來越快， 對安全的要求也越來越嚴(yán)格， 由此，基于 GSM 模塊的遠(yuǎn)程 安全防護(hù)報警系統(tǒng) 應(yīng)運(yùn)而生 。 模塊的選擇 在 GSM 模塊的選擇中， 常用的 GSM 模塊有 TC3 TC35I、 MC3 MC35I。 采用 TC35 系列模塊。 TC35 是 Siemens 公司推出的新一代無線通信 GSM 模塊，可以快速安全可靠地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)、語音傳輸、短消息服務(wù) (Short Message Service)和傳真。模塊的工作電壓為 － ，可以工作在 900MHz 和 1800MHz 兩個頻段，所在頻段功耗分別為 2W（ 900M）和 1W（ 1800M）。模塊有 AT命令集接口，支持文本和 PDU模式的短消息、第三組的二類傳真以及 ， ， 的非透明模式。此外，該模塊還具有電話簿功能、多方通話，漫游檢測 等 功能，常用工作模式有省電模式、 IDLE、 TALK 等模式。通過獨(dú)特的 40引腳的 ZIF 連接器，實(shí)現(xiàn)電源連接、指令、數(shù)據(jù)、語音信號及控制信號的雙向傳輸。通過 ZIF 連接器及 50Ω天線連接器，可分別連接 SIM 卡支架和天線 。 TC35I 和 TC35 的區(qū)別在于外形 、 體積 、 電壓都不同，TC35I 的功耗比 TC35 要小一些 ，價格比 TC35 貴一些 。 經(jīng)過各種比較 ， 發(fā)現(xiàn) TC35 適合做遠(yuǎn)程 安全防護(hù)報警 控制器，它不僅價格便宜，而且性能穩(wěn)定，足以勝任遠(yuǎn)程遙控！ 在檢 測溫度的 模塊 中， 常用有 DS18B20 傳感器、 PT100 鉑熱電阻 等。 采用 DS18B20 傳感器。 DS18B20 的測溫范圍 55℃ ~125℃ ，分辨率最大可達(dá) ℃ 。 DS18B20 可以直接讀出被測溫度值。而且采用 三 線制 和 單片機(jī)相連，減 小 了外部硬件電路，具有低成本 、 易使用的特點(diǎn)。 DS18B20 是 Dallas 半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器，它是一種支持 “一線總線 ”接口的溫度傳感器。一線總線獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò) 。在安全防護(hù)檢測溫度上顯然足以勝任，因此我選擇了 DS18b20 作為安全防護(hù)中檢測溫度的傳感器。 在檢測人員進(jìn)入情況的傳感器中，常用的有 人體熱釋紅外傳感器模塊 ，光電傳感器，紅外對管傳感器等。 采用光電傳感器。 4 最終選擇了 光電傳感器。這是一種集發(fā)射與接收于一體的光電傳感器檢測距離可以根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。該傳感器具有探測距離遠(yuǎn)、受可見光干擾小、價格便宜、易于裝配、使用方便等特點(diǎn) 。 在電子密碼鎖部分中，由于資金和技術(shù)的限制，無法做出正在的鎖具，在這里選擇了 24C02 作為電子密碼鎖儲存密碼的芯片， 24C02 是用 I2C 總線驅(qū)動的外部2K 容量儲存芯片 E2PROM，掉電后可以保存數(shù)據(jù) ，像你電腦的硬盤一樣。 24c02具有 接口方便，體積小，數(shù)據(jù)掉電不丟失等特點(diǎn)，在儀器儀表及工業(yè)自動化控制中得到大量的應(yīng)用 ，在應(yīng)用本作品中綽綽有余，因此我選擇了它。 在最后主控芯片的選擇中，由于對 MCU的運(yùn)行速度、容量要求不高，為此，選擇單片機(jī) AT89S52 作為主控芯片。 系統(tǒng)的組成及功能介紹 本系統(tǒng)由單片機(jī)外圍電路 、 GSM 模塊電 路 和安全防護(hù)功能模塊電路 組成 。單片機(jī)外圍電路除了包括單片機(jī)正常工作所必須的元件外，還包括鍵盤、 12864 液晶顯示 等， GSM 模塊電路由 TC35 及其外圍電路組成 ，安全防護(hù)功能模塊 包括 DS18b20溫度檢測電路、紅外頭檢測電路、電子密碼鎖電路有液晶顯示屏代替其顯示功能，用 24c02 作為其存儲電路來存儲其密碼。 系 統(tǒng) 的 工作原理 TC35 模塊板通過它的 串口通訊腳 （ 18 腳 RXD、 19 腳 TXD）與 AT89S52 串行口 通信引腳（ 10 腳 P30_RXD、 11 腳 P31_TXD）相連接 進(jìn)行通信。 AT89S52 串行口的結(jié)構(gòu)由串行口控制寄存器 SCON、發(fā)送和接收電路等組成。 SCON 各位定義 [1]： （見圖 22） 5 圖 22 SCON 各 位定義 SM0 和 SM1：串行方式控制位，用于設(shè)定串行口的工作方式 ，如表 21 所列： 表 21 串行口的工作方式和所用波特率對照表 SM0 SM1 相應(yīng)工作方式 說明 所用波特率 0 0 方式 0 同步移位寄存器 fosc/12 0 1 方式 1 11 位異步收發(fā)（雙機(jī)通信） 由定時器控制 1 0 方式 2 12 位異步收發(fā)（多機(jī)通信） fosc/32 或 fosc/64 1 1 方式 3 12 位異步收發(fā)（多機(jī)通信） 由定時器控制 SM2：多機(jī)通信控制 位，主要在方式 2 和方式 3 下使用。 REN：允許接收控制位。 TB8：發(fā)送數(shù)據(jù)第 9 位，用于在方式 2 和方式 3 時存放發(fā)送數(shù)據(jù)第 9 位。 RB8：接收數(shù)據(jù)第 9 位，用于在方式 2 和方式 3 時存放接收數(shù)據(jù)第 9 位。 TI：發(fā)送中斷標(biāo)志位，用于指示一幀數(shù)據(jù)發(fā)送是否完成。 RI：接收中斷標(biāo)志位，用于指示一幀數(shù)據(jù)接收是否完成。 PCON 各位定義 [1]： （見圖 23） 位地址 9F 9E 9D 9C 9B 9A 99 98 SCON SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI 接收中斷標(biāo)志 發(fā)送中斷標(biāo)志 接收數(shù)據(jù)第 9 位 發(fā)送數(shù)據(jù)第 9 位 接收控制 0：禁止接收 1：允許接收 多機(jī)通信 0：單機(jī)對單機(jī) 0：多機(jī)通信 見表 21 6 圖 23 PCON 各位定義 SMOD：為波特率選擇位，在方式 方式 2 和方式 3 時，串行通信波特率和 成正比。 PCON 中的其余各位用于 AT89S52 的電源控制。 串行口的通信波特率計算 [1]： 本系統(tǒng)中 52 單片機(jī) 選擇 MHz 晶振， TC35 模塊 的波特率選擇 9600 bps。單片機(jī)與 TC35 的波特率一定要匹配： 波特率＝ /32 (fosc/12) (1/( 初值 )) SMOD＝ 0（波特率不加倍）， fosc=， K=8（定時器 T1為方式 2） ，初值＝ 253，即 TH1＝ TL1＝ 0xfd。 溫度檢測： 由于 DS18B20 與微處理器連接時僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20 的雙向通訊。 因此將 AT89S52 單片機(jī)的一個 IO 口與 DS18B20 的數(shù)據(jù)口相連進(jìn)行通信 。 DS18B20 的測溫低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小 ， 用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給減法計數(shù)器 1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯位地址 8E 8D 8C 8B 8A 89 88 87 PCON SMOD GF1 GF0 PD IDL 空閑控制位 0：單機(jī)對單機(jī) 0：多機(jī)通信 掉電控制位 0：單機(jī)對單機(jī) 0：多機(jī)通信 波特率選擇位 0：單機(jī)對單機(jī) 0：多機(jī)通信 通用標(biāo)志位 7 改變，所產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù)器 2 的脈沖輸入，圖中還隱含著計數(shù)門，當(dāng)計數(shù)門打開時， DS18B20 就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈 沖后進(jìn)行計數(shù)，進(jìn)而完成溫度測量。計數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測量前，首先將 55 ℃ 所對應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計數(shù)器 1 和溫度寄存器中，減法計數(shù)器 1 和溫度寄存器被預(yù)置在 55 ℃ 所對應(yīng)的一個基數(shù)值。減法計數(shù)器 1 對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行減法計數(shù)，當(dāng)減法計數(shù)器 1 的預(yù)置值減到 0 時溫度寄存器的值將加 1，減法計數(shù)器 1 的預(yù)置將重新被裝入，減法計數(shù)器 1重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行計數(shù)，如此循環(huán)直到減法計數(shù)器 2 計數(shù)到 0 時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。 其中 累加器用于補(bǔ)償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正減法計數(shù)器的預(yù)置值，只要計數(shù)門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過程，直至溫度寄存器值達(dá)到被測溫度值，這就是DS18B20 的測溫原理。由于 DS18B20 單線通信功能是分時完成的，他有嚴(yán)格的時隙概念，因此讀寫時序很重要。系統(tǒng)對 DS18B20 的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行。操作協(xié)議為：初始化 DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖） → 發(fā) ROM 功能命令 → 發(fā)存儲器操作命令 →處理數(shù)據(jù)。 這些協(xié)議都是通過編程來實(shí)現(xiàn)的。 圖 24 復(fù)位時序圖 從時序圖中，只需將總線拉低 ， 然后保持一段時間 t（ 555ust1260us ） ,最后再將總線拉高就可以了，至于其中的存在脈沖和電阻上拉的時間不用控制器考慮。剛開始的拉低，程序一般的寫法是先將總線置高，然后再拉低。 8 圖