【正文】 第 5 章 結(jié)論與展望 .................................................................................................................. 56 致謝 .......................................................................................................................................... 57 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 57 附件 A...................................................................................................................................... 58 附件 B ...................................................................................................................................... 60 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 5 第 1章 緒論 基于 GSM 的家庭安全系統(tǒng)簡(jiǎn)介 基于 GSM 短信模塊的家庭安全 系統(tǒng) 運(yùn)用了移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控報(bào)警技術(shù)，徹底解決了普通防盜器、監(jiān)控器無法解決的遠(yuǎn)程報(bào)警和易于破解的難題。利用通信加密技術(shù)，讓用戶的家居安全無憂，是繼單向防盜器、雙向防盜器后的新一代防盜產(chǎn)品。 GSM 智能防盜器，是利用最新材料技術(shù)、最新信息技術(shù)、最新人工智能設(shè)計(jì)讓防盜器具備智慧靈魂，使人與財(cái)產(chǎn)的安全保障突破時(shí)空限制。在性能上必須要在各種情況條件下的高可靠性，在功 能上必須既要讓用戶有不可破解的最高安全等級(jí)，又要讓用戶操作方便，甚至系統(tǒng)為用戶自動(dòng)服務(wù)。 GSM 網(wǎng)絡(luò)智能防盜器符合全能的防盜技術(shù)特點(diǎn)： ? 及時(shí)通知：全球范圍 ? 最高安全：杜絕解碼 ? 操作方便：手動(dòng)自動(dòng) ? 實(shí)用功能：防盜防火 GSM 家庭安全系統(tǒng)被喻為繼第一代機(jī)械鎖，第二代電子式防盜鎖，第三代芯片式數(shù)碼防盜器，第四代 GPS 防盜之后的第五代防盜器。本系統(tǒng)充分運(yùn)用 GSM 移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合數(shù)字通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)家居進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控、調(diào)度、防盜報(bào)警、防火報(bào)警等功能。GSM 網(wǎng)絡(luò)防盜主要是突破了無距離的限制。無服務(wù)費(fèi)、無月租、房屋遇到入 侵， 5 秒鐘通知到戶主，戶主可以第一時(shí)間制止盜竊行為的發(fā)生，防止火災(zāi)蔓延。 基于 GSM 的家庭安全系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 城市規(guī)模迅速擴(kuò)大，外來人口大量涌入，使本來就復(fù)雜的城市管理更加復(fù)雜。家庭被盜，住戶被搶，常有發(fā)生。對(duì)此，公安部門雖作了大量投入，仍不盡人意。其原因大體是： ? 有的家庭被盜，損失數(shù)目極少，公安部門沒有用常規(guī)的方法立案?jìng)刹臁? ? 有的住戶雖然損失嚴(yán)重，但法律意識(shí)淺薄，不能將當(dāng)時(shí)的情況和線索作一個(gè)明確的表述，自然增加了破案難度。 ? 作案人詭計(jì)多端，狡猾、飄忽不定，沒有固定的著落和去處。 ? 公安部門時(shí)時(shí)有很多大案要案要辦，使破案周期變長(zhǎng)，破案率下降。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 6 綜上所述， GSM 家庭防盜系統(tǒng)是一個(gè)尖端科技的安防產(chǎn)品，性能可靠操作簡(jiǎn)單，具有深遠(yuǎn)的發(fā)展意義。 第一章重新修改 ,結(jié)構(gòu)如下 : 1. 目的意義 2. 現(xiàn)狀 : 目前已有安防系統(tǒng)的缺點(diǎn) : (如 ,從功能單一 /不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程安防監(jiān)控兩方面進(jìn)行論述 ) 3. 論文的主要研究?jī)?nèi)容 (參考摘要寫法分條來寫 ) 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 7 第 2章 系統(tǒng)功能概述 (系統(tǒng)構(gòu)成及功能模塊概述 ) 本系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集模塊、單片機(jī)控制、紅外 有遙控、液晶顯示、時(shí)鐘模塊、 GSM 短信報(bào)警六個(gè)子模塊組成。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖 21 所示。 圖 21 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 (注意圖的擺放位置 ) 數(shù)據(jù)采集模塊主要由人體紅外傳感器、 MQ2 煙霧氣敏傳感器、紅外火焰?zhèn)鞲衅鹘M成，實(shí)現(xiàn)的主要功能是當(dāng)系統(tǒng)處于布防狀態(tài)時(shí)，人體紅外傳感器將室內(nèi)有無人體存在的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)， MQ2 煙霧氣敏傳感器將廚房有無煤氣泄漏的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，紅外火焰?zhèn)鞲衅鲗⑹覂?nèi)有無火源的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并將電信號(hào)交給單片機(jī)進(jìn)行處理。 單片機(jī)模塊為 STC89C52 單片機(jī)，主要實(shí)現(xiàn)的功能是對(duì)其他各模塊的控制，以及對(duì)接收數(shù)據(jù)的處理和邏輯判斷，是整個(gè)系統(tǒng)的中樞。 紅外遙控模塊由遙控器以及紅外接收電路組成，其實(shí)現(xiàn)的主要功能是替換傳統(tǒng)的矩陣鍵盤作為用戶的數(shù)據(jù)與控制信息輸入的功能，其優(yōu)點(diǎn)是，硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，接口少而且還可以遠(yuǎn)距離操作。 液晶模塊由 LPH7366 液晶顯示模塊構(gòu)成，主要功能是實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，顯示時(shí)間以河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 8 及家庭安 全狀況。 時(shí)鐘模塊由 DS12C887 時(shí)鐘芯片組成，實(shí)現(xiàn)的功能是對(duì)發(fā)生家庭安全事故時(shí)間的記錄。 GSM 模塊由西門子公司生產(chǎn)的 TC35 與 MAX232 電頻轉(zhuǎn)換電路組成，實(shí)現(xiàn)的功能是將家庭的安全情況通過短信準(zhǔn)時(shí)的發(fā)送給戶主。 整個(gè)系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能是，當(dāng)戶主離開房間并且加中沒有其他家庭人員時(shí)，可通過遙控器將系統(tǒng)設(shè)置為布防狀態(tài)，當(dāng)家庭中出現(xiàn)小偷入侵、煤氣泄漏以及火災(zāi)隱患等任意安全事故時(shí)該系統(tǒng)通過短信的方式通知戶主進(jìn)行報(bào)警，當(dāng)家庭成員回到家中時(shí)可通過遙控器撤防，當(dāng)請(qǐng)求撤防時(shí)還需用戶輸入密碼，只有在密碼正確的情況下，撤防請(qǐng)求才會(huì)生效。當(dāng)系統(tǒng)處于撤防狀態(tài)時(shí)，用戶可以通過遙控器進(jìn)行戶主電話號(hào)碼、時(shí)間、密碼的設(shè)置。 第 3章 硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) STC89C52 單片機(jī)作為普通的 51 單片機(jī)其接口簡(jiǎn)單、方 便實(shí)用、功耗低、價(jià)格便宜且功能強(qiáng)大，已廣泛應(yīng)用于各類電子產(chǎn)品當(dāng)中。考慮到功耗與成本問題，因此本系統(tǒng)以 AT89C52 作為主控芯片。 STC89C52 單片機(jī)概述 STC89C52 是 STC 公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。 STC89C52 使用經(jīng)典的 MCS51 內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng) 51 單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 512 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線， 看門狗定時(shí)器 ，內(nèi)置 4KB EEPROM， MAX810 復(fù)位電路， 3 個(gè) 16 位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器， 4個(gè)外部中斷，一 個(gè) 7 向量 4 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng) 51 的 5 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口 。另外 STC89C52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 9 中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率 35MHz， 6T/12T 可選。 I. 特性 8K 字節(jié)程序存儲(chǔ)空間； 512 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間； 內(nèi)帶 2K 字節(jié) EEPROM 存儲(chǔ)空間 。 可直接使用串口下載； AT89S52 單片機(jī) : 8K 字節(jié)程序存儲(chǔ)空間； 256 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間； 自帶 2KB 的 EEPROM 存儲(chǔ)空間 。 II. 參數(shù) 增強(qiáng)型 8051 單片機(jī)， 6 時(shí)鐘 /機(jī)器周期 和 12 時(shí)鐘 /機(jī)器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051。 工作電壓： ～ （ 5V 單片機(jī)） /～ （ 3V 單片機(jī)） 工作頻率 范圍： 0～ 40MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0～ 80MHz，實(shí)際工作頻率可達(dá)48MHz。 用戶應(yīng)用程序空間為 8K 字節(jié)。 片上集成 512 字節(jié) RAM。 通用 I/O 口（ 32 個(gè)），復(fù)位后為： P0/P1/P2/P3 是 準(zhǔn)雙向口 /弱上拉， P0 口是漏極開路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時(shí)，需加上拉電阻。 ISP（在系統(tǒng)可編程） /IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用 編程器 ，無需專用 仿真器 ，可通過串口（ RxD/,TxD/）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片。 具有 EEPROM 功能。 共 3 個(gè) 16 位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。即 定時(shí)器 T0、 T T2。 外部中斷 4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路， Power Down 模式可由外部中斷低電平觸發(fā) 中斷方式 喚醒。 通用異步 串行口 （ UART），還可用定時(shí)器 軟件 實(shí)現(xiàn)多個(gè) UART。 工作溫度范圍： 40～ +85℃ （工業(yè)級(jí)） /0～ 75℃ （商業(yè)級(jí)）。 DIP 封裝 、其引腳圖如圖 31 所示。 (這樣擺放太亂 ,能不能以列表的形式給出 ) 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 10 圖 31STC89C52 引腳圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 51 單片機(jī)要能正常工作需包括晶振、復(fù)位電路以及電源，其中 P0 口還需接上拉電阻。以下是單片機(jī)最小系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)圖。其硬件電路入圖 22 所示。 圖 32 51 最小系統(tǒng) 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 11 GSM 模塊簡(jiǎn)介及其接口電路設(shè)計(jì) (是不是把 GSM 概述移到 2章 ) GSM(Global System for Mobile Communicatiom)系統(tǒng)是目前基于時(shí)分多址技術(shù)的移動(dòng)通信體制中，比較成熟完善，且應(yīng)用最為廣泛的系統(tǒng)。目前已建成的覆蓋全國(guó)的 GSM數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)，是我國(guó)公眾移動(dòng)通信的主要方式。基于 GSM 的短信息服務(wù)，是一種在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)上傳輸簡(jiǎn)短信息的無線應(yīng)用，是一種信息在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)上存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)寄的過程。由于公眾 GSM 網(wǎng)絡(luò)在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)和漫游，建立上述系統(tǒng)不需要再組建專用通信網(wǎng)絡(luò)，所以具有實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)功能的短消息應(yīng)用得到快速發(fā)展。本系統(tǒng)便借用現(xiàn)有的 GSM 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭安全情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控與信息的遠(yuǎn)程傳輸。 TC35 是 Siemens 公司推出的新 一代無線通信 GSM 模塊，該模塊集射頻電路與和基帶于一體，向用戶提供標(biāo)準(zhǔn)的 AT 命令接口，為數(shù)據(jù)、語音、短信和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸，方便用戶的應(yīng)用開發(fā)及設(shè)計(jì)。 TC35 模塊主要由 GSM 基帶處理器、 GSM 射頻模塊、供電模塊 (ASIC)、閃存、 ZIF連接器、天線接口六部分組成。作為 TC35 的核心 ,基帶處理器主要處理 GSM 終端內(nèi)的語音、數(shù)據(jù)信號(hào) ,并涵蓋了蜂窩射頻設(shè)備中的所有的模擬和數(shù)字功能。在不需要額外硬件電路的前提下 ,可支持 FR、 HR 和 EFR 語音信道編碼。 TC35 的串行接口電平為 0~，而本設(shè) 計(jì)使用的單片機(jī) STC89C52 的串行口的接口電平為 0~5V，因此 TC35 與單片機(jī)不能直接相連，但 TC35 自帶有 RS232 通訊接口，所以只需設(shè)計(jì)一個(gè) TTL 電平轉(zhuǎn) RS232 電平電路與 TC35 的 RS232 通訊接口相連即可。其電平轉(zhuǎn)換電路如圖 42 所示。 圖 33 電平轉(zhuǎn)換電路 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 12 LPH7366 液晶顯示模塊 LPH7366 是 NOKIA 公司生產(chǎn)的可用于其 51 6150， 6100 等系列移動(dòng)電話的液晶顯示模塊，國(guó)內(nèi)廠家也生產(chǎn)有類似的兼容產(chǎn)品。該產(chǎn)品除應(yīng)用于移動(dòng)電話外，也可廣泛應(yīng)用于各類便攜式設(shè)備的顯示系統(tǒng)。與其它類型的產(chǎn)品相比，該模塊具有以下特點(diǎn)： ●84x48 的點(diǎn)陣 LCD，可以顯示 4 行漢字， ●采用串行接口與主處理器進(jìn)行通信，接口信號(hào)線數(shù)量大幅度減少，包括電源和地在內(nèi)的信號(hào)線僅有 9 條。支持多種串行通信協(xié)議（如 AVR 單片機(jī)的ＳＰ I、 MCS51 的串口模式等），傳輸速率高達(dá) 4Mbps，可全速寫入顯示數(shù)據(jù)，無等待時(shí)間。 ●可通過導(dǎo)電膠連接模塊與印制版，而不用連接電纜，用模塊上的金 屬鉤可將模塊固定到印制板上，因而非常便于安裝和更換。 ●LCD 控制器／驅(qū)動(dòng)器芯片已綁定到 LCD 晶片上，模塊的體積很小。 ●采用低電壓供電，正常顯示時(shí)的工作電流在 200μA 以下，且具有掉電模式。 LPH7366 的這些特點(diǎn)非常適合于電池供電的便攜式通信設(shè)備和測(cè)試設(shè)備中，本系統(tǒng)充分考慮到其接口少、體積小、以及功耗小的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)，所以選擇它作為本系統(tǒng)的人機(jī)交互界面。其硬件連接電路如下圖所示。 圖 34LPH7366 連接圖 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 13 DS12C887 時(shí)鐘 DS12C887 引腳定義 圖 35DS12C887 1 (MOT) —總線操作時(shí)序選擇端。它有兩種總線工作模式，即 Motoro