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正文內(nèi)容

基于gsm短信模塊的家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2024-12-16 03:43 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 計新的 安防 系統(tǒng) 。 常見的 安防 報警系統(tǒng)的有 固定點電話聯(lián)網(wǎng) 安防 報警系統(tǒng) 、以太網(wǎng)、集群系統(tǒng)、 AURINE 家庭報警系統(tǒng)、智能撥號 安防 報警系統(tǒng)等,來有效防止犯罪分子的入侵。 瑰椒 目前我國大多數(shù)家庭都是雙職工 ,當(dāng)發(fā)生警情時 ,不能及時地處理。 所以 當(dāng)固定電話被普遍使用時,人們開始利用 固定點電話聯(lián)網(wǎng) 安防 報警系統(tǒng) 來實現(xiàn)家庭 安防 報警, 該系統(tǒng)由編程主機、 探測器、門磁和遙控器組成,適用于家居安全技術(shù)防范 [1]。 隨后,人們又開始利用智能撥號 安防 報警系統(tǒng)來實現(xiàn)家庭 安防 報警,智能撥號 安防 報警系統(tǒng) ,配合各種無線探測器,可實現(xiàn)智能化防盜、防火、防燃氣漏露、緊急求救等功能。 瑰椒 科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展, 促使 家庭 安防 報警系統(tǒng)逐漸向智能化方向發(fā)展,出現(xiàn)了各種各樣的智能化的 安防 報警系統(tǒng) 。 在以后的發(fā)展中,將會出現(xiàn)越來越高級實用的家庭 安防 報警裝置,也是我們這一代人所研究的方向。 瑰椒 設(shè)計背景目的 瑰椒 隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,報警系統(tǒng)已從原來的簡單化、局部化向智能化、集 成化發(fā)展。目前傳統(tǒng)的機械式(防盜網(wǎng)、防盜窗)安防系統(tǒng) 已 滿足 不了 人們 的 需求,本系統(tǒng)的設(shè)計 正是利用電子技術(shù) 對家庭 安防 報警系統(tǒng) 進行 研究 。 隨著信息時代的到來,手機通訊工具已基本 普及 , 該設(shè)計利用這一點,展開對家庭 安防 報警系統(tǒng)的研究, 解決了傳統(tǒng)的機械式(防盜網(wǎng)、防盜窗)安防系統(tǒng)中存在的隱患 (其它沒有安防盜窗的相近樓層形成被盜隱患、發(fā)生火災(zāi)時不易逃生等 )。它用 AT89C51 單片機實現(xiàn)基于 GSM 短信模塊的家庭 安防 報警系統(tǒng),以最直觀的中文短消息或電話形式,直接把報警地點的情況反映到主人的手機屏幕上 。不僅 使 家庭 安防 使用起來更及 時、更方便 ,而且解決了傳統(tǒng)的機械式安防系統(tǒng)帶來的隱患 。 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 第 2 章 整體 設(shè)計 方案 瑰椒 瑰椒 瑰椒 4瑰椒 方案選擇論證 瑰椒 安防 報警系統(tǒng)一般是由入侵探測器、 安防 報警控制器和接警中心組成。 瑰椒 該系統(tǒng)設(shè)計方案有以下兩種: 瑰椒 方案一 : 利用 固定點電話聯(lián)網(wǎng) 安防 報警系統(tǒng) 來實現(xiàn)家庭 安防 報警, 該系統(tǒng)由編程主機、探測器、門磁和遙控器組成,一旦發(fā)生警情,能把報警信息通過郵電通訊網(wǎng)絡(luò)瞬間遠程傳輸?shù)接脩粼O(shè)定的固定電話上,同時向接警中心報告,中心聯(lián)網(wǎng)電腦可通過電子地圖、數(shù)據(jù)庫、電腦語音提示,監(jiān)聽現(xiàn)場 情況,顯示發(fā)生警情的單位、地址、方位、發(fā)案時間、所轄派出所(巡邏大隊)警力分布,及時調(diào)動警力作出快速處理。 瑰椒 方案二: 通過傳感器檢測家庭安全隱患,把檢測結(jié)果送入單片機,通過單片機控制 GSM Modem 向預(yù)先設(shè)定好的手機號碼發(fā)送報警信號,在設(shè)計的報警系統(tǒng)中,不僅可以通過防盜傳感器發(fā)送防盜報警信號,也添加了煙霧傳感器和 氣體泄漏傳感器來檢測煙霧和氣體信號, 實現(xiàn)防火、防燃氣泄漏的作用,同時配備 4X4 矩陣 鍵盤來自己設(shè)置報警手機號碼和315MHZ 調(diào)幅遙控器來實現(xiàn)用戶在進入防區(qū)前或離開防區(qū)后能對系統(tǒng)的布、撤防狀態(tài)進行改 變。 瑰椒 通過比較,方案二能更能滿足我們實時快捷的要求,更加簡單有效,故本設(shè)計選擇方案二。 瑰椒 主控芯片單片機的選擇 瑰椒 20 世紀(jì) 80 年代以來,單片機的發(fā)展非常迅速,就通用單片機而言,世界上一些著名的計算機廠家已投放市場的產(chǎn)品就有 50 多個系列,數(shù)百個品種。 瑰椒 盡管單片機的品種很多,但是在我國使用最多的還是 Intel 公司的 MCS—51 系列單片機和美國 ATMEL 公司的 89C51 單片機。 瑰椒 MCS—51 系列單片機包括三個基本型 803 805 8751。 瑰椒 8031 內(nèi)部包括一個 8 位 CPU、 128 個字節(jié) RAM, 21 個特殊功能寄存器( SFR)、 4 個8 位并行 I/O 口、 1 個全雙工串行口、 2 個 16 位定時器 /計數(shù)器,但片內(nèi)無程序存儲器,需外擴 EPROM 芯片。比較麻煩,不予采用。 瑰椒 8051 是在 8031 的基礎(chǔ)上,片內(nèi)集成有 4KB ROM,作為程序存儲器,是一個程序不超過 4K 字節(jié)的小系統(tǒng)。 ROM 內(nèi)的程序是公司制作芯片時,為用戶 定 制的,出廠的 8051 都是含有特殊用途的單片機。所以 8051 適合與應(yīng)用在程序已定,且批量大的單片機產(chǎn)品中。也不予采用。 瑰椒 8751 是在 8031 基礎(chǔ)上,增加了 4K 字節(jié)的 EPROM,它 構(gòu)成了一個程序小于 4KB 的小系統(tǒng)。用戶可以將程序固化在 EPROM 中,可以反復(fù)修改程序。但其價格相對 8031 較貴。8031 外擴一片 4KB EPROM 的就相當(dāng)與 8751,它的最大優(yōu)點是價格低。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展,能裝入片內(nèi)的外圍接口電路也可以是大規(guī)模的。也不予采用。 瑰椒 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié) FLASH 存儲器的低電壓、高性能 CMOS 8 位微處理器,俗稱瑰椒 瑰椒 5瑰椒 單片機 [2]。 AT89C51 是一種帶 2K 字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除 1000 次。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造,與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中, ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器, AT89C51 是它的一種精簡版本。 AT89C51 單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。故此設(shè)計采用 AT89C51。 瑰椒 AT89C51 的主要性能 瑰椒 ( 1) 與 MCS51 單片機產(chǎn)品兼容 瑰椒 ( 2) 4k 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器 瑰椒 ( 3) 1000 次擦寫周期 瑰椒 ( 4) 全靜態(tài)操作: 0HZ~24HZ 瑰椒 ( 5) 三級程序存 儲器鎖定 瑰椒 ( 6) 32 個可編程 I/O 口線 瑰椒 ( 7) 兩個 16 位定時器 /計數(shù)器 瑰椒 ( 8) 五個中斷器 瑰椒 ( 9) 可編程串行通道 瑰椒 ( 10) 低功耗空閑和掉電模式 瑰椒 ( 11) 看門狗定時器 瑰椒 AT89C51 的引腳結(jié)構(gòu) 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 AT89C51 封裝引腳如圖 所示 。 瑰椒 瑰椒 圖 AT89C51 封裝引腳 瑰椒 瑰椒 瑰椒 6瑰椒 通信模塊的選擇 瑰椒 隨著微電子技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,手機通訊工具已經(jīng)被普遍使用,基于這一點,我設(shè)計了基于 GSM 短信模塊的家庭 安防 報警系統(tǒng),而 由于 HRH GSM Modem 內(nèi)嵌高可靠性的 GSM 引擎( GSM Cellular Engine)和 51 單片機系統(tǒng)( MCS51),標(biāo)準(zhǔn)串行接口和精簡的軟件接口協(xié)議將用戶從繁雜的 GSM 通信標(biāo)準(zhǔn)解析和調(diào)試中解脫出來,使用方便,而且公網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸具有通信范圍廣( GSM 網(wǎng)絡(luò)基本覆蓋全國),傳輸穩(wěn)定、可靠等特點 [3]。因此本設(shè)計選用 HRH GSM Modem 來進行通信。 瑰椒 GSM Modem 的主要功能 瑰椒 ( 1) 收發(fā)短信; 瑰椒 ( 2) 借助短信實現(xiàn)遠程小批量數(shù)據(jù)傳輸; 瑰椒 ( 3) 語音通話( GSM 電話); 瑰椒 ( 4) 數(shù)傳模式實現(xiàn)無線實時數(shù)據(jù)通信; 瑰椒 ( 5) 無線上網(wǎng)(自動應(yīng)答型)。 瑰椒 GSM Modem 的硬件接口 瑰椒 模塊要求 12V/500mA 供電,與計算機或單片機通過串口通信,波特率 9600bps,通過SIM 卡座來安裝 SIM 卡。 瑰椒 傳感器的選擇 瑰椒 要實現(xiàn)防盜、防火、防燃氣泄漏,相應(yīng)的傳感器是必不可少的,而無論是哪種傳感器,其最終輸出的都是開關(guān)量。 瑰椒 紅外傳感器 瑰椒 對于防盜傳感器,本系統(tǒng)采用主動式紅外對射傳感器,它相對于傳統(tǒng)的被動式熱釋紅外傳感器有以下優(yōu)點: 瑰椒 ( 1) 主動式對射紅外傳感器安裝于門窗及一切需要設(shè)防的位置,采用多光束綜合判斷,當(dāng)有一定體積的 障礙物遮擋時,才被觸發(fā),極大的降低了傳感器的誤報; 瑰椒 ( 2) 由于其安裝在門窗等位置,使夜間主人的正常活動不受限制,這給用戶提供了極大的夜間布防的可能。 瑰椒 煙霧傳感器 瑰椒 本設(shè)計選用離子式煙霧傳感器, 離子式煙霧傳感器是一種技術(shù)先進,工作穩(wěn)定可靠的傳感器,被廣泛運用到各種消防報警系統(tǒng)中,性能遠優(yōu)于氣敏電阻類的火災(zāi)報警器。 瑰椒 氣體泄漏傳感器 瑰椒 本設(shè)計選用電化學(xué)型氣體傳感器,電化學(xué)型氣體傳感器可分為原電池式、可控電位電解式、電量式和離子電極式四種類型。原電池式氣體傳感器通過檢測電流來檢測氣 體的體積分?jǐn)?shù),市售的檢測缺氧的儀器幾乎都配有這種傳感器。近年來,又開發(fā)了檢測酸性氣體和毒性氣體的原電池式傳感器。可控電位電解式傳感器是通過測量電解時流過的電流來檢瑰椒 瑰椒 瑰椒 7瑰椒 測氣體的體積分?jǐn)?shù),和原電池式不同的是,需要由外界施加特定電壓, 除了能檢測CO,NO,2CO,2O,2SO等氣體外,還能檢測血液中的氧體積分?jǐn)?shù) [4]。電量式氣體傳感器是通過被測 氣體與電解質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生的電流來檢測氣體的體積分?jǐn)?shù)離子電極式氣體傳感器出現(xiàn)得較早,通過測量離子極化電流來檢測氣體的體積分?jǐn)?shù),電化學(xué)式氣體傳感器主要的優(yōu)點是檢測氣體的靈敏度高、選擇性好。 瑰椒 鍵盤顯示 模塊的 選擇 瑰椒 為了實現(xiàn)系統(tǒng)發(fā)生警情時能夠向指定的號碼發(fā)送短信息的功能,則必須有鍵盤和 LCD顯示,來對 安防 報警系統(tǒng)進行電話號碼的預(yù)設(shè) 。 綜合設(shè)計方案,考慮輸入需 要的 按鍵數(shù)量以及成本,最終選擇 4X4 矩陣鍵盤 和 LCD1602。 瑰椒 存儲器的選擇 瑰椒 為了實現(xiàn)對預(yù)設(shè)電話號碼的存儲和對報警信息的記錄,本系統(tǒng)采用了能夠保證掉電數(shù)據(jù)不丟失的鐵電存儲器,該類存儲器相對于傳統(tǒng)的 EEPROM 有許多優(yōu)點: ( 1) 傳統(tǒng)的EEPROM 寫入次數(shù)有限,一般為 10 萬次,而鐵電存儲器有著近乎無限次擦寫的特性; ( 2)傳統(tǒng)的 EEPROM 寫入速度較慢,一般需要 CPU 延時幾個 NOP 的時間來等待寫入,而鐵電存儲器有著和 RAM 相同的操作速度; ( 3) EEPROM 需要較大的能量來完成一次擦寫,而鐵電存儲器在寫入時屬于微功耗。 瑰椒 同時本設(shè)計選用了 FM24C16 來作為非易失性數(shù)據(jù)存儲器,其特點如下: 瑰椒 ( 1) FM24C16A 是一種串行非易失存儲器,它的結(jié)構(gòu)容量為 512*8 位,接口方式為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)二線制造串行接口,與串行 EEPROM 的功能操作相似,與 EEPROM 具有相同的引腳排列,不同之處在于, FM24C16A 具有非常出色的寫操作性能; 瑰椒 ( 2) 內(nèi)部采用讀恢復(fù)機制操作。所以讀寫次數(shù)與每一次讀寫都有關(guān)系。 FRAM結(jié)構(gòu)是基于行與列陣列排布,每次訪問都會使一行減少一次讀寫壽命 [5]。鐵電的擦寫次數(shù)幾乎可以說是無限次。即使每秒訪問 3000 次,連續(xù)使用十年,使用壽命仍未終止。 瑰椒 時鐘芯片的選擇 瑰椒 為了實現(xiàn)發(fā)生警情時,對發(fā)生警情的時間進行記錄,且為了保證系統(tǒng)的可靠運行,要求系統(tǒng)進行自檢并定時上報系統(tǒng)運行狀態(tài),因此需要系統(tǒng)具有實時時鐘功能。 瑰椒 DS12887 采用 CMOS 技術(shù)制成,把時鐘芯片所需的晶振和外部鋰電池相關(guān)電路集于芯片內(nèi)部。采用 DS12887 芯片設(shè)計的時鐘電路不需任何外圍電路并具有良好的微機接口。DS12887 芯片具有微軾耗、外圍接口簡單、精度高、工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點,可廣泛用于各種需要較高精度的實時時鐘場合中 [6]。故本設(shè)計選用了 DS12887 實時時鐘芯片。 瑰椒 瑰椒 瑰椒 DS12887 功能 瑰椒 該模塊有兩個功能:一是為系統(tǒng)提供實時的時間日歷信息;二是送出一個周期為 125ms瑰椒 瑰椒 8瑰椒 的方波作為 MCU AT89S52 外部中斷 INT0 的中斷源,以產(chǎn)生周期性中斷采集數(shù)據(jù)。該模塊主要由 DS12887 組成,具體的接口電路如圖所示。 DS12887 是 DALLAS 公司生產(chǎn)的實時日歷時鐘芯片,其主要功能包括非易失性時日歷時鐘、報警器、可編程中斷、方波發(fā)生器和 114 字節(jié)的非易失靜態(tài) RAM。 瑰椒 DS12887 引腳定義 瑰椒 AD0AD7:地址 /數(shù)據(jù),應(yīng)接 P2 口。 瑰椒 MOT:總線類型選擇,與 AT89C51 連接時接地。 瑰椒 CS:片選端,地址選通,與 AT89C51 連接時接 ALE。 瑰椒 R/W:讀 /寫控制,與 AT89C51 連接時接 WD。 瑰椒 DS:數(shù)據(jù)選通,與 AT89C51 連接時接 RD。 瑰椒 RESET:復(fù)位端,接 +5V。 IRQ:中斷請求輸出。 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 瑰椒 DS12887 管腳如圖 所示 。瑰椒 圖 DS12887
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