【文章內(nèi)容簡介】 電話上，同時(shí)向接警中心報(bào)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(shí)間、所轄派出所（巡邏大隊(duì)）警力分布，及時(shí)調(diào)動(dòng)警力作出快速處理。 隨后，人們又開始利用智能撥號防盜報(bào)警系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)家庭防盜報(bào)警，智能撥號防盜報(bào)警系統(tǒng) ,配合各種無線探測器，可實(shí)現(xiàn)智能化防盜、防火、防燃?xì)饴┞?、緊急 求救等功能。當(dāng)有人非法進(jìn)入設(shè)防區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)將鳴響警笛報(bào)警，并自動(dòng)循環(huán)撥打事先設(shè)置好的 1－ 6 組電話報(bào)警，可通過面板的八個(gè)防區(qū)顯示準(zhǔn)確知道報(bào)警位置，并且能夠設(shè)置在家布防此時(shí)家中有人走動(dòng)不會報(bào)警，周界有人進(jìn)入會立即觸，離家布防此時(shí)所有的探測器處于警界狀態(tài)，可以聯(lián)網(wǎng)報(bào)警。它設(shè)有 8 個(gè)有線防區(qū) /16 個(gè)無線防區(qū)兼容，自錄語音，語音分防區(qū)撥號報(bào)警，識別各種警情鍵 盤面板操作， “ 黑匣子 ” 功能，記錄布、撤防、報(bào)警等事件，隨時(shí)查閱，現(xiàn)場報(bào)警，啟動(dòng)內(nèi)置警號，恐嚇竊賊，撥號報(bào)警，電話遙控，異地監(jiān)聽，系統(tǒng)定時(shí)巡檢，自動(dòng)顯示和打印警情，數(shù) 據(jù)永久保存?zhèn)洳椤? 隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，家庭防盜報(bào)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防盜報(bào)警系統(tǒng)，在以后的發(fā)展中，將會出現(xiàn)越來越高級實(shí)用的家庭防盜報(bào)警裝置，也是我們這一代人所研究的方向。 設(shè)計(jì)背景目的 隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，報(bào)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(jī)械式（防盜網(wǎng)、防盜窗）安防系統(tǒng)已不能滿足人們需求，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是 對家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)的研究，隨著信息時(shí)代的到來，手機(jī)通訊工具越來越普及。該設(shè)計(jì)正是利用這一點(diǎn)，展開對家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)的研究，解決 了傳統(tǒng)的機(jī)械式（防盜網(wǎng)、防盜窗）安防系統(tǒng)中存在的隱患，如為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(shí)不易逃生等。它用 AT89S52 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)基于 GSM 短信模塊的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)，以最直觀的中文短消息或電話形式，直接把報(bào)警地點(diǎn)的情況反映到主人的手機(jī)屏幕上，這 使 家庭防盜使用起來更及時(shí)、更方便。 報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用 該設(shè)計(jì)是基于 GSM短信模塊的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)。根據(jù)防盜報(bào)警系統(tǒng)要求，通過傳感器檢測家庭安全隱患，把檢測結(jié)果送入單片機(jī)，通過單片機(jī)控制 GSM Modem 向預(yù)先設(shè)定好的手機(jī)號碼發(fā)送報(bào)警信號， 在設(shè)計(jì)的報(bào)警系統(tǒng)中，不僅可以通過防盜傳感器發(fā)送防盜報(bào)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(shí)現(xiàn)防火、防燃?xì)庑孤┑淖饔?，同時(shí)配備了 HD7279 鍵盤來自己設(shè)置報(bào)警手機(jī)號碼和 315MHZ 調(diào)幅遙控器來實(shí)現(xiàn)用戶在進(jìn)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(jìn)行改變。 第二章 整體 設(shè)計(jì) 方案 方案選擇論證 防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)防盜報(bào)警系統(tǒng)一般是由入侵探測器、防盜報(bào)警控制器和接警中心 (硬件加軟件 )組成。它的最簡形式是本地 (家庭、單位等 )報(bào)警系統(tǒng) ,它的組成部分是入侵探測器和本 地報(bào)警控制器 ,以及聲光報(bào)警器。 該系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案有以下兩種： 方案一 ： 利用 固定點(diǎn)電話聯(lián)網(wǎng)防盜報(bào)警系統(tǒng) 來實(shí)現(xiàn)家庭防盜報(bào)警， 該系統(tǒng)由編程主機(jī)、探測器、門磁和遙控器組成，一旦發(fā)生警情，能把報(bào)警信息通過郵電通訊網(wǎng)絡(luò)瞬間遠(yuǎn)程傳輸?shù)接脩粼O(shè)定的固定電話上，同時(shí)向接警中心報(bào)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(shí)間、所轄派出所（巡邏大隊(duì)）警力分布，及時(shí)調(diào)動(dòng)警力作出快速處理。 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(jī)，通過單片機(jī)控制 GSM Modem向預(yù)先設(shè)定好的手機(jī)號碼發(fā)送報(bào)警信號，在設(shè)計(jì)的報(bào)警系統(tǒng)中，不僅可以通過防盜傳感器發(fā)送防盜報(bào)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(shí)現(xiàn)防火、防燃?xì)庑孤┑淖饔?，同時(shí)配備了HD7279鍵盤來自己設(shè)置報(bào)警手機(jī)號碼和 315MHZ調(diào)幅遙控器來實(shí)現(xiàn)用戶在進(jìn)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(jìn)行改變。 通過比較，方案二能更能滿足我們實(shí)時(shí)快捷的要求，更加簡單有效，故本設(shè)計(jì)選擇方案二。 主控芯片單片機(jī)的選擇 20 世紀(jì) 80 年代以來，單片機(jī)的發(fā)展非常迅速，就通用單片機(jī)而言，世界上一些著名 的計(jì)算機(jī)廠家已投放市場的產(chǎn)品就有 50 多個(gè)系列，數(shù)百個(gè)品種。目前世界上較為著名的 8 位單片機(jī)的生產(chǎn)廠家和主要機(jī)型如下： 美國 Intel 公司： MCS—51 系列及其增強(qiáng)型系列 美國 Motorola 公司： 6801 系列和 6805 系列 美國 Atmel 公司： 89C51 等單片機(jī) 美國 Zilog 公司： Z8 系列及 SUPER8 美國 Fairchild 公司： F8 系列和 3870 系列 美國 Rockwell 公司： 6500/1 系列 美國 TI（德克薩司儀器儀表）公司： TMS7000 系列 NS（美國國家半導(dǎo)體）公司： NS8070 系列 盡管單片機(jī) 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(jī)和美國 Atmel 公司的 89C51 單片機(jī)。 MCS—51 系列單片機(jī)包括三個(gè)基本型 803 805 8751。 8031內(nèi)部包括一個(gè) 8位 CPU、 128個(gè)字節(jié) RAM， 21個(gè)特殊功能寄存器（ SFR）、4 個(gè) 8 位并行 I/O 口、 1 個(gè)全雙工串行口、 2 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，但片內(nèi)無程序存儲器，需外擴(kuò) EPROM 芯片。比較麻煩，不予采用。 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(gè)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(shí)，代為用戶燒制的，出廠的 8051 都是含有特殊用途的單片機(jī)。所以 8051 適合與應(yīng)用在程序已定，且批量大的單片機(jī)產(chǎn)品中。也不予采用。 8751 是在 8031 基礎(chǔ)上，增加了 4K 字節(jié)的 EPROM，它構(gòu)成了一個(gè)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(jià)格相對 8031 較貴。 8031 外擴(kuò)一片 4KB EPROM 的就相當(dāng)與 8751，它的最大優(yōu)點(diǎn)是價(jià)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。 AT89S52 是一種低功 耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8KB 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上 Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52 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。AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ，一個(gè) 6 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外， AT89S52 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)中斷或硬件復(fù)位為止。故此設(shè)計(jì)采用 AT89S52。 AT89S52 的主要性能 ? 與 MCS51 單片機(jī)產(chǎn)品兼容 ? 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器 ? 1000 次擦寫周期 ? 全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33Hz ? 三級加密程序存儲器 ? 32 個(gè)可編程 I/O 口線 ? 三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ? 八個(gè)中斷源 ? 全雙工 UART 串行通道 ? 低功耗空閑和掉電模式 ? 掉電后中斷可喚醒 ? 看門狗定時(shí)器 ? 雙數(shù)據(jù)指針 ? 掉電標(biāo)識符 AT89S52 的引腳結(jié)構(gòu) 通信模塊的選擇 隨著微電子技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，手機(jī)通訊工具已經(jīng)被普遍使用，基于這一點(diǎn)，我設(shè)計(jì)了基于 GSM 短信模塊的家庭 防盜報(bào)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(jī)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(diǎn)。因此本設(shè)計(jì)選用 HRH GSM Modem 來進(jìn)行通信。 GSM Modem 的主要功能 ； ； （ GSM 電話）； ； 圖 AT89S52 封裝引腳 AT89S52 封裝引腳如圖 所示 （自動(dòng)應(yīng)答型）。 GSM Modem 的硬件接口 模塊要求 12V/500mA 供電，與計(jì)算機(jī)或單片機(jī)通過串口通信，波特率9600bps，通過 SIM 卡座來安裝 SIM 卡。 傳感器的選擇 要實(shí)現(xiàn)防盜、防火、防燃?xì)庑孤?，相?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。 紅外傳感器 對于防盜傳感器，本系統(tǒng)采用主動(dòng)式紅外對射傳感器，它相對于傳統(tǒng)的被動(dòng)式熱釋紅外傳感器有以下優(yōu)點(diǎn)： 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(shí)，才被觸發(fā)，極大的降低了傳感器的誤報(bào)； ，使夜間主人的正?；顒?dòng)不受限制，這給用戶提供了極大的夜間布防的可能。 煙霧傳感器 本設(shè)計(jì)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(jìn)，工作穩(wěn)定可靠的傳感器，被廣泛運(yùn)用到各種消防報(bào)警系統(tǒng)中，性能遠(yuǎn)優(yōu)于氣敏電阻類的火災(zāi)報(bào)警器。 ..3 氣體泄漏傳感器 本設(shè)計(jì)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(shí)流過的電流來檢測氣體的體積分?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，2，2O，2SO等氣體外，還能檢測血液中的氧體積分?jǐn)?shù)。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(diǎn)是檢測氣體的 靈敏度高、選擇性好。 鍵盤顯示芯片選擇 為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)發(fā)生警情時(shí)能夠向指定的號碼發(fā)送短信息的功能，則必須有鍵盤和 LED顯示，來對防盜報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行電話號碼的預(yù)設(shè)，而 HD7279鍵盤顯示芯片支持 64鍵盤和 8位數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示，與傳統(tǒng)的鍵盤顯示芯片 8279相比，外圍芯片少，與 CPU僅有 4線串行通信，大大的節(jié)省了 CPU I/O口的資源； HD7279內(nèi)部含有譯碼器，可直接接受 BCD碼或 16進(jìn)制碼，并同時(shí)具有兩種譯碼方式。此外，還具有多種控制指令，如左移、右移、閃爍、消隱、段尋址等； HD7279具有片選信號，可方便 的實(shí)現(xiàn)多于 8位的顯示或多于 64鍵的鍵盤接口。所以本設(shè)計(jì)選用HD7279鍵盤顯示芯片來預(yù)設(shè)防盜報(bào)警系統(tǒng)和電話號碼。 HD7279是一片具有串行接口的、可同時(shí)驅(qū)動(dòng) 8位共陰式數(shù)碼管 (或 64只獨(dú)立 LED)的智能顯示驅(qū)動(dòng)芯片，該芯片同 時(shí) 還可連接多達(dá) 64鍵的鍵盤矩陣電路，即可完成 LED顯示鍵盤接口的全部功能 。 HD7279內(nèi)部含有譯碼器，可直接接受 BCD碼或 16進(jìn)制碼，并同時(shí)具有 2種譯碼方式。此外，還具有多種控制指令，如消隱、閃爍、左移、右移、段尋址等。 HD7279具有片選信號可方便地實(shí)現(xiàn)多于 8位的顯示或多于 64鍵的鍵盤接 口。 特點(diǎn)： 串行接口，無需外圍元件可直接驅(qū)動(dòng) LED 各位獨(dú)立控制譯碼 /不譯碼及消隱和閃爍屬性 循環(huán)左移 /循環(huán)右移指令 具有段尋址指令，方便控制獨(dú)立 LED 64鍵鍵盤控制器，內(nèi)含抖動(dòng)電路 HD7279 的管腳封裝如圖 所示 HD7279引腳如表一所示 有 DIP和 SOIC兩種封裝形式供選擇 表一 HD7279引腳 引腳 名稱 說明 1， 2 VDD 正電源 3， 5 NC 無連接，必須懸空 4 VSS 接地 6 CS 片選輸入端，此引腳為低電平時(shí)，可向芯片發(fā)送指令及讀取鍵盤數(shù)據(jù) 7 CLK 同步時(shí)鐘輸入端，向芯片發(fā)送數(shù)據(jù)及讀取鍵盤數(shù)據(jù)時(shí)，此引腳電平上升沿表示數(shù)據(jù)有效 8 DATA 串行數(shù)據(jù)輸入 /輸出端，當(dāng)芯片接收指令時(shí)，此引腳為輸入端；當(dāng)讀取鍵盤數(shù)據(jù)時(shí)，此引腳在 ?讀 ?指令最后一個(gè)時(shí)鐘的下降沿變?yōu)閳D HD7279 的管腳封裝 輸