【正文】 ，以滿足不同的安全防范要求。 根據實際現場環(huán)境和用戶的安全防范要求，合理的選擇和安裝各種報警探測器，才能較好的達到安全防范的目的。當報警探測器受到破壞、人為將其傳輸線短路或斷路，以及非法試圖打開其防護罩時，均應能產生報警信號輸出；另外報警探測器還應具有一定的抗干擾措施，以防止各種誤報現象的發(fā)生，例如：防寵物和小動物騷擾、抗因環(huán)境條件變化而產生的誤報干擾等。 報警探測器的靈敏度和可靠性是相互影響的。采用不同的抗干擾措施，決定了報警探測器在不同環(huán)境下的使用性能。段落首行空兩格？ 報警系統(tǒng)的現狀及發(fā)展趨勢隨著微電子技術與網絡技術的飛速發(fā)展，人們對于生活、工作環(huán)境的安全、方便、舒適提出了越來越高的要求，因此智能化住宅就隨之出現，也隨著改革開放的深入和市場經濟的迅速發(fā)展、提高，城市外來流動人口大量增加，帶來許多不安定因素，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)建設中不可缺少的一項，而以往的做法是安裝防盜門、防盜網，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住宅的入侵，故利用高科技的電子防盜報警系統(tǒng)也就應運而生。 數字化、無線化、集成化是防盜報警系統(tǒng)的技術發(fā)展趨勢: 更穩(wěn)定／可靠：如探測器需可抗RFI/EMI、防雷電等，以適應惡劣氣候； 更多樣的功能：如探測器可調頻、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裝潢需求； 更智能化的設計：方便地設／撤防，人性化的操作界面； 更強大的聯(lián)網功能。 上述發(fā)展趨勢，事實上都建立在數字化、無線化、集成化的三大核心技術基礎上。GSM的移動數碼通信技術及全球移動通信的普及應用，使用任何的移動、固定電話通信對車輛進行管理和監(jiān)護,也可無鑰匙對車輛進行操作啟動和駕駛，實現不限時間、地點的全球遠程遙控與監(jiān)控，使人、車相處“形影不離”。摒棄傳統(tǒng)產品的被動報警、距離隔閡、遠程無知與失控的弊端，將愛車隨時處于自己的掌控之中，是最新汽車高科技配套產品。 本課題研究思路和擬完成的任務本設計將微控制器和GSM無線通信模塊應用到遠程紅外報警系統(tǒng)的設計之中。通過GSM無線通信模塊實現遠程報警。并將報警信息通過GSM無線通信模塊傳送到遠程的用戶手機上，從而實現遠程的安防和報警。本文的第二章將對運程紅外報警系統(tǒng)的各個主要部分的方案進行論證和比較，并確定最終的總體設計方案。并給出各部分設計的電路原理圖。主要包括TC35 GSM模塊的編程、單片機串行口的編程以及系統(tǒng)主程序流程的設計。第五章將進行系統(tǒng)的制作與調試。最后，第六章，將對本文的設計內容進行總結。第二章 系統(tǒng)的總體方案論證與設計 前面我們討論了報警系統(tǒng)的構成及其發(fā)展趨勢，本章我們將對遠程紅外報警系統(tǒng)的各個部分進行論證，進行系統(tǒng)的總體設計。需要防范入侵的地方很多，可以是某些特定的點、線、面，甚至是整個空間。再經過后面的信號處理器把傳感器轉化的電量進行放大、濾波、整形處理，使它能成為一種能夠在系統(tǒng)傳輸信道中順利轉送的信號。而任何物體由于本身的物理和化學性質的不同、本身溫度不同所產生的紅外輻射的波長和距離也不盡相同，通常分為三個波段。下面分別介紹被動式紅外探測器和主動式紅外探測器[3]。溫度越高的物體，紅外輻射越強。我們之所以稱為被動紅外，即探測器本身不發(fā)射任何能量而只被動接收、探測來自環(huán)境的紅外輻射。被動紅外入侵探測器形成的警戒線一般可以達到數十米。其核心是不見是紅外探測器件，通過關學系統(tǒng)的配合作用可以探測到某個立體防范空間內的熱輻射的變化。被動式紅外探測器根據其結構不同、警戒范圍及探測距離也有所不同，大致可以分為單波束型和多波束型兩種。這種方式的探測器境界視場角較窄，一般在5176。因此又稱為直線遠距離控制型被動紅探測器，適合保護狹長的走廊、通道以及封鎖門窗和圍墻。這種透鏡是用特殊塑料一次成型，若干個小透鏡排列在一個弧面上。菲涅爾透鏡自上而下分為幾排，上面透鏡較多，下邊較少。下邊透鏡較少，一是因為人體下部紅外輻射較弱，二是為防止地面小動物紅外輻射干擾。垂直視場角最大也可以達到90176。所有透鏡都向內部設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內走動就會報警。否則不斷變化的熱氣流將引起誤報警。安裝在頂棚上向下360176。方案二：主動式紅外探測器主動紅外探測器由紅外發(fā)射機、紅外接收機和報警控制器組成。紅外光在人眼看不見的光譜范圍，有人經過這條無形的封鎖線，必然全部或部分遮擋紅外光束。主動式紅外探測器遇到小動物、樹葉、沙塵、雨、雪、霧遮擋則不應報警，人或相當體積的物品遮擋將發(fā)生報警。因此主動式探測器所探測的是點到點，而不是一個面的范圍。但若對一個空間進行布防，則需有多個主動式探測器，價格昂貴。主動式紅外探測器有單光束、雙光束、四光束之分。當反射面的位置與方向發(fā)生變化或紅外發(fā)射光束和反射光束之一被阻擋而使接收機無法接收到紅外反射光束時發(fā)出報警信號。綜合考慮被動式紅外傳感器探測性能好、易于布防、價格便宜，本設計采用被動式紅外傳感器，也就是熱釋電傳感器。方案一：基于ARM的嵌入式系統(tǒng)。由于ARM處理器的功能強大，資源豐富，因此使用這種方案可以使系統(tǒng)功能近乎完美，而且由于使用了操作系統(tǒng)，應用程序的設計會變的簡單可靠。目前情況下，我們不考慮這種方案。目前SOC型單片機已經非常普遍，基于51內核的SOC型芯片也有眾多的供應廠商。這些單片機都有豐富的資源，一般都不需要外擴其他器件就可以構成一個完成的系統(tǒng)。方案三：采用常用的AT89S52單片機作為核心控制器，此單片機的內部存儲器（RAM）和程序存儲器（ROM）及其引腳資源，基本上能實現設計指標，并且價格便宜，參考資料很多。因此綜合考慮選用方案三。而基于GSM/GPRS網絡的數據傳輸通常有四種方式，一種是基于短消息的數據傳輸，第二種是基于DATA（一種以電路交換為基礎的傳輸方式）的數據傳輸；第三種是通過語音方式進行數據傳輸；最后就是通過IP（INTERNET PROTOCOL，因特網協(xié)議）方式傳輸數據。方案一：基于短消息的數據傳輸基于短消息的數據傳輸是通過短消息作為數據傳輸的載體，利用AT指令將短消息讀出并將信息還原，這樣就完成一次數據通信。短消息數據傳輸方式特別適合于小數據量且中低采集頻率的無線監(jiān)控系統(tǒng)使用。通過AT指令來進行數據撥號，等待數據連接建立后，只需將ASCⅡ碼數據送入通信模塊既可?；贒ATA的數據傳輸方式數據傳輸安全、實時性好、數據傳輸量大，但主要是成本較高，適合與要求可靠性很高且海量數據傳輸的系統(tǒng)中。該方案還可以通過語音通道傳輸。該方案基本不被采用，但可以作為備選方案用于無線安防系統(tǒng)中。由于GPRS數據傳輸的基礎是TCP/IP協(xié)議的轉換。根據目前大部分系統(tǒng)的需求并綜合以上方案的優(yōu)缺點，選擇基于GSM網絡的短信息的數據傳輸來做為我設計的紅外遠程報警系統(tǒng)的無線通道。綜合以上考慮，本設計總體設計框圖如圖21所示。單片機系統(tǒng)對輸入信號進行判斷和處理，當系統(tǒng)處于報警開啟狀態(tài)時，如果單片機判斷出熱釋電探測電路送來的檢測信號，單片機將通過報警電路進行就地報警，給犯罪分子以威懾，嚇跑入侵者。監(jiān)控者也可用短信息的命令形式去設置以微控制器為核心的智能模塊，以及發(fā)送短信消息查詢命令和監(jiān)控情況，從而達到遠程監(jiān)控的目的。第三章 系統(tǒng)的硬件電路設計 紅外探測電路設計熱釋電傳感器有三個引腳分別是電源正負極和信號輸出。這一微弱信號將送到信號處理集成電路 BISS0001進行處理。它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構成被動式的熱釋電紅外開關?！ISS0001的特點*CMOS工藝*數?；旌?具有獨立的高輸入阻抗運算放大器*內部的雙向鑒幅器可有效抑制干擾*內設延遲時間定時器和封鎖時間定時器*采用16腳DIP封裝BISS0001的管腳圖和管腳說明圖32 BISS0001引腳功能圖　表31 BISS0001 管腳說明引腳名稱I/O功能說明1AI可重復觸發(fā)和不可重復觸發(fā)選擇端。由VS的上跳變沿觸發(fā)，使Vo輸出從低電平跳變到高電平時視為有效觸發(fā)。3RR1輸出延遲時間Tx的調節(jié)端4RC1輸出延遲時間Tx的調節(jié)端5RC2觸發(fā)封鎖時間Ti的調節(jié)端6RR2觸發(fā)封鎖時間Ti的調節(jié)端7VSS工作電源負端8VRFI參考電壓及復位輸入端。當VcVR時禁止觸發(fā)；當VcVR時允許觸發(fā)(VR≈)10IB運算放大器偏置電流設置端11VDD工作電源正端122OUTO第二級運算放大器的輸出端132INI第二級運算放大器的反相輸入端141IN+I第一級運算放大器的同相輸入端151INI第一級運算放大器的反相輸入端161OUTO第一級運算放大器的輸出端BISS0001的可重復觸發(fā)方式圖33 BISS0001的可重復觸發(fā)工作方式下的波形以下圖所示的可重復觸發(fā)工作方式下的波形，來說明其工作過程。在Vc=“1”、A=“1”時，Vs可重復觸發(fā)Vo為有效狀態(tài)，并可促使Vo在Tx周期內一直保持有效狀態(tài)。圖31中，芯片處于可重復觸發(fā)工作方式。輸出延遲時間Tx由外部的R7和C6的大小調整，值為Tx≈24576xR7C6；觸發(fā)封鎖時間Ti由外部的R8和C7的大小調整，值為Ti≈24xR8C7。電路的輸出送到無線編碼發(fā)射電路，將報警信號發(fā)送出去。它集Flash程序內存既可在線編程（ISP）也可用傳統(tǒng)方法進行編程及通用8位微處理器于單片芯片中，ATMEL公司的功能強大，低價位AT89S52單片機可為您提供許多高性價比的應用場合，它靈活應用于各種控制領域。2）時鐘電路引腳XTALl和XTAL2XTALl：振蕩器反相放大器的及內部時鐘發(fā)生器的輸入端. XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端. 振蕩器特性： XTALl、XTAL2為片內振蕩器的反相放大器的輸入和輸出端。如需從外部輸入時鐘驅動AT89S52，時鐘信號從XTAL1輸入，XTAL2應懸空。圖35 89S52內部/外部時鐘電路3）控制信號引腳RST，所有的I/O口都將復位到1(高電平)狀態(tài)。4）I／O(輸入／輸出) P0、 P P2和 P3P0口(39—32腳)：P0口是一個漏極開路的8位雙向口。當P0口作為輸入口使用時，其先向鎖存器(地址80H)寫入全1，此時P0口的全部引腳懸空，叫作為高阻抗輸入。在P1口作為輸入口使用時，應先向P1口鎖存器(地址90H)寫入全1,上拉電阻接成高電平。P2口的每一位能驅動4個LS型TTL負載。P3口的每一位能驅動(吸收或輸出電流)4個LS型TTL負載。 表32 端口引腳功能 單片機最小系統(tǒng)電路單片機最小系統(tǒng)，或者稱為最小應用系統(tǒng)，是指用最少的元件組成的單片機可以工作的系統(tǒng)。時鐘電路 AT89S52內部有一個用于構成振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。內部方式的時鐘電路如圖36（a）所示，在XTAL1和XTAL2引腳上外接定時元件，內部振蕩器就產生自激振蕩?！?2MHz之間選擇，電容值在5～30pF之間選擇，電容值的大小可對頻率起微調的作用。對外部振蕩信號無特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于12MHz的方波信號。本設計采用內部時鐘方式。其主要功能是把PC初始化為0000H，使單片機從0000H單元開始執(zhí)行程序。除PC之外，復位操作還對其他一些寄存器有影響，它們的復位狀態(tài)如表33所示。復位信號是高電平有效，其有效時間應持續(xù)24個振蕩周期(即二個機器周期)以上。產生復位信號的電路邏輯如圖37所示。外部電路產生的復位信號(RST)送至施密特觸發(fā)器，再由片內復位電路在每個機器周期的S5P2時刻對施密特觸發(fā)器的輸出進行采樣，然后才得到內部復位操作所需要的信號。上電自動復位是通過外部復位電路的電容充電來實現的，其電路如圖38(a)所示。 ？？？？圖38（a）上電復位 （b）按鍵電平復位 （c）按鍵脈沖復位參照圖36改按鍵手動復位有電平方式和脈沖方式兩種。上述電路圖中的電阻、電容參數適用于12MHz晶振，能保證復位信號高電平持續(xù)時間大于2個機器周期。本設計的單片機最小系統(tǒng)電路圖如圖39中所示，單片機AT89S52的時鐘引腳外接12M晶振，作為單片機工作的時鐘，EA端接高電平，表示使用片內程序存儲器。當按下按鍵S1時，RST端將被接入高電平，同樣可以使系統(tǒng)手動復位。其中西門子的TC35系列模塊性價比很高,并且已經有國內的無線電設備入網證。這是西門子推出的最新的無線模塊,功能上與TC35兼容,設計緊湊,大大縮小了用戶產品的體積。該模塊集射頻電路和基帶于一體,向用戶提供標準的AT命令接口,為數據、語音、短消息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸,方便用戶的應用開發(fā)及設計。自帶RS232通訊接口,可以方便地與PC機、單片機連機通訊?！?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)。此外,該模塊還具有電話簿功能、多方通話,漫游檢測功能,常用工作模式有省電模式、IDLE、TALK等模式。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。作為TC35的核心,基帶處理器主要處理GSM終端內的語音、數據信號,并涵蓋了蜂窩射頻設備中的所有的模擬和數字功能。TC35內部結構如圖310所示。支持數據、語音、短消息和傳真。質量為9g?？蛇x波特率300bps~115kbps,動波特率 ~115kbps。溫度