【正文】 ...............................................24 附件（程序） ........................................................................................ 22 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) II 基于 GSM 的遠(yuǎn)程報警系統(tǒng) 摘 要 當(dāng)家里沒人的時候，怎樣才能快速有效的實現(xiàn)防盜遠(yuǎn)程報警功能，是所有人都很關(guān)注的問題?；?GSM 網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程報警系統(tǒng)是利用現(xiàn)有的很成熟的 GSM 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的遠(yuǎn)程報警防盜系統(tǒng)，因為 GSM 網(wǎng)絡(luò)通信距離遠(yuǎn)，成本低，誤碼率低，運行穩(wěn)定可靠，所以可以很好的解決人們所擔(dān)憂的問題。系統(tǒng)可以實現(xiàn)對無人看守的家 庭防盜報警，適用范圍廣。 課題研究的主要內(nèi)容主要包括下面幾個部分： ； ，包括單片機(jī)系統(tǒng)電路設(shè)計，按鍵電路設(shè)計， GSM 模塊電路設(shè)計等； 。 關(guān)鍵詞 : 遠(yuǎn)程報警； GSM； 單片機(jī) 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) III Remote alarm system based on GSM Abstract When no one39。 hardware design, including the circuit design of MCU system, a key circuit design, GSM module circuit design。 GSM。利用已經(jīng)比較成熟的移動通信技術(shù)達(dá)到遠(yuǎn)程控制報警就是在這樣的背景下產(chǎn)生的，國外一些發(fā)達(dá)國家在 遠(yuǎn)程控制報警領(lǐng)域的研究比我國起步要較早一些。利用該技術(shù)，技術(shù)人員不用再親臨現(xiàn)場，能夠?qū)崿F(xiàn)對無人看守的環(huán)境進(jìn)行全天候的監(jiān)控，防止物品被盜，從而減少人力物力的浪費 [2]。遠(yuǎn)程控制技術(shù)可以說已經(jīng)和我們現(xiàn)在的生活密不可分了，利用遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，可以給我們得生活帶來很多的便利之處 [9]。在 20 世紀(jì)末期，曾經(jīng)就有媒體報道過日本在遠(yuǎn)程控制技術(shù)方面取得的可喜成績，開發(fā)出一種可以用手機(jī)遠(yuǎn)程控制的機(jī)器人，這種機(jī)器人可以通過手機(jī)發(fā)送的不同信息作出相應(yīng)的 動作。我國對遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域的研究相應(yīng)的也多了起來，利用移動通信技術(shù)實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的便利性和重要性已經(jīng)越來越明顯 [6]。前端控制主機(jī)，無線 GSM 通信模塊， GSM 網(wǎng)絡(luò)，用戶等組成，結(jié)構(gòu)框圖如 圖 21 所示 ?？刂破髫?fù)責(zé)分析整理他側(cè)起發(fā)來的報警信息，識別警情類型，并利用串口控制 GSM模塊將相應(yīng)的報警信息通過 GSM 網(wǎng)絡(luò)傳送給用戶。 前端控制器的核心是微處理 器 MCU， RS232 接口轉(zhuǎn)換電路等外圍電路，系統(tǒng)中微處理器選用的是 STC89C52 單片機(jī)，用于控制 GSM 模塊的相應(yīng)動作。所以本次課題選擇了 GSM 作為信息床送的平臺，下面具體介紹一下 GSM 通信 平臺。 2. 可以有多種業(yè)務(wù)供用戶選擇，當(dāng)然，發(fā)送和接收短信也在內(nèi)。 4. 通信成本非常低廉。 正因為以上幾點的特點，考慮到傳輸速率，覆蓋范圍，成本等方面，本課題選用 GSM網(wǎng)絡(luò)作為遠(yuǎn)程報警的通信平臺 [1]。 GSM 模塊需要通過使用 AT 指令進(jìn)行控制，模塊可以和電腦通過 RS232 串口相連，也可以通過單片機(jī)進(jìn)行控制。比如中興公司生產(chǎn)的 ZXGM18 模塊，西門子公司生產(chǎn)的 TC35 系列模塊， Ericsson 公司生產(chǎn)的 DM10 模塊等等。所以選擇 TC35i模塊作為課題的發(fā)送端模塊。 單片機(jī)的種類很多，如何選擇一款適合本次課題的單片機(jī)，可 以考慮以下幾點在進(jìn)行選擇：其一，根據(jù)所需要完成的任務(wù)要求進(jìn)行選擇，其二，選擇單片機(jī)的時候盡量多考慮比較熟悉的單片機(jī)，這樣就可以是的在同等條件下的開發(fā)時間大大的縮短，提高工作效率。 STC89C52 單片機(jī)是 STC 公司生產(chǎn)的一種低功耗，高性能 CMOS8 位微控制器，SRC89C52 單片機(jī)使用了經(jīng)典的 MCS51 內(nèi)核，但做了很多改進(jìn)，是的芯片具有傳統(tǒng) 5 單片機(jī)不具 有的功能 [3] [15]。 傳感器的選擇 振動探測器又可以稱為振動測量。振動傳 感器可以把傳感器輸出的電信號變換企鵝能將其放大到觸發(fā)器所需的電平，觸發(fā)器則可 以把適調(diào)放大器輸出的電平轉(zhuǎn)化成繼電器開關(guān)狀態(tài)，探測器的核心部件是振動傳感器。本系統(tǒng)采用高靈敏度振動探測器 [4]。如 圖 22所示 。 VSS（ 20 引腳）：接地 。作為輸出端口，每個引腳能驅(qū)動 8 個 TTL 負(fù)載，對端口 P0 寫入“ 1”時，可以作為高阻抗輸入。此時， P0 口內(nèi)部上拉電阻有效。驗證時，要求外接上拉電阻。P1 的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或者輸出電流方式） 4 個 TTL 輸入。 P1 口作輸入口使用時，因為有內(nèi)部上拉電阻，那些被外部拉低的引腳會輸出一個電流。 P2 的輸出緩沖器可以驅(qū)動（吸收或輸出電流方式） 4 個 TTL 輸入。 P2 作為輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流。 P3 的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或輸出電流方式） 4 個 TTL 輸入。 P3 做輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸入一個電流。 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 7 TC35iGSM 模塊 TC35i 模塊相關(guān)電路 圖 33 TC35i 模塊相關(guān)電路 TC35i 外圍電路如上圖 33所示 電源電路分為充電電池和穩(wěn)壓電源模塊兩部分：充電電池主要為整個系統(tǒng)提供 工作電壓 ,同時產(chǎn)生 MAX3238所需要的高電平 。 啟動電路由開漏極三極管和上電復(fù)位電路組成。啟動后 ,15 腳的信號應(yīng)保持高電平。為了適合外部的 SIM 接口 ,該接口連接到主接口 (ZIF 連接器 )。當(dāng)插入 SIM 卡 ,該引腳置為高電平時 ,系統(tǒng)方可進(jìn)入正常工作。數(shù)據(jù)通信電路以 Maxim 公司的 MAX3238 芯片為核心 ,實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換及串口通信功能 。增強型 ESD 結(jié)構(gòu)為所有發(fā)送器輸出和接收器輸入提供保護(hù) ,可承受 177。8kV IEC 1000 42接觸放電和 177。 TC35 的 SYNC 引腳有兩種工作模式 ,可用 AT 命令 AT SYNC 進(jìn)行切換。本模塊使用的是后一種功能：當(dāng) LED 熄滅時 ,表明 TC35 處于關(guān)閉或睡眠狀態(tài) 。當(dāng) LED為 75ms亮 /3s熄時 ,表明 TC35已登錄進(jìn)網(wǎng)絡(luò) ,處于持機(jī)狀態(tài)。、語音、短消息和傳真 。 9g。 300bps~115kbps,動波特率 ~115kbps。 —— 正常操作 20℃~+55℃, 存放 30℃~+85℃。 TC35i 有 40 個引腳 ,通過一個 ZIF(Zero Insertion Force,零阻力插座 )連接器引出。第 1~14 腳為電源部分： 1~5 為電源電壓輸入端 Vbatt+,6~10 為電源地 GND,1 12 為充華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 9 電引腳 ,13 為對外輸出電壓 (共外電路使用 ),14 為 ACCUTEMP 接負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。 33~40為語音接口 ,用 來接電話手柄。30為 RTC backup,31 為 Power down,32 為 SYNC。 TC35 的數(shù)據(jù)輸入 /輸出接口實際上是一個串行異步收發(fā)器 ,符合 ITUT RS232 接口標(biāo)準(zhǔn)。模塊中與 SMS 有關(guān)的 GSM AT 指令介紹 GSM 引擎模塊提供的命令接口符合 和 規(guī)范。對短消息作了詳細(xì)的規(guī)定。與 SMS 有關(guān)的 GSM AT 指令如表 1 所列。 目前 ,發(fā)送短消息常用 Text 和 PDU(Protocol Data Unit,協(xié)議數(shù)據(jù)單元 )模式。而 PDU 模式不僅支持中文短信 ,也能發(fā)送英文短信。 7bit 編 碼用于發(fā)送普通的 ASCII 字符 ,8bit 編碼通常用于發(fā)送數(shù)據(jù)消息 ,UCS2 編碼用于發(fā)送 Unicode 字符。 A：短信息中心地址長度 ,2 位十六進(jìn)制數(shù) (1 字節(jié) )。 C：短信息中心號碼 ,B+C 的長度將由 A 中的數(shù)據(jù)決定。 E：信息類型 ,2 位十六進(jìn)制數(shù) F：被叫號碼長度 ,2 位十六進(jìn)制數(shù)。 H：被叫號碼 ,長度由 F 中的 數(shù)據(jù)決定。 J：數(shù)據(jù)編碼方案 ,2 位十六進(jìn)制數(shù)。 L：用戶數(shù)據(jù)長度 ,2 位十六進(jìn)制數(shù)。 J 中設(shè)定采用 UCS2 編碼 ,這里是中英文的華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 10 Unicode 字符 。采用 C語言的有點在于編寫代碼效率高，可以跨平臺移植， C語言我們比較熟悉。 Y 開 始 TSC89C52 單片機(jī)初始化 TC35i模塊初始化 振動探測器端口有信號 進(jìn)入中斷 調(diào)用 TC35i發(fā)送短信程序 向用戶發(fā)送報警消息 結(jié) 束 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 12 圖 41 主程序流程圖 系統(tǒng)上電以后，先對系統(tǒng)硬件（ STC89C52 單片機(jī)和 TC35i 模塊）初始化，初始化完成之后，系統(tǒng)進(jìn)入監(jiān)測警戒狀態(tài)，系統(tǒng)將會對振動傳感器端口掃描，但出現(xiàn)報警信號時，系統(tǒng)執(zhí)行下一步程序，系統(tǒng)開始調(diào)用 TC35I 模塊中的發(fā)送預(yù)存報警短消息程序，向指定的用戶手機(jī)發(fā)送報警信息。 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境與開發(fā)工具 STC89C52 單片機(jī)的常用開發(fā)軟件是 Keil，它能夠利用 C 語言進(jìn)行編程， 并且可以直接生成單片機(jī)語言 hex 文件，可以直接利用 STCIPS 軟件燒寫到單片機(jī)里面，在通過串口助手進(jìn)行調(diào)試。 系統(tǒng)初始化程序設(shè)計 系統(tǒng)初始化就是設(shè)置單片機(jī)的各個相關(guān)控制寄存器和狀態(tài)寄存器，是單片機(jī)上電后就可以按照初始化后的狀態(tài)去動作。 ：通過對硬件串口的編程，實現(xiàn)對單片機(jī)的模塊寄存器進(jìn)行通信控制，波特率等進(jìn)行設(shè)置，從而控制串行數(shù)據(jù)傳送的格式和速度。 AT 指令集試試先通過串口對 GSM 模塊進(jìn)行控制的 AT 指令的集合。 短消息的編碼方式根據(jù)歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會指定的短消息發(fā)送協(xié)議包括三種模式： Block 模式， Text 模式，