【正文】 師 尚姝鈺 系（部）主 任 郭宗躍 2021 年 12 月 9 日 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論 文）答 辯 委 員會(huì)記錄 自動(dòng)化與信息工程 系 電氣自動(dòng)化技術(shù) 專業(yè) ， 學(xué) 生 張振 于 2021 年 12 月 15 日 進(jìn) 行了 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論 文）答 辯 。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文） （ 說(shuō) 明 書(shū) ） 題 目： 家庭防盜報(bào)警 通信 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 姓 名： 張振 學(xué) 號(hào) ： 20212021865 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 2021 年 12 月 9 日 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文） 任 務(wù) 書(shū) 姓名 張振 專業(yè) 電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè) 任 務(wù) 下 達(dá) 日 期 2021 年 9 月 19 日 設(shè)計(jì) （ 論 文） 開(kāi) 始日期 2021 年 9 月 26 日 設(shè)計(jì) （ 論 文）完成日期 2021 年 12 月 9 日 設(shè)計(jì) （ 論 文） 題 目： 家庭防盜報(bào)警 通信 系統(tǒng) A 編 制 設(shè)計(jì) B 設(shè)計(jì)題 目： 家庭防 盜報(bào)警 通信 系統(tǒng) 專題 （ 論 文） 題 目： 家庭防盜報(bào)警 通信 系統(tǒng) 指 導(dǎo) 老 師 ： 尚姝鈺 答 辯 委 員會(huì) 根據(jù) 學(xué) 生提交的 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論 文）材料，根據(jù) 學(xué) 生答 辯 情 況 ，經(jīng) 答 辯 委 員會(huì)討論評(píng) 定， 給 予 學(xué) 生 張振 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論 文）成 績(jī)?yōu)? 。該系統(tǒng)主要由單片機(jī) AT89S5 HRH GSM Modem 短信模塊、 HD7279 鍵盤模式芯片、DS12887 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片， 315MHZ 調(diào)幅遙控器，控制器和其他外圍電路組成，借助最可靠、最成熟的 GSM 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、以最直觀的中文信息，直接把報(bào)警地點(diǎn)的情況反映到所設(shè)定的手機(jī)屏幕上。 該設(shè)計(jì)用單片機(jī)作為控制核心。硬件設(shè)計(jì)采用 PROTEL DXP 軟件，完成了系統(tǒng)的鍵盤接口路、時(shí)鐘電路、電源電路、發(fā)射接收電路、傳感器采集信號(hào)等模塊的電路原理圖的設(shè)計(jì)。它具有電路簡(jiǎn)單。 關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)； GSM 模塊；傳感器 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 4 引言 目前傳統(tǒng)的機(jī)械式（防盜網(wǎng)、防盜窗）安防系統(tǒng)在實(shí)際使用中暴露了很多隱患，例如其他沒(méi)有安防盜窗的相近樓層形成防盜隱患。而各種防盜報(bào)警系統(tǒng)之間的主要區(qū)別是在于如何讓分機(jī)和主機(jī)、分機(jī)與用戶之間進(jìn)行通訊。 ，且不易普及。 針對(duì)以上通信方式的優(yōu)、缺點(diǎn)，我設(shè)計(jì)了基于 GSM 短信模塊的家庭無(wú)線防盜報(bào)警系統(tǒng)。它不再依賴有線電話執(zhí)行報(bào)警，而且借助最可靠、最成熟的 GSM移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)以 最直觀的中文短消息或電話形式，直接把報(bào)警地點(diǎn)的情況反映到您的手機(jī)屏幕上。 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 5 第 1 章 緒論 防盜報(bào)警系統(tǒng)發(fā)展概況 當(dāng)科技還不發(fā)達(dá)的時(shí)候，人們依靠安裝防盜門、防盜網(wǎng)及人工防范來(lái)防止犯罪分子對(duì)住宅的入侵，這對(duì)于當(dāng)時(shí)的人們來(lái)說(shuō)，這種防盜裝置已經(jīng)夠用，但是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，這些防盜裝置已經(jīng)不能滿足人們的需求，因?yàn)檫@種安防裝置不但有礙美觀，而且不符合要求。 目前我國(guó)大多數(shù)家庭都是雙職工，當(dāng)發(fā)生警情時(shí)，不能及時(shí) 的處理，當(dāng)固定電話普遍應(yīng)用時(shí)，人們開(kāi)始使用固定點(diǎn)電話聯(lián)網(wǎng)防盜報(bào)警系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)家庭防盜報(bào)警，該系統(tǒng)由編程主機(jī)、探測(cè)器、門磁和遙控器組成，適用于家居安全技術(shù)防范。 隨后，人們又開(kāi)始利用智能撥號(hào)防盜撥號(hào)報(bào)警系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)家庭防盜報(bào)警、智能撥號(hào)防盜報(bào)警系統(tǒng)、配合各種無(wú)線探測(cè)器，可實(shí)現(xiàn)智能化防盜。 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(lái)的簡(jiǎn)單化、局部化 向智能化、集成化發(fā)展。該設(shè)計(jì)正是利用這一點(diǎn)，展開(kāi)對(duì)防盜報(bào)警系統(tǒng)的研究，解決了心痛的機(jī)械式（防盜網(wǎng)、防盜窗）安防系統(tǒng)中刺內(nèi)在的隱患，如為其它沒(méi)有安防盜窗的相近六層形成給到隱患、等。 該設(shè)計(jì)是基于 GSM 短信模塊的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)。 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 7 第 2 章 系統(tǒng) 總體設(shè)計(jì)方案 防盜報(bào)警系統(tǒng)一般是由入侵探測(cè)器、防盜報(bào)警控制器和接警中心（硬件加軟件）組成。 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(lái)實(shí)現(xiàn)家庭防盜報(bào)警，該系統(tǒng)由編程主機(jī)、探測(cè)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(guò)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(guò)電子地圖、數(shù)據(jù)庫(kù)、電腦語(yǔ)音提示、監(jiān)聽(tīng)現(xiàn)場(chǎng)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)）經(jīng)歷分布，及時(shí)調(diào)動(dòng)警力做出快速處理。 通過(guò)比較，方案二能滿足我們實(shí)時(shí)快捷的要求，更加簡(jiǎn)單有效，固本設(shè)計(jì)選擇方案二。 電路原理框圖如圖 31 所示 圖 31 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 圖 32 單片機(jī)的電源電路 由于電子技術(shù)的特性，電子設(shè)備對(duì)電源電路的要求就是能夠提供儲(chǔ)蓄穩(wěn)定滿足負(fù)載要求的電能，所以一般需要單獨(dú)設(shè)計(jì)電源電路，單片機(jī)電源中應(yīng)盡量較少紋波，電壓要恒定，且單片機(jī)復(fù)位電路要穩(wěn)定、可靠、固然需要設(shè)計(jì)一個(gè)直流穩(wěn)壓電源給單片機(jī)供電，先經(jīng)變壓器轉(zhuǎn)為 9 伏的交流電，再通過(guò)橋堆 2W10 對(duì)輸入的 9 伏的交流電 進(jìn)行整流，然平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 9 后通過(guò)電容過(guò)濾，穩(wěn)定器進(jìn)行穩(wěn)壓，使后續(xù)電路的電壓穩(wěn)定為 5 伏電源指示燈亮，說(shuō)明該模塊正常工作，單片機(jī)的電源電路如圖 32 所示。 由于鉛酸蓄電池在過(guò)充情況下電解液會(huì)發(fā)生氣化現(xiàn)象，導(dǎo)致蓄電池的壽命降低 ，蓄電池在充滿電時(shí)，蓄電池的電壓大概在 左右，在 欠壓時(shí)電壓大概在 左右，根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，本人發(fā)現(xiàn)此充放電特性符合滯回比較器的傳輸特性，即將滯回比較器的上限閾值設(shè)為 ，下限閾值設(shè)定為 ，當(dāng)充滿電后，使滯回比較器控制繼電器將充電限流電阻切換到較大的限流電阻上；當(dāng)放電到 時(shí)，滯回比較器控制繼電器將限流電阻切換到較小的限流電阻上，并且保障系統(tǒng)正常工作電流要小于快充充電電路的電流，而大于慢充充電電路的電流。 滯回比較器： 有滯回特性，具有抗 干擾能。 圖 33 滯回比較器電路 圖 圖 34 電壓傳輸特性 圖 電路參照系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙電源部分 滯回比較器工作原理： 從集成運(yùn)放輸出端的限幅電路可以看出， uo=177。集成運(yùn)放 反相輸入端電位，同相輸，入端電位 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 10 根據(jù) “ 虛短 ” . 就是閾值電壓，因此得出 求出的 當(dāng) ， 因而 uo=+Uz 所以 當(dāng)因而 uo=Uz，所以 可見(jiàn)， uo 從 +Uz躍變?yōu)?Uz 和 uo 從 Uz躍變?yōu)?+Uz 的閾值電壓是不同的，電壓傳輸特性如上 圖 34 所示。晶振和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)芯片靠近，以減少寄生電容。 系統(tǒng)的時(shí)鐘電路 為了實(shí)現(xiàn)發(fā)生警情時(shí)，對(duì)發(fā)生警情的時(shí)間進(jìn)行記錄， 且為了保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，要求系統(tǒng)進(jìn)行自檢并定時(shí)上報(bào)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，因此需要系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能。時(shí)間和日歷信息通過(guò)讀相應(yīng)的內(nèi)存字節(jié)來(lái)獲取，時(shí)間、日歷和定時(shí)鬧鐘通過(guò)寫(xiě)相應(yīng)的內(nèi)存字節(jié)設(shè)置或初始化，其字節(jié)內(nèi)容可以是十進(jìn)制或 BCD形式。時(shí)間、日歷和定鬧字節(jié)是雙緩沖的，總是可訪問(wèn)的。三個(gè)字節(jié)的定鬧字節(jié)有兩種使 用方法。第二種，在三個(gè)定鬧字節(jié)中插入一個(gè)或多個(gè)不關(guān)心碼。當(dāng)小時(shí)字節(jié)的不關(guān)心碼位置位時(shí)，定鬧為小時(shí)發(fā)生一次由于相線小時(shí)和分鐘定鬧字節(jié)置不關(guān)心位時(shí)，每分鐘定鬧一次；當(dāng)三個(gè)字節(jié)都置不關(guān)心位時(shí)，每秒中斷一次。 采用 DS12887 芯片設(shè)計(jì)的時(shí)鐘電路勿需任何外圍電路并具有良好的微機(jī)接口。其主要功能如下： 1. 內(nèi)含一個(gè)鋰電池，斷電情況運(yùn)行十年以上不丟失數(shù)據(jù)。 3. 二進(jìn)制數(shù)碼或 BCD 碼表示時(shí)間、日歷和定鬧。 5. MOTOROLA5 和 INATAEL 總線時(shí)序選擇。 7. 可編程方波信號(hào)輸出。 信號(hào)采集電路 紅外檢測(cè)電路主要由紅外檢測(cè)探頭 SDO2 和 BISSOOO1 信號(hào)處理電路組成。由于內(nèi)置電壓 UH=、 UL=，當(dāng) UDD=5V 時(shí)，可有效地抑制 +1V 的噪聲干擾。而當(dāng) UcUr 時(shí)， N3輸出為高電平打開(kāi)與門 N7，此時(shí)若有觸發(fā)信號(hào) Us的上跳變前沿到來(lái)，側(cè)可啟動(dòng)延時(shí)定時(shí)器同時(shí)Uo 輸出為高電平。在定時(shí)周期 Tx內(nèi)， BISS0001 的輸出端 2 為高電平，則晶體管 VT1 飽和導(dǎo)通，其集電極為低電平，經(jīng)這一信號(hào)送到由單片機(jī)及無(wú)線發(fā)射電路組成的編碼及無(wú)線發(fā)射電路，接到編碼用的單片機(jī)的 口，單片機(jī)將該探頭編碼后通過(guò)無(wú)線發(fā)射；在 Tx結(jié)束時(shí)， BISS0001進(jìn)入封鎖周期 Ti，其輸出端變?yōu)榈碗娖?，晶體管截止，其集電極為高電平。 Tx 定時(shí)間隔可由 BISS0001的 3 腳和 4腳上所接 的電阻和電容來(lái)確定。其電阻 R1為 200 歐姆， R2 為 1K歐姆，電容為 22uf。 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 14 圖 39鍵盤顯示電路圖 HD7279 內(nèi)部含有譯碼器，可直接接受 BCD 碼或 16進(jìn)制碼，同時(shí)具有兩種譯碼方式。鍵盤顯示電路如圖 39所示 通信電路 發(fā)射接收電路 圖 310 發(fā)射接收電路 圖 311 無(wú)解碼電路 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 15 為了實(shí)現(xiàn)用戶 在進(jìn)入防區(qū)前或離開(kāi)防區(qū)后能對(duì)系統(tǒng)的布、撤防狀態(tài)進(jìn)行改變，本設(shè)計(jì)選用了 315M 調(diào)幅遙控器，該遙控器具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1. 工作在業(yè)余頻段，不用花錢購(gòu)買頻點(diǎn)； 2. 有效距離遠(yuǎn)，一般可達(dá) 200－ 1000 米； 3. 有豐富的地址碼供用戶選擇，由于遙控器和遙控器接收板上應(yīng)用的PT2262/PT2272 編解碼芯片對(duì)都提供 8 位三態(tài)的編解碼狀態(tài)，也就是說(shuō)有 3 的 8次方地址碼可供用戶選擇，足以滿足小區(qū)內(nèi)所有用戶的防盜報(bào)警布、撤防應(yīng)用。 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 17 第 4 章 系統(tǒng)硬件選擇 主控芯片單片機(jī)的選擇 20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，單片機(jī)的發(fā)展非常迅速，就單片機(jī)而言， 世界上一些著名的計(jì)算機(jī)廠家已投放市場(chǎng)的產(chǎn)品就有 50 多個(gè)系列，數(shù)百個(gè)品種。 MCS51 系列單片機(jī)包括三個(gè)基本型 803 8051/8751。比較麻煩，不予采用。 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)。也不予采用。用戶可以將程序固定在 EPROM 中，可以反復(fù)修改程序。8031 為外擴(kuò)一片 4KB EPROM 的就相當(dāng)于 8751，它的最大優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低。不予采用。片上 Flash 許程序存儲(chǔ)區(qū)在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。 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(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路?？臻e模式， 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。直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 AT89S52的主要性能 1. 與 MCS51 單片機(jī)產(chǎn)品兼容 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 18 2. 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器 3. 次擦寫(xiě)周期 4. 全靜態(tài)操作： 0HZ~33HZ 5. 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 6. 個(gè)可編程 I/O 口線 7. 三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 8. 八個(gè)中斷器 9. 全雙工 UART 串行通道 10. 低功耗空閑和掉電模式