基于51單片機(jī)的GSM的家庭防盜報警系統(tǒng)

1、武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）畢業(yè)設(shè)計（論文）基于基于 51 單片機(jī)的單片機(jī)的 GSM 短信模塊的家庭防盜短信模塊的家庭防盜報警系統(tǒng)的設(shè)計報警系統(tǒng)的設(shè)計Home Security Alarm System Base on GSM Modem of the 51 MCU 學(xué)生姓名 王婷王婷 學(xué) 號 7403130524 專業(yè)班級 通信工程（本）通信工程（本）0705指導(dǎo)教師 來婷來婷 2011 年年 5 月月武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）作者聲明作者聲明本人聲明所呈交的論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果，除了文中特

2、別加以標(biāo)注的地方外，沒有任何剽竊、抄襲、造假等違反學(xué)術(shù)道德、學(xué)術(shù)規(guī)范的行為，也沒有侵犯任何其他人或組織的科研成果及專利。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。如本畢業(yè)設(shè)計（論文）引起的法律結(jié)果完全由本人承擔(dān)。畢業(yè)設(shè)計（論文）成果歸武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院所有。特此聲明。 作者專業(yè)： 作者學(xué)號： 作者簽名： _年_月_日武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）摘摘 要要目前，家庭防盜報警系統(tǒng)不是特別廣泛地應(yīng)用在各個家庭中。防盜報警系統(tǒng)是保障整個小區(qū)家庭的安全的基礎(chǔ)，經(jīng)過多種不同規(guī)模建設(shè)，家庭和小區(qū)內(nèi)仍存在的安全問題逐漸顯示出來，家庭防盜系統(tǒng)成

3、為各個家庭必須的設(shè)施。對家庭防盜報警系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，即在現(xiàn)有成熟的 GSM 網(wǎng)絡(luò)上，通過編寫防盜報警程序并在單片機(jī)上進(jìn)行實現(xiàn)，從紅外傳感器接收和發(fā)送報警信號，到手機(jī)接收短信，以及來源不同報警信號區(qū)分處理等諸多方面，提出實際設(shè)計方案。從而達(dá)到保護(hù)家庭安全、減少損失的目的，從而解決小區(qū)防盜的問題。本論文在討論家庭防盜報警的必要性上，探討了防盜報警實施方案的基礎(chǔ)，分析了利用成熟的 GSM 網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，用直觀的短消息或電話形式直接把報警地點的情況問題反應(yīng)到我們的手機(jī)上。其紅外報警器簡易、靈敏度高為人們解決了不少問題。市場上大部分的報警器都是用于大的公司，價格高昂，一般難以接受，如果設(shè)計和生產(chǎn)出廉價的且靈

4、敏度高的防盜報警器作為大多數(shù)需求者所用，那么許多家庭的財產(chǎn)都可以得到安全保護(hù)。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞： GSM；防盜報警；紅外報警武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）AbstractAt present, Home security alarm system is not particularly widely used in all in the family. Alarm system is the basis for protecting the safety of community as a whole family, After a number of different sca

5、le construction, Security problems persist in the family and the community gradually displayed, Home security system must be facilities for each family. The design of home security alarm system, which on the existing mature GSM network, is on a single chip by writing alarm procedures and implementat

6、ion, receive and send the alarm signal from the infrared sensor, to receive text messages, and different alarm signal source is case sensitive, and many other aspects, to propose practical design. In this way, we can achieve the purpose of protecting the family safety and reducing losses, and solve

7、the problem of community security. This paper in the discussion on the necessity of home burglar alarm, explored the alarm basis for implementation of the program, analyses and takes advantage of the sophisticated GSM network, with intuitive short messages or telephone response to alarm stations dir

8、ectly on our mobile phones. Its simple, high sensitivity for infrared detectors for people with a lot of convenient. Most alarms are on the market for large companies, high price generally difficult to accept, if the design and the production of cheap and high sensitivity by the burglar alarm, as mo

9、st of the demand, so many family property can be secured.Key Words： GSM(Global System for Mobile Communication Transport Network); Security alarm system; Infrared alarm 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）1目目 錄錄第第 1 章章 緒論緒論.11.1 國內(nèi)家庭防盜報警器現(xiàn)狀及趨勢 .11.2 本論文的研究內(nèi)容 .1第第 2 章章 單片機(jī)概述單片機(jī)概述.32.1 AT89S52 的主要性能.32.2 AT89S52 的

10、主要結(jié)構(gòu)及引腳功能.42.2.1 51 單片機(jī)的引腳分類.42.2.2 三總線結(jié)構(gòu) .6第第 3 章章 LCD 顯示器顯示器.73.1 結(jié)構(gòu)種類 .73.2 圖形點陣式液晶 12864 .73.2.1 接口說明 .7第第 4 章章 GSM 模塊模塊.94.1 GSM MODEM 介紹 .94.2 GSM MODEM 的 AT 指令.9第第 5 章章 系統(tǒng)的整體設(shè)計系統(tǒng)的整體設(shè)計.115.1 系統(tǒng)整體電路設(shè)計 .115.1.1 系統(tǒng)整體硬件設(shè)計 .115.1.2 系統(tǒng)整體軟件設(shè)計 .115.2 紅外監(jiān)控聲光報警電路 .125.2.1 紅外監(jiān)控聲光報警電路 .125.2.2 紅外線接收電路 .13

11、5.2.3 紅外線發(fā)射電路 .145.2.4 聲光電路 .15武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）25.2.5 電源 .165.3 LCD 顯示電路 .165.3.2 LCD 液晶顯示軟件設(shè)計.165.4 GSM 模塊 .175.4.1 GSM 模塊硬件電路設(shè)計 .175.4.2 GSM 模塊軟件設(shè)計 .18第第 6 章章 總結(jié)與展望總結(jié)與展望.20參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).21致謝致謝.22附錄附錄 1 AT 指令指令.23附錄附錄 2 部分相關(guān)程序部分相關(guān)程序.24武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）1第第 1 章章 緒論緒論家庭防盜報警器是用物理方法或電子技術(shù)，自動探測發(fā)生在

12、布防檢測區(qū)域內(nèi)的侵入行為，產(chǎn)生報警信號，并提示業(yè)主發(fā)生報警的區(qū)域部位，現(xiàn)實可能采取對策的系統(tǒng)。報警主機(jī)是預(yù)防搶劫、盜竊等意外事件的重要設(shè)施。一旦發(fā)生突發(fā)事件，就能通過聲光報警信號準(zhǔn)確顯示出事地點，使其迅速采取應(yīng)急措施。防盜報警器廣泛應(yīng)用在城市安防、銀行、電信、電力、交通、工廠、公司、學(xué)校、水利設(shè)施等眾多大型領(lǐng)域。而普通家庭使用較為稀少，主要因為人們對防盜意識不夠強(qiáng)烈，甚至不了解防盜設(shè)備。本章對國內(nèi)不同家庭防盜方式作了簡單介紹，通過分析不同方式的利弊，提出紅外線防盜器的優(yōu)越性。同時對本課題的研究目的、意義、主要內(nèi)容及創(chuàng)新點作出了說明。1.11.1 國內(nèi)家庭防盜報警器現(xiàn)狀及趨勢國內(nèi)家庭防盜報警器現(xiàn)

13、狀及趨勢隨著現(xiàn)代社會不斷的進(jìn)步，電子電器的飛速發(fā)展，人民生活水平極大提高。各種高檔家電產(chǎn)品和貴重物品為許多家庭所擁有。然而一些不法分子也是越來越多。說明大部分人的防盜意識還不夠強(qiáng)烈，偷盜現(xiàn)象屢見不鮮，尤其是居家安全方面不得不實時留意一些不速之客。除了許多大型公共區(qū)域需要防盜系統(tǒng)，家庭防盜報警系統(tǒng)也同樣重要。所以產(chǎn)生了許多不同防盜報警器。隨著家庭防盜報警技術(shù)的發(fā)展，我們需要更加簡便、準(zhǔn)確、靈敏度高的防盜報警技術(shù)，以減小損失，防患于未然。1.21.2 本論文的研究內(nèi)容本論文的研究內(nèi)容防盜報警已經(jīng)成為現(xiàn)代社會必不可少的實用成果，可是，在防盜報警的同時，怎樣以最快、最準(zhǔn)的消息傳遞到業(yè)主那里。于是，我便

14、把 51 單片機(jī)的控制功能和目前強(qiáng)大的 GSM 網(wǎng)絡(luò)，以及單一的報警系統(tǒng)集合于一體。通過編寫 51 單片機(jī)的的相關(guān)程序，接收到報警信號后，第一時間傳送到業(yè)主手機(jī)，簡單報告家里情況。以上要通過 4 個方面來了解和研究：1.掌握 51 單片機(jī)的功能并加以應(yīng)用，編寫各種控制功能的源程序。武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）22.設(shè)計報警裝置，達(dá)到現(xiàn)場有人入侵時，能產(chǎn)生報警效果。3.考慮報警現(xiàn)場能留有報警證據(jù)，以便業(yè)主核實，警察取證。4.報警啟動后，研究怎樣將該消息傳遞給業(yè)主。整個系統(tǒng)設(shè)計框架如圖 1.1 所示： 圖圖 1.1.1 1 防盜報警系統(tǒng)框架圖防盜報警系統(tǒng)框架圖武漢工程大學(xué)郵電與信

15、息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）3第第 2 章章 單片機(jī)概述單片機(jī)概述單片機(jī)又稱單片微控制器，它不是完成某一個邏輯功能的芯片么認(rèn)識把一個計算機(jī)系統(tǒng)集成到一個芯片上，概括地講，將中央處理器（CPU） 、隨機(jī)存取存儲器（RAM） 、只讀存儲器（ROM） 、輸入/輸出端口（I/O）等主要計算機(jī)功能部件都集成在一塊集成電路芯片上的衛(wèi)星計算機(jī)成為單片微型計算機(jī)（single chip microcomputer） ，簡稱單片機(jī)1。由于單片機(jī)有為嵌入式應(yīng)用設(shè)計的專用體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)，因此有良好的發(fā)展前景，在其基本體系結(jié)構(gòu)上，可以衍生出能滿足各種應(yīng)用系統(tǒng)要求的兼容系統(tǒng)，用戶可以根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的各種要求，廣泛選擇。

16、目前 51 內(nèi)核已被各大廠家采用，并發(fā)展了許多兼容系列，所有的這些系列我們都稱為 51 系列。AT89S52 作為普通 51 單片機(jī)已與廣泛應(yīng)用于各種產(chǎn)品中，其接口簡單，方便使用，且功能強(qiáng)大，因此本系統(tǒng)采用 AT89S52 單片機(jī)作為主控制芯片。2.12.1 AT89S52的主要性能的主要性能 與MCS-51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：0Hz33Hz 三級加密程序存儲器 32個可編程I/O口線 三個16位定時器/計數(shù)器 八個中斷源 全雙工UART串行通道 低功耗空閑和掉電模AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8K 字節(jié) Flash，256

17、 字節(jié) RAM，32 位 I/O 口線，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個 16 位定時器/計數(shù)器，一個 6 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，AT89S52 可降至 0HZ 靜態(tài)武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）4邏輯操作，支持兩種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時器/計數(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，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。2.22.2 AT89S52的主要結(jié)構(gòu)及引腳功能的主要結(jié)構(gòu)及引腳功能主體單片機(jī)芯片 AT89S52 的引腳結(jié)構(gòu)如圖 2.1 所示

18、：圖圖 2.12.1 AT89S52AT89S52 引腳結(jié)構(gòu)圖引腳結(jié)構(gòu)圖2.2.1 51 單片機(jī)的引腳分類單片機(jī)的引腳分類1.電源及時鐘引腳：VCC（40 腳）：電源正端，接+5V。GND（20 腳）：電源負(fù)端，接地。XTAL1（19 腳）：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。接外部石英晶體和電容的一端。若使用外部輸入時鐘，該引腳必須接地。XTAL2（18 腳）：振蕩器反相放大器的輸出端。接外部石英晶體和電容的另一端。若使用外部輸入時鐘，該引腳作為外部輸入時鐘的輸入端。2.控制信號引腳：武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）5RST/VPD（9 腳）：復(fù)位輸入。晶振工作時，RS

19、T 腳持續(xù) 2 個機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位。RESET 引腳的第二個功能 VPD，即備用電源的輸入端。ALE/PROG（30 腳）：地址鎖存控制信號（ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖，以實現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的分時傳送。即使在不訪問外數(shù)據(jù)存儲器時，ALE 是以 1/6 晶振頻率的固定頻率輸出的正脈沖，可作為外部時鐘或外部定時脈沖使用。PSEN（29 腳）：程序存儲器允許信號輸出端。EA/VPP（31 腳）：片內(nèi)程序存儲器選通控制端，低電平有效。3.輸入輸出引腳 P0 口、P1 口、P2 口、P3 口P0 口（P0.0P0.7，39 腳32 腳）：P0 口有兩種工作方

20、式。一是作為普通I/O 端口使用時，它是一個 8 位漏極開路的準(zhǔn)雙向 I/O 輸出口，每位能驅(qū)動 8 個TTL 邏輯電平。對 P0 口端口寫”1”時，引腳用作高阻抗輸入。二是 CPU 訪問片外存儲器（擴(kuò)展外部 RAM 和 ROM）時，它是一個標(biāo)準(zhǔn)的雙向 I/O 接口，采用分時復(fù)用方式提供低 8 位地址和用作 8 位雙向數(shù)據(jù)總線，在 EPROM 編程時，從 P0口輸入指令字節(jié)，在驗證程序時，P0 口輸出指令字節(jié)，這是也需要接上拉電阻。P1 口（P1.0P1.7，1 腳8 腳）：P1 口是唯一的單功能口，僅能作為通用I/O 接口用。它是自帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 端口，每一位能驅(qū)動

21、4 個TTL 邏輯電平。對 P1 端口寫”1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。P2 口（P2.0P2.7，21 腳28 腳）：P2 口也有兩種工作方式。一是作為普通的 I/O 端口使用，它是自帶上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口，每一位能驅(qū)動 4 個TTL 邏輯電平。對 P2 端口寫”1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。二是在訪問外部程序存儲器時，P2 口作為高 8 位地址線使用。P3 口（P3.0P3.7，10 腳17 腳）：P3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。對 P3 端口寫”

22、1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。P3 口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用2，如表 2.1 所示。表表 2.12.1 P3P3 口的引腳號及其第二功能口的引腳號及其第二功能武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）62.2.2 三總線結(jié)構(gòu)三總線結(jié)構(gòu)51 系列單片機(jī)是總線結(jié)構(gòu)的單片機(jī)，所謂總線就是指一組公共的信號線，51單片機(jī)的總線分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。a)數(shù)據(jù)總線（DB）：數(shù)據(jù)總線寬度為 8 位，由 P0 口提供。b)地址總線（AB）：地址總線寬度為 16 位，因此外部存儲器直接尋址范圍為 64KB，16 位地址總線由 P0 口經(jīng)地址鎖存器

23、提供低 8 位地址（A0A7） ，P2 口直接提供高 8 位地址（A8A15） 。c)控制總線（CB）：由 P3 口的第二功能狀態(tài)和 4 根獨立控制線RESET、EA、PSEN、ALE 等組成。引腳號第二功能P3.0RXD（串行輸入）P3.1TXD（串行輸出）P3.2INT0(外部中斷 0)P3.3INT0(外部中斷 0)P3.4T0（定時器 0 外部輸入）P3.5T1（定時器 1 外部輸入）P3.6WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)P3.7RD(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通) 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）7第第 3 章章 LCD 顯示器顯示器3.13.1 結(jié)構(gòu)種類結(jié)構(gòu)種類液晶顯示器簡稱

24、LCD，它是利用液晶經(jīng)過處理后能改變光線的傳輸方向的特性實現(xiàn)顯示信息的。LCD 具有體積小、重量輕、功耗極低、顯示內(nèi)容豐富等特點，正廣泛應(yīng)用于便攜式各類電子產(chǎn)品等領(lǐng)域。液晶顯示是通過液晶顯示模塊實現(xiàn)的。液晶顯示模塊（LCD Module）是一種將液晶顯示器、控制器和驅(qū)動器裝配在一起的組件。按其功能可分為三類：筆段式液晶顯示器、字符點陣式顯示器和圖形點陣式液晶顯示器。前兩種可顯示數(shù)字、字符和符號等，而圖形點陣式顯示器還可以顯示漢字和任意圖形，達(dá)到圖文并茂的效果。3.23.2 圖形點陣式液晶圖形點陣式液晶 1286412864帶中文字庫的128X64是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口

25、方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864, 內(nèi)置8192個16*16點漢字，和128個16*8點ASCII字符集.利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面。可以顯示84行1616點陣的漢字. 也可完成圖形顯示.低電壓低功耗是其又一顯著特點。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊3。3.2.1 接口說明接口說明12864 液晶接口信號說明如表 3.1 所示表表 3.13.1 1286412864 液晶接口信

26、號說明液晶接口信號說明編號符號引腳說明編號符號引腳說明武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）81VSS電源地 0V11D4數(shù)據(jù)口2VDD電源正極 5V12D5數(shù)據(jù)口3VO對比度調(diào)整13D6數(shù)據(jù)口4RS(CS)數(shù)據(jù)選擇端14D7數(shù)據(jù)口5R/W(SID)串行數(shù)據(jù)口15PSB并/串選擇，H 并 L 串6E(SCLK)使能信號，串同步時鐘信號16NC空腳7D0數(shù)據(jù)口17/RESET復(fù)位，低電平有效8D1數(shù)據(jù)口18NC空腳9D2數(shù)據(jù)口19BLA背光電源正極+5V10D3數(shù)據(jù)口20BLK背光電源負(fù)極 0V武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）9第第 4 章章 GSM 模塊模塊本文使用單片機(jī)

27、通過 RS232 串口與 GSM 模塊通信，使用標(biāo)準(zhǔn)的 AT 命令來控制 GSM 模塊實現(xiàn)短信通知報警功能。4.14.1 GSMGSM MODEMMODEM 介紹介紹GSM MODEM，是將 GSM 射頻芯片、基帶處理芯片、存儲器、功放器件等集成在一塊線路板上，具有獨立的操作系統(tǒng)、GSM 射頻處理、基帶處理并提供標(biāo)準(zhǔn)接口的功能模塊。因此，GSM 模塊具有發(fā)送 SMS 信息，語音通話，GRRS 數(shù)據(jù)傳輸?shù)然?GSM 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的所有基本功能4。4.24.2 GSMGSM MODEMMODEM 的的 ATAT 指令指令用戶可以通過 AT 指令實現(xiàn)呼叫控制、短信息 SMS、電話本、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、補(bǔ)充

28、業(yè)務(wù)、傳真等方面的控制。1)撥打任意號碼：ATD例：撥打 10086在指令區(qū)輸入 AT+COLP=1 再按 ENTER 鍵后點擊”手動發(fā)送”，指令功能：撥號成功后直接提示。在指令區(qū)輸入 AT10086；后再按 ENTER 鍵后點擊”手動發(fā)送”，指令功能：撥打電話。收到+COLP:”10086”,129 表示撥號成功，返回其他值表示失敗，返回了 NO CARRIER 則表示對方撥號失敗或掛斷。如圖 4.1 所示。武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）10圖圖 4.14.1 串口調(diào)試撥打電話串口調(diào)試撥打電話2)英文短信的發(fā)送例：向發(fā)送英文短信：abc先輸入 AT+

29、CMGF=1 再按 ENTER 后選擇”手動發(fā)送”，功能：英文方式發(fā)送，回復(fù) OK。再輸入 AT+CMGS=按 ENTER 鍵后點”手動發(fā)送”，功能：向輸入的號碼發(fā)送短信，回復(fù)，收到后才可輸入內(nèi)容 abc，再點”手動發(fā)送”。如圖 4.2 所示。圖圖 4.24.2 串口調(diào)試發(fā)送英文短信串口調(diào)試發(fā)送英文短信武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）11第第 5 章章 系統(tǒng)的整體設(shè)計系統(tǒng)的整體設(shè)計5.15.1 系統(tǒng)整體電路設(shè)計系統(tǒng)整體電路設(shè)計5.1.1 系統(tǒng)整體硬件設(shè)計系統(tǒng)整體硬件設(shè)計整個系統(tǒng)分為 3 大部分：紅外監(jiān)控聲光報警、報警后顯示在 LCD 上、報警后發(fā)送報警消

30、息給 GSM 模塊?？傮w框架如圖 5.1 所示。圖圖 5.15.1 總體框架圖總體框架圖5.1.2 系統(tǒng)整體軟件設(shè)計系統(tǒng)整體軟件設(shè)計系統(tǒng)的軟件設(shè)計，主要集中在單片機(jī)功能流程的設(shè)計上，要監(jiān)視是否有人闖入，紅外線接收是否中斷、控制聲光報警以及發(fā)送報警消息至業(yè)主等。整個程序設(shè)計思想是當(dāng)檢測到有人闖入時，就由 P3.7 口輸出高低電平間隔為1 秒的脈沖信號去驅(qū)動聲光報警電路，且調(diào)出子程序發(fā)送 AT 指令把消息傳遞到手機(jī)上，并將報警信息留存在 LCD 上。主程序流程圖如圖 5.2 所示。武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）12圖圖 5.25.2 主程序流程圖主程序流程圖程序開始后，系統(tǒng)初始化結(jié)

31、束后判斷是否有人闖入。無人闖入返回程序初始化，有人闖入則啟動現(xiàn)場聲光報警，報警信息顯示到 LCD 上，并發(fā)送報警消息至 SIM 卡。5.25.2 紅外監(jiān)控聲光報警電路紅外監(jiān)控聲光報警電路5.2.1 紅外監(jiān)控聲光報警電路紅外監(jiān)控聲光報警電路該部分以單片機(jī) AT89C52 為核心，采用紅外線發(fā)射管和紅外線接收管為發(fā)射和接收裝置，由反相器芯片反相間接控制 CPU 工作。在 CPU 程序運行以后控制輸出口電平使得蜂鳴器與發(fā)光二極管組成的聲光報警電路同時進(jìn)行聲光報警。系統(tǒng)原理框圖如圖 5.3 所示。武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）13圖圖 5.35.3 紅外線接收電路圖紅外線接收電路圖AT

32、89S52 的 P1.2P1.7 為輸出口，而 P3.03.5 為輸入口。P1 口連接紅外線發(fā)射電路，P1 口為低電平時，紅外線發(fā)射電路導(dǎo)通，正常發(fā)射紅外線。P3 口輸入經(jīng)接收紅外線電路接收并由反相器反相的電平，當(dāng)電平到達(dá)單片機(jī) CPU 后，若各口均為低電平，則 CPU 不做任何反應(yīng)，此時不報警；而當(dāng)紅外線被認(rèn)為擋住而使接收電路無法接受到時 P3 輸入口就會輸入高電平，此時當(dāng)在一定的時間內(nèi)檢測到位于不同位置的光束被遮擋時，由 P3.7 口輸出報警信號，驅(qū)動聲光報警電路進(jìn)行報警5。5.2.2 紅外線接收電路紅外線接收電路紅外接收電路主要由 D1D6 六個紅外線接收二極管組成，主要功能是用來接收

33、D7D12 發(fā)射的紅外線，正常情況下能夠成功接收，如果有人闖入，中斷紅外線，將接收不到紅外線，此時判斷為應(yīng)當(dāng)報警，由單片機(jī)控制報警。具體電路連接如圖 5.4 所示。圖圖 5.45.4 紅外線接收電路圖紅外線接收電路圖武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）14D1D6 六個紅外線接收管的負(fù)極與反相器芯片 74LS14D 的 A1A6 腳，當(dāng)沒有遮擋時接收管正常接收到紅外線時并導(dǎo)通，+5V 電源通過 D1D6 的正極加到反相器 74LS14D 的輸入端，進(jìn)行反相為低電平，輸出管腳 Y1Y6 接單片機(jī)的P3.0P3.5 腳，這時的 P3.0P3.5 口味低電平；而當(dāng)有人闖入使紅外線被遮擋時，

34、接收管截止，反相器輸入端為低電平，反相后輸出高電平，這時的單片機(jī)的P3.0P3.5 口為高電平。當(dāng)在一定的時間內(nèi)檢測到不同位置的光束被遮擋時，則由 P3.7 口輸出高低電平間隔為 1S 的脈沖報警信號。此脈沖信號驅(qū)動聲光報警電路，直至斷開開關(guān) SW2。.5.2.3 紅外線發(fā)射電路紅外線發(fā)射電路紅外線發(fā)射電路主要由 DS1DS6 六個紅外線發(fā)射管組成。紅外發(fā)射管的負(fù)極依次接到單片機(jī) P1.2P1.7 口，當(dāng)電源接通時，單片機(jī)的 P1 口設(shè)為輸出狀態(tài)，當(dāng) P1 口輸出均為”0”時，各個二極管均成導(dǎo)通狀態(tài)，發(fā)出紅外光，覆蓋包括了接收電路的一定的區(qū)域。正常情況下沒有遮擋時 P1 口輸出為 00H。紅外

35、線發(fā)射二極管在使用時，須由電流驅(qū)動，在進(jìn)行設(shè)計時，最重要的是在 IF，電流的控制，設(shè)計出的驅(qū)動電流 IF不能太大，若大于 IF則元件有燒毀之慮，IF若太小，則其發(fā)射束就會變小。通過查閱資料可知 IF（max）在 20mA 左右，通過計算可得限流電阻的最小值為 200 歐，本電路選取 470 歐6如圖 5.5 所示。圖圖 5.55.5 紅外線發(fā)射電路圖紅外線發(fā)射電路圖武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）155.2.4 聲光電路聲光電路聲光報警電路與單片機(jī) P3.7 口相連，當(dāng)單片機(jī)的 P3.7 口輸出一系列脈沖方波，開始驅(qū)動報警電路報警。聲光報警部分主要由發(fā)光二極管和蜂鳴器組成，當(dāng)報警

36、開始時，發(fā)光二極管閃爍，蜂鳴器發(fā)出聲響，聲光并用，同時報警。聲光報警部分電路圖如圖 5.6 所示。圖圖 5.65.6 聲光報警部分電路圖聲光報警部分電路圖5.2.5 電源電源電源開關(guān) SW1 送入 220V 經(jīng)過保險絲后送入變壓器，保險絲起保護(hù)電路的作用。變壓器 L1 將 220V 的交流電源經(jīng)磁場耦合轉(zhuǎn)換成 12V 的交流電源，四個全波整流二極管將 12V 交流源整流為直流 12V 電源提供給后面電路。由電容組成的濾波電路將整流后的電源進(jìn)行紋波濾除，濾除頻率較高的干擾紋波。再經(jīng)直流開關(guān)電源，轉(zhuǎn)換出 5V 電源為后端供電，具體工作過程：經(jīng)整流、濾波的 12V 電源，經(jīng)直流開關(guān)電源 U1 第 6

37、 腳。供給電源，1、7、8 腳為電源芯片的比較輸入端 RA 為大功率限流電阻，電源經(jīng)芯片的 2 腳輸出，TL1 為功率電感，電源經(jīng) TL1 的 2 腳輸出。D2 為快速開關(guān)二極管。C1/BC3 組成電容濾波電路7。如圖 5.7 所示。武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）165.35.3 LCDLCD 顯示電路顯示電路12864 液晶分為串行和并行操作，此時選用并行連接。下圖為并行連接到TX-1C 實驗班上原理圖如圖 5.8 所示。圖圖 5.85.8 1286412864 連接單片機(jī)原理圖連接單片機(jī)原理圖5.3.2 LCD 液晶顯示軟件設(shè)計液晶顯示軟件設(shè)計在有人闖入后，輸入端口 P3.

38、7 電平改變，于是調(diào)用 LCD 程序，使 LCD 上電后，可以使用，經(jīng)過設(shè)置 X,Y 坐標(biāo)清屏一系列的初始化后，顯示報警。（程序見附錄 2 程序一）武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）17圖圖 5.95.9 LCDLCD 顯示報警流程圖顯示報警流程圖在軟件 Proteus 上進(jìn)行軟件仿真。選出 AT89C52 和 12864 器件，并進(jìn)行連接。通過程序 2，使 LCD 顯示屏上顯示 waring 字符。如圖 5.10 所示。圖圖 5.105.10 LCDLCD 顯示仿真電路圖顯示仿真電路圖5.45.4 GSMGSM 模塊模塊5.4.1 GSM 模塊硬件電路設(shè)計模塊硬件電路設(shè)計GSM

39、模塊通過 RS232 串口和單片機(jī)相連，上電后，通過程序 KEY1=0，使其觸發(fā)運行程序，執(zhí)行給手機(jī)發(fā)送報警消息的功能。武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）18圖圖 5.115.11 GSMGSM 系統(tǒng)硬件方框圖系統(tǒng)硬件方框圖GSM 模塊 SIM300 硬件圖8如圖 5.12 所示：圖圖 5.125.12 SIMSIM 模塊硬件圖模塊硬件圖5.4.2 GSM 模塊軟件設(shè)計模塊軟件設(shè)計報警程序：現(xiàn)場報警后，調(diào)用子程序，其功能是使有人闖入告知給業(yè)主，通過發(fā)送 AT 指令到手機(jī)。主要流程如圖 5.13 所示。（程序見附錄 2）武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）19圖圖 5.13

40、5.13 報警到手機(jī)流程圖報警到手機(jī)流程圖以上便是我設(shè)計的整體的基于 51 單片機(jī)的 GSM 短信模塊的家庭防盜報警系統(tǒng)。武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）20第第 6 章章 總結(jié)與展望總結(jié)與展望本人設(shè)計的是基于 51 單片機(jī)的 GSM 家庭防盜報警系統(tǒng)，經(jīng)過幾個月的思考和準(zhǔn)備，通過對課題的設(shè)計和整合，完成了一整套防盜報警系統(tǒng)。在 51 單片機(jī)主控制下，將防盜現(xiàn)場報警和遠(yuǎn)程報警同時實現(xiàn)。由紅外線報警系統(tǒng)，監(jiān)控是否有人闖入使紅外線接收受阻的信息，從而控制報警器電路的發(fā)光管和蜂鳴器部分同時進(jìn)行聲光報警，同時憑借成熟的 GSM 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送報警信息給業(yè)主。該系統(tǒng)所使用的都是一些新型實用的芯片

41、，性能優(yōu)良價格便宜，軟件設(shè)計簡單，適用于開發(fā)實用型家庭防盜報警器，且系統(tǒng)適用于一般家庭，原理簡單，安裝和使用都非常方便。但是，在此設(shè)計的基礎(chǔ)上，還是存在一定的誤報警。首先要嚴(yán)格排除元件損壞性故障和漂移性故障。損壞性故障包括性能全部失效和突然失效。這類故障通常是由元器件的損壞或生產(chǎn)工藝不良（如虛焊等）造成。漂移性故障是指元器件的參數(shù)和電源電壓的漂移所造成的故障。例如：溫度過高會導(dǎo)致電阻阻值的變化，此時設(shè)備表現(xiàn)為時好時壞。無論是哪種故障都有可能導(dǎo)致系統(tǒng)誤報警，要減少由此產(chǎn)生的誤報警必須提高產(chǎn)品的設(shè)計水平和工藝水平。其次，由于環(huán)境引起的誤報警有可能發(fā)生。這是指報警系統(tǒng)在正常工作狀態(tài)下產(chǎn)生的，從原理上

42、講是不可避免，而事實又是不需要的，屬于誤報警。例如：老鼠在防范區(qū)出沒；寵物在居室內(nèi)走動等。隨著傳感技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，報警系統(tǒng)智能化程度將不斷提高，環(huán)境噪聲干擾引起的誤報警現(xiàn)象必將隨之降低。武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）21參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 萬隆，巴奉麗. 單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù). 北京: 清華大學(xué)出版社, 2010.3.2 方然.AT89S52 的幾種應(yīng)用J. 北京郵電大學(xué)學(xué)報, 2007, 9, 7(3): 3334.3 深圳勤正達(dá)電子有限公司 FM12864M12L 使用手冊. 深圳，2009.4 劉昌珍. 基于 GSM 的遠(yuǎn)程家庭監(jiān)控及報警系統(tǒng)的設(shè)計J. 453.無

43、錫商業(yè)職業(yè)學(xué)院學(xué)報，2008.第 8 卷 3 期 35-38.5 宋文緒，楊帆主編.傳感器與檢測技術(shù).北京：高等教育出版社6 吳政江. 單片機(jī)控制紅外線防盜報警器J. 錦州師范學(xué)院學(xué)報, 2007, 4(5): 46.7 陳永甫.紅外探測與控制電路.北京人民郵電出版社M.2004.6.8 SIM300 使用說明書.廣州星?？萍?9 對外式紅外防盜報警器的設(shè)計http:/ 李朝陽.淺談單片機(jī)原理及接口技術(shù)的應(yīng)用J.電子學(xué)報，2008,8 (3): 2223.11 馬忠梅等.單片機(jī)的 C 語言應(yīng)用程序設(shè)計.北京：北京航空航天大學(xué).12 劉詩箋 周曉國.單片機(jī)控制手機(jī)短信報警系統(tǒng)A. 閩江學(xué)院學(xué)報第

44、 27 卷第 5 期.2006年 10 月.13 陳有卿，葉桂娟. 555 時基電路原理、設(shè)計與應(yīng)用. 北京: 電子工業(yè)出版社, 2007（9）.14 Richard R.Spencer 著.Introduction to Electronic Circuit DesignM.北京：電子工業(yè)出版社。2004.15 江大力.普通防盜報警器的改進(jìn)J.通俗電子. 2007, 8(2): 1113.武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）22致謝致謝時間飛逝，大學(xué)的學(xué)習(xí)生活很快就要過去，在這四年的學(xué)習(xí)生活中，收獲了很多，而這些成績的取得是和一直關(guān)心幫助我的人分不開的。此論文得以完成，首先要感謝來

45、婷老師的細(xì)心指導(dǎo)。給了我自己極大的發(fā)揮空間。并且，在這段時間里從開題，到初稿，再到做成果以及定稿，感謝老師給予我的教導(dǎo)和無私的幫助。在此文即將完成之際，我衷心的感謝在此過程中幫助過我的每個人，在這里我表示誠摯的謝意！四年的讀書生活在這個季節(jié)即將劃上一個句號， 而我的人生卻只是一個逗號，我要面對又一次征程的開始。四年的求學(xué)生涯在師長、親友的大力支持下，走的辛苦卻也收獲滿囊。感謝我的爸爸媽媽，希望他們身體健康。最后，也感謝學(xué)院為我提供的良好的學(xué)習(xí)生活的環(huán)境。武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）23 附錄附錄 1 AT 指令指令卡的認(rèn)證 AT+CCID 查詢SIM卡的序列號功能列表 AT+

46、GCAP 查詢可供使用的功能列表重復(fù)操作 A/ 重復(fù)最后一次操作關(guān)閉電源 AT+CPOF 暫停模塊軟件運行設(shè)置狀態(tài) AT+CFUN 設(shè)置模塊軟件的狀態(tài)活動狀態(tài) AT+CPAS 查詢模塊當(dāng)前活動狀態(tài)撥號命令 ATD 撥打電話號碼掛機(jī)命令 ATH 掛機(jī)重復(fù)呼叫 ATDL 重復(fù)撥叫最后一次號碼選擇電話簿 AT+CPBS 選擇不同的記憶體上存儲的電話簿讀取電話簿 AT+CPBR 讀取電話簿目錄查找電話簿 AT+CPBF 查找所需電話目錄寫入電話簿 AT+CPBW 增加電話簿條目電話號碼查找 AT+CPBP 查找所需電話號碼動態(tài)查找 AT+CPBN 查找電話號碼的一種方式用戶號碼 AT+CNUM 選擇不

47、同的本機(jī)號碼（因網(wǎng)絡(luò)服務(wù)支持不同）選擇短消息服務(wù) AT+CSMS 選擇是否打開短消息服務(wù)以及廣播服務(wù)短消息存儲 AT+CPMS 選擇短消息優(yōu)先存儲區(qū)域短消息格式 AT+CMGF 選擇短消息支持格式（TEXT or PDU）顯示TEXT參數(shù) AT+CSDH 顯示當(dāng)前TEXT模式下結(jié)果代碼新消息提示 AT+CNMI 選擇當(dāng)有新的短消息來時系統(tǒng)提示方式讀短消息 AT+CMGR 讀取短消息列短消息 AT+CMGL 將存儲的短消息列表發(fā)送短消息 AT+CMGS 發(fā)送短消息寫短消息 AT+CMGW 寫短消息并保存在存儲器中從內(nèi)存中發(fā)短消息 AT+CMSS 發(fā)送在存儲器中保存的短消息刪除短消息 AT+CMG

48、D 刪除保存的短消息服務(wù)中心地址 AT+CSCA 提供短消息服務(wù)中心的號碼呼叫轉(zhuǎn)移 AT+CCFC 設(shè)置呼叫轉(zhuǎn)移呼入載體 AT+CLCK 鎖定呼入載體以及限制呼入或呼出呼叫等待 AT+CCWA 控制呼叫等待服務(wù)多方通話 AT+CHLD 保持或掛斷某一通話線路（支持多方通話）武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）24附錄附錄 2 部分相關(guān)程序部分相關(guān)程序程序一：LCD顯示報警信號：#include reg52 /52系列單片機(jī)定義文件#include intrins.h /調(diào)用_nop_();延時函數(shù)用#define LCD_Data_Out P3sbit RW = P10;sbit R

49、S = P11; sbit RST = P12; sbit CS = P13; sbit E = P14; #define X_WIDTH 132#define Y_WIDTH 64#define byte unsigned char /無符號字符（8位）#define uint unsigned int /無符號整數(shù)（16位）/*延時*void LCD_DLY_ms(uint ms) int ii,jj; if (ms1) ms=1; for(ii=0;iims;ii+) for(jj=0;jj2670;jj+); /busclk:16MHz-1ms/*LCD的主函數(shù)*/void LCD()

50、 LCD_Init(); /LCD初始化武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）25 while(1) LCD_P6x8Str(0,3,waring); /輸出字符，利用ASCLL碼 /*寫命令*void LCD_WrCmd(byte cmd) /寫命令 RS = 0; CS = 0; RW = 0; E = 1; P3 = cmd; _nop_(); E = 0;/*寫數(shù)據(jù)*void LCD_WrDat(byte date) /寫數(shù)據(jù) RS = 1; CS = 0; RW = 0; E = 1; P3 = date; _nop_(); E = 0;/*清屏*void LCD_Fill(

51、byte bmp_data) byte y,x; for(y=0;y8;y+) /分頁，總共8頁 LCD_WrCmd(0 xb0+y); /設(shè)置頁地址 LCD_WrCmd(0 x01); /設(shè)置column地址低地址 LCD_WrCmd(0 x10); /設(shè)置column地址高地址 for(x=0;x4)|0 x10); /坐標(biāo)在column的位置MSB LCD_WrCmd(x&0 x0f)|0 x01); /LSB 0X01/*LCD初始化*void LCD_Init(void) RST = 0; LCD_DLY_ms(50); RST = 1; LCD_DLY_ms(20); LCD_Wr

52、Cmd(0 xaf); /0 xaf LCD On -P39 LCD_WrCmd(0 x2f); /0 x2f 設(shè)置上電控制模式 -P44 LCD_WrCmd(0 x81); /0 x81 電量設(shè)置模式（顯示亮度?-P45 LCD_WrCmd(0 x1a); /指令數(shù)據(jù)0 x00000 x003f LCD_WrCmd(0 x24); /0 x24 V5內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)電阻設(shè)置 -P45 LCD_WrCmd(0 xa2); /0 xa2 5V,0 xa1 3V3 LCD偏壓設(shè)置 -P42 LCD_WrCmd(0 xc0); /0 xc8 正常,0 xc0 倒置 Com 掃描方式設(shè)置 LCD_WrCm

53、d(0 xa1); /0 xa0 正常,0 xa1 反向 Segment方向選擇 -P42 LCD_WrCmd(0 xa4); /0 xa4 全屏點亮/變暗指令 -P42 LCD_WrCmd(0 xa6); /0 xa6 正向反向顯示控制指令 -P42 LCD_WrCmd(0 xac); /0 xac 關(guān)閉靜態(tài)指示器 -P46 LCD_WrCmd(0 x00); /指令數(shù)據(jù) LCD_WrCmd(0 x40+32); /0 x40+32 設(shè)置顯示起始行對應(yīng)RAM -P39 LCD_Fill(0 x00); /初始清屏 LCD_Set_Pos(0,0); /指針的位置 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)

54、院畢業(yè)設(shè)計（論文）27/*輸出字符*/void LCD_P6x8Str(byte x,byte y,byte ch) /輸入字符 byte c=0,i=0,j=0; while (chj!=0) c =chj-48; /F6x8ci從032開始建立ASCLL碼數(shù)組，要查找，需減32 if(x126)x=0;y+; LCD_Set_Pos(x,y); for(i=0;i6;i+) LCD_WrDat(F6x8ci); x+=6; j+; 程序二：GPRS通信實驗#include #include #define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit key1=P34;sbit key2=P36;sbit key3=P37;void send_char(unsigned char txd) / 傳送一個字符 SBUF = txd;while(!TI);/ 等特數(shù)據(jù)傳送TI = 0;/ 清除數(shù)據(jù)傳送標(biāo)志武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）28 void start()TMOD = 0 x20;/ 定時器1工作于8位自動重載模式, 用于產(chǎn)生波特率 TH1 = 0 xFA;/ 波特率9600 TL1 = 0 xFA; SCON = 0 x50;/ 設(shè)定串行口工作方式 PCON =0