基于GSM短信模塊的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)摘要本系統(tǒng)主要由單片機(jī)和GSM短信模塊組成，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。它采用主動(dòng)式紅外傳感器進(jìn)行檢測(cè)，變有形的傳統(tǒng)防盜網(wǎng)防盜窗為無(wú)形，給火災(zāi)時(shí)的逃生提供方便。并配備煙霧傳感器和燃?xì)庑孤﹤鞲衅?，?shí)現(xiàn)防火、防燃?xì)庑孤┑淖饔?。【關(guān)鍵詞】單片機(jī)GSM模塊傳感器TheFamilyguardagainsttheftandalarmsystemBasedonGSMModemAbstractTheSystemismadeupofMCUandGSMModem.ItwilldisplaythealarmcontentinChinesedirectlyatyourmobilescreen,anditrecurstothemostreliableGSMmobilenetwork.Thesystemadoptedinitiativeinfraredsensortodetect,anditturnedthetraditionalalarmnetandalarmwindowstoimmateriality.Besides,thesystemequippedthesmogsensorandleakinesssensorofgasandguardedagainstfireandgasleakiness.【keywords】MCUGSMmodemsensorXXX2004屆本科生畢業(yè)論文2目錄第0章引言第1章單片機(jī)概述1.1AT89S52的主要性能1.2AT89S52的功能特性描述1.3AT89S52的管腳排列第2章GSM模塊2.1HRHGSMMODEM介紹2.1.1GSMMODEM的主要性能2.2HRHGSMModem的硬件接口2.3HRHGSMModem的軟件協(xié)議2.3.1設(shè)置短信中心號(hào)2.3.2利用GSMModem向普通手機(jī)發(fā)短信第3章鍵盤顯示3.1HD7279鍵盤顯示芯片3.2HD7279的典型應(yīng)用電路第4章鐵電存儲(chǔ)器4.1鐵電存儲(chǔ)器的特點(diǎn)4.2二線制協(xié)議第5章實(shí)時(shí)時(shí)鐘5.1DS12887功能與特點(diǎn)介紹5.2時(shí)間、日歷和定鬧單元5.3DS12887引腳定義第6章后備電源第7章遙控器第8章傳感器8.1紅外傳感器8.2煙霧傳感器8.3氣體泄漏傳感器第9章家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)9.1主程序流程圖9.2外部中斷0中斷服務(wù)子程序流程圖結(jié)論參考文獻(xiàn)附錄XXX2004屆本科生畢業(yè)論文3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：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。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。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)與主機(jī)、分機(jī)與用戶之間進(jìn)行通訊。目前市場(chǎng)上常見的防盜報(bào)警系統(tǒng)的通信方式有固定電話撥號(hào)、以太網(wǎng)、集群系統(tǒng)等等。但它們有各自的缺點(diǎn)：1固定電話撥號(hào)容易被盜賊在入室搶劫前切斷電話線或惡意占線，使其在關(guān)鍵時(shí)刻失靈。2以太網(wǎng)同樣面臨著線路被切斷的隱患，且不易普及。3集群系統(tǒng)功耗很大，網(wǎng)絡(luò)架設(shè)和維護(hù)費(fèi)用很高，而且需要購(gòu)買固定的頻點(diǎn)。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)。此系統(tǒng)可解決這些隱患，讓家庭防盜更及時(shí)、使用更方便。它不再依賴有線電話執(zhí)行報(bào)警，而是借助最可靠、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。它采用主動(dòng)式紅外傳感器進(jìn)行檢測(cè)，變有形的傳統(tǒng)防盜網(wǎng)防盜窗為無(wú)形，給火災(zāi)時(shí)的逃生提供方便。并配備煙霧傳感器和燃?xì)庑孤﹤鞲衅鳎瑢?shí)現(xiàn)防火、防燃?xì)庑孤┑淖饔?。本文介紹了用AT89S52單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的基于GSM短信模塊的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)，以及AT89S52單片機(jī)的功能特點(diǎn)、GSM短信模塊工作原理、傳感器工作原理。系統(tǒng)組成框圖如下：GSM模塊紅外傳感器煙霧傳感器燃?xì)庑孤﹤鞲衅鱉CU遙控布、撤防備用電源XXX2004屆本科生畢業(yè)論文4第1章單片機(jī)概述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(jiǎn)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。1.1AT89S52的主要性能與MCS-51單片機(jī)產(chǎn)品兼容字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器次擦寫周期全靜態(tài)操作：0Hz33Hz三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器個(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(shí)符1.2AT89S52的功能特性描述AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)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(chǔ)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(jí)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。空閑模式下，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。XXX2004屆本科生畢業(yè)論文51.3AT89S52的管腳排列第2章GSM模塊2.1HRHGSMMODEM介紹由于HRHGSMModem內(nèi)嵌高可靠性的GSM引擎（GSMCellularEngine）和51單片機(jī)系統(tǒng)（MCS51），標(biāo)準(zhǔn)串行接口和精簡(jiǎn)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(lái)，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(guó)），傳輸穩(wěn)定、可靠等特點(diǎn)。因此本設(shè)計(jì)選用HRHGSMModem來(lái)進(jìn)行通信。2.1.1GSMModem的主要功能a.收發(fā)短信；b.借助短信實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程小批量數(shù)據(jù)傳輸；c.語(yǔ)音通話（GSM電話）；d.數(shù)傳模式實(shí)現(xiàn)無(wú)線實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信；e.無(wú)線上網(wǎng)（自動(dòng)應(yīng)答型）。2.2GSMModem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(guò)串口通信，波特率9600bps，通過(guò)SIM卡座來(lái)安裝SIM卡。XXX2004屆本科生畢業(yè)論文62.3HRHGSMModem的軟件協(xié)議aA表示ASCII字符A，00或00H表示16進(jìn)制數(shù)據(jù)00。b幀結(jié)構(gòu)：幀頭（固定為0AAH）指令碼數(shù)據(jù)2.3.1設(shè)置短信中心號(hào)以北京地區(qū)為例，短信中心號(hào)為：+8613800100500，應(yīng)向GSMMODEM下發(fā)數(shù)據(jù)幀：AA092B38363133383030313030353030（16進(jìn)制數(shù)據(jù)）如果設(shè)置成功，GSMMODEM應(yīng)答AA09“+8613800100500”，如果設(shè)置不成功，GSMMODEM應(yīng)答AA09ERROR短信中心號(hào)設(shè)置后，保存在SIM卡上，只需設(shè)置一次；也可以在手機(jī)上把短信中心號(hào)設(shè)置好后再裝入GSMModem，以后就不用再設(shè)置。2.3.2利用GSMMODEM向普通手機(jī)發(fā)短信以向手中文信息“測(cè)試”為例：首先計(jì)算或查表得到“測(cè)試”的UNICODE編碼為：6D4B（測(cè)）8BD5（試）；向GSMMODEM下發(fā)數(shù)據(jù)幀：AA0231333636313137343630326D4B8BD5GSMMODEM可能返回于下信息：AA01ERROR短信未從GSMMODEM送出，可能是未登陸網(wǎng)絡(luò)或SIM卡故障。AA01OK短信已從GSMMODEM送出，但未送達(dá)短信中心，可能是信號(hào)質(zhì)量差或天線連接不好。AA01SENDOK短信已送達(dá)短信中心，并且短信中心已經(jīng)下發(fā)給接收方。AA01SUCCES0304111023123203041110231532接收方已經(jīng)收到短信（注意僅當(dāng)接收方手機(jī)已經(jīng)設(shè)置短信自動(dòng)應(yīng)答時(shí)才會(huì)返回；GSMMODEM已設(shè)置成短信自動(dòng)應(yīng)答）。AA01FAILUR0304111023123203041110331532短信中心未能將短信送達(dá)接收方或接收方已經(jīng)收到短信，但其給短信中心的回應(yīng)短信中心沒有收到（注意僅當(dāng)接收方手機(jī)已經(jīng)設(shè)置短信自動(dòng)應(yīng)答時(shí)才會(huì)返回）。一般情況下，由于短信不保證實(shí)時(shí)性，所以從發(fā)送到對(duì)方接收到短信可能有5-10秒的延時(shí)，使用中建議設(shè)置短信超時(shí)定時(shí)器長(zhǎng)度在20-30秒左右。短信發(fā)送成功的返回信息：先返回AA01SENDOK31；如果接收方手機(jī)設(shè)置了短信自動(dòng)應(yīng)答，則在對(duì)方收到后返回AA01SUCCES0304111023123203041110231532。XXX2004屆本科生畢業(yè)論文7短信發(fā)送失敗的幾種可能返回信息：a.AA01ERRORb.AA01OKc.AA01SENDOK32后；AA01FAILUR0304111023123203041110331532第3章鍵盤顯示為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)發(fā)生警情時(shí)能夠向指定的號(hào)碼發(fā)送短信息的功能，則必須有鍵盤和LED顯示，來(lái)對(duì)防盜報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行電話號(hào)碼的預(yù)設(shè)，本設(shè)計(jì)選用HD7279作為鍵盤顯示驅(qū)動(dòng)，3.1HD7279鍵盤顯示芯片該芯片支持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CPUI/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(hào)，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。3.2HD7279的典型應(yīng)用電路：XXX2004屆本科生畢業(yè)論文8注：鍵盤顯示應(yīng)用程序見附錄第4章鐵電存儲(chǔ)器4.1鐵電存儲(chǔ)器的特點(diǎn)為了實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)設(shè)電話號(hào)碼的存儲(chǔ)和對(duì)報(bào)警信息的記錄，本系統(tǒng)采用了能夠保證掉電數(shù)據(jù)不丟失的鐵電存儲(chǔ)器，該類存儲(chǔ)器相對(duì)于傳統(tǒng)的EEPROM有許多優(yōu)點(diǎn)：1傳統(tǒng)的EEPROM寫入次數(shù)有限，一般為10萬(wàn)次，而鐵電存儲(chǔ)器有著近乎無(wú)限次擦寫的特性；2傳統(tǒng)的EEPROM寫入速度較慢，一般需要CPU延時(shí)幾個(gè)NOP的時(shí)間來(lái)等待寫入，而鐵電存儲(chǔ)器有著和RAM相同的操作速度；3EEPROM需要較大的能量來(lái)完成一次擦寫，而鐵電存儲(chǔ)器在寫入時(shí)屬于微功耗。本設(shè)計(jì)選用了FM24C16來(lái)作為非易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，其特點(diǎn)如下：1.FM24C16A是一種串行非易失存儲(chǔ)器，它的結(jié)構(gòu)容量為512*8位，接口方式為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)二線制造串行接口，與串行EEPROM的功能操作相似，與EEPROM具有相同的引腳排列，不同之處在于，F(xiàn)M24C16A具有非常出色的寫操作性能；2.FRAM內(nèi)部采用讀恢復(fù)機(jī)制操作。所以讀寫次數(shù)與每一次讀寫都有關(guān)系。FRAM結(jié)構(gòu)是基于行與列陣列排布，行由A8-A2定義。每次訪問(wèn)都會(huì)使一行減少一次讀寫壽命。鐵電的擦寫次數(shù)幾乎可以說(shuō)是無(wú)限次。即使每秒訪問(wèn)3000次，連續(xù)使用十年，使用壽命仍未終止。4.2二線制協(xié)議FM24C16使用二線制協(xié)議串行總線及其傳輸規(guī)約進(jìn)行雙向傳輸，這種方式占用腳位少，占用線路板空間小，下圖描述了FM24C16在微處理器系統(tǒng)中的典型配置：XXX2004屆本科生畢業(yè)論文9二線制協(xié)議即是總線上的所有操作都是由SDA和SCL兩個(gè)腳位的狀態(tài)來(lái)確定的，共有四個(gè)狀態(tài)：開始，停止，數(shù)據(jù)以及應(yīng)答，下圖描述了四個(gè)狀態(tài)的時(shí)序圖。注：FM24C16讀寫子程序見附錄第5章實(shí)時(shí)時(shí)鐘為了實(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。本設(shè)計(jì)選用了DS12887實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。5.1DS12887功能與特點(diǎn)介紹DS12887采用CMOS技術(shù)制成，把時(shí)鐘芯片所需的晶振和外部鋰電池相關(guān)電路集于芯片內(nèi)部。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。DS12887芯片具有微軾耗、外圍接口簡(jiǎn)單、精度高、工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于各種需要較高精度的實(shí)時(shí)時(shí)