基于GSM短信模塊的家庭防盜報警系統(tǒng)摘要本系統(tǒng)主要由單片機和GSM短信模塊組成，借助最可靠、最成熟的GSM移動網(wǎng)絡，以最直觀的中文短消息或電話形式，直接把報警地點的情況反映到您的手機屏幕上。它采用主動式紅外傳感器進行檢測，變有形的傳統(tǒng)防盜網(wǎng)防盜窗為無形，給火災時的逃生提供方便。并配備煙霧傳感器和燃氣泄漏傳感器，實現(xiàn)防火、防燃氣泄漏的作用?！娟P鍵詞】單片機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設置短信中心號2.3.2利用GSMModem向普通手機發(fā)短信第3章鍵盤顯示3.1HD7279鍵盤顯示芯片3.2HD7279的典型應用電路第4章鐵電存儲器4.1鐵電存儲器的特點4.2二線制協(xié)議第5章實時時鐘5.1DS12887功能與特點介紹5.2時間、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章家庭防盜報警系統(tǒng)的軟件設計9.1主程序流程圖9.2外部中斷0中斷服務子程序流程圖結論參考文獻附錄XXX2004屆本科生畢業(yè)論文3引言目前傳統(tǒng)的機械式（防盜網(wǎng)、防盜窗）安防系統(tǒng)在實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)生火災時不易逃生等。隨著電子技術的飛速發(fā)展，報警系統(tǒng)已從原來的簡單化、局部化向智能化、集成化發(fā)展。而各種防盜報警系統(tǒng)之間的主要區(qū)別是在于如何讓分機與主機、分機與用戶之間進行通訊。目前市場上常見的防盜報警系統(tǒng)的通信方式有固定電話撥號、以太網(wǎng)、集群系統(tǒng)等等。但它們有各自的缺點：1固定電話撥號容易被盜賊在入室搶劫前切斷電話線或惡意占線，使其在關鍵時刻失靈。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)絡架設和維護費用很高，而且需要購買固定的頻點。針對以上通信方式的優(yōu)、缺點，我設計了基于GSM短信模塊的家庭無線防盜報警系統(tǒng)。此系統(tǒng)可解決這些隱患，讓家庭防盜更及時、使用更方便。它不再依賴有線電話執(zhí)行報警，而是借助最可靠、最成熟的GSM移動網(wǎng)絡，以最直觀的中文短消息或電話形式，直接把報警地點的情況反映到您的手機屏幕上。它采用主動式紅外傳感器進行檢測，變有形的傳統(tǒng)防盜網(wǎng)防盜窗為無形，給火災時的逃生提供方便。并配備煙霧傳感器和燃氣泄漏傳感器，實現(xiàn)防火、防燃氣泄漏的作用。本文介紹了用AT89S52單片機實現(xiàn)的基于GSM短信模塊的家庭防盜報警系統(tǒng)，以及AT89S52單片機的功能特點、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氣泄漏傳感器MCU遙控布、撤防備用電源XXX2004屆本科生畢業(yè)論文4第1章單片機概述AT89S52作為普通51單片機已與廣泛應用于各種產品中，其接口簡單，方便使用，且功能強大，因此本系統(tǒng)采用AT89S52單片機作為主控制芯片。1.1AT89S52的主要性能與MCS-51單片機產品兼容字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲器次擦寫周期全靜態(tài)操作：0Hz33Hz三級加密程序存儲器個可編程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式掉電后中斷可喚醒看門狗定時器雙數(shù)據(jù)指針掉電標識符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存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業(yè)80C51產品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(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用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標準功能：8k字節(jié)Flash，256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級中斷結構，全雙工串行口，片內晶振及時鐘電路。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?？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。掉電保護方式下，RAM內容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。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內嵌高可靠性的GSM引擎（GSMCellularEngine）和51單片機系統(tǒng)（MCS51），標準串行接口和精簡的軟件接口協(xié)議將用戶從繁雜的GSM通信標準解析和調試中解脫出來，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)絡基本覆蓋全國），傳輸穩(wěn)定、可靠等特點。因此本設計選用HRHGSMModem來進行通信。2.1.1GSMModem的主要功能a.收發(fā)短信；b.借助短信實現(xiàn)遠程小批量數(shù)據(jù)傳輸；c.語音通話（GSM電話）；d.數(shù)傳模式實現(xiàn)無線實時數(shù)據(jù)通信；e.無線上網(wǎng)（自動應答型）。2.2GSMModem的硬件接口模塊要求12V/500mA供電，與計算機或單片機通過串口通信，波特率9600bps，通過SIM卡座來安裝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進制數(shù)據(jù)00。b幀結構：幀頭（固定為0AAH）指令碼數(shù)據(jù)2.3.1設置短信中心號以北京地區(qū)為例，短信中心號為：+8613800100500，應向GSMMODEM下發(fā)數(shù)據(jù)幀：AA092B38363133383030313030353030（16進制數(shù)據(jù)）如果設置成功，GSMMODEM應答AA09“+8613800100500”，如果設置不成功，GSMMODEM應答AA09ERROR短信中心號設置后，保存在SIM卡上，只需設置一次；也可以在手機上把短信中心號設置好后再裝入GSMModem，以后就不用再設置。2.3.2利用GSMMODEM向普通手機發(fā)短信以向手中文信息“測試”為例：首先計算或查表得到“測試”的UNICODE編碼為：6D4B（測）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)絡或SIM卡故障。AA01OK短信已從GSMMODEM送出，但未送達短信中心，可能是信號質量差或天線連接不好。AA01SENDOK短信已送達短信中心，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（注意僅當接收方手機已經(jīng)設置短信自動應答時才會返回；GSMMODEM已設置成短信自動應答）。AA01FAILUR0304111023123203041110331532短信中心未能將短信送達接收方或接收方已經(jīng)收到短信，但其給短信中心的回應短信中心沒有收到（注意僅當接收方手機已經(jīng)設置短信自動應答時才會返回）。一般情況下，由于短信不保證實時性，所以從發(fā)送到對方接收到短信可能有5-10秒的延時，使用中建議設置短信超時定時器長度在20-30秒左右。短信發(fā)送成功的返回信息：先返回AA01SENDOK31；如果接收方手機設置了短信自動應答，則在對方收到后返回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章鍵盤顯示為了實現(xiàn)系統(tǒng)發(fā)生警情時能夠向指定的號碼發(fā)送短信息的功能，則必須有鍵盤和LED顯示，來對防盜報警系統(tǒng)進行電話號碼的預設，本設計選用HD7279作為鍵盤顯示驅動，3.1HD7279鍵盤顯示芯片該芯片支持64鍵盤和8位數(shù)碼管動態(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內部含有譯碼器，可直接接受BCD碼或16進制碼，并同時具有兩種譯碼方式。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，可方便的實現(xiàn)多于8位的顯示或多于64鍵的鍵盤接口。3.2HD7279的典型應用電路：XXX2004屆本科生畢業(yè)論文8注：鍵盤顯示應用程序見附錄第4章鐵電存儲器4.1鐵電存儲器的特點為了實現(xiàn)對預設電話號碼的存儲和對報警信息的記錄，本系統(tǒng)采用了能夠保證掉電數(shù)據(jù)不丟失的鐵電存儲器，該類存儲器相對于傳統(tǒng)的EEPROM有許多優(yōu)點：1傳統(tǒng)的EEPROM寫入次數(shù)有限，一般為10萬次，而鐵電存儲器有著近乎無限次擦寫的特性；2傳統(tǒng)的EEPROM寫入速度較慢，一般需要CPU延時幾個NOP的時間來等待寫入，而鐵電存儲器有著和RAM相同的操作速度；3EEPROM需要較大的能量來完成一次擦寫，而鐵電存儲器在寫入時屬于微功耗。本設計選用了FM24C16來作為非易失性數(shù)據(jù)存儲器，其特點如下：1.FM24C16A是一種串行非易失存儲器，它的結構容量為512*8位，接口方式為工業(yè)標準二線制造串行接口，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內部采用讀恢復機制操作。所以讀寫次數(shù)與每一次讀寫都有關系。FRAM結構是基于行與列陣列排布，行由A8-A2定義。每次訪問都會使一行減少一次讀寫壽命。鐵電的擦寫次數(shù)幾乎可以說是無限次。即使每秒訪問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兩個腳位的狀態(tài)來確定的，共有四個狀態(tài)：開始，停止，數(shù)據(jù)以及應答，下圖描述了四個狀態(tài)的時序圖。注：FM24C16讀寫子程序見附錄第5章實時時鐘為了實現(xiàn)發(fā)生警情時，對發(fā)生警情的時間進行記錄，且為了保證系統(tǒng)的可靠運行，要求系統(tǒng)進行自檢并定時上報系統(tǒng)運行狀態(tài)，因此需要系統(tǒng)具有實時時鐘功能。本設計選用了DS12887實時時鐘芯片。5.1DS12887功能與特點介紹DS12887采用CMOS技術制成，把時鐘芯片所需的晶振和外部鋰電池相關電路集于芯片內部。采用DS12887芯片設計的時鐘電路勿需任何外圍電路并具有良好的微機接口。DS12887芯片具有微軾耗、外圍接口簡單、精度高、工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點，可廣泛用于各種需要較高精度的實時時