基于GSM的防盗报警系统设计.doc

1、 存档编号 基于 GSM的防盗报警系统设计 教学学院 电子信息学院 届 别 2011届 专 业 电子信息工程 学 号 070802035 姓 名 陈 明 指导教师 管 明 完成日期 1 目录 目录 .1 内容摘要 .2 关键词 .2 ABSTRACT .2 KEY WORDS .2 1. 绪论 .3 1.1 课题提出的背景 .3 1.2 房屋防盗系统的发展 .3 1.3 本文设计目的及主要的工作 .4 2.GSM 网络和短消息业务（ SMS） .4 2.1.GSM 网络的含义及其组成 .4 2.2.短消息业务（ SMS） .5 3 硬件设计 .6 3.1 红外对管传感器 .7 3.2单片机控制

2、报警电路 .8 3.3.GSM MODE 设计 .12 4 系统软件设计 .15 4.1 开发工具介绍 .15 4.2 系统总设计 .16 4.3STC89C52 与 GSM TC35 通信的设计 .17 5 系统测试 .19 5.1TC35 的测试 .19 5.2 系统总体测试 .22 结束语 .24 致谢 .24 参考文献 .25 附录 . 错误 !未定义书签。 2 内容 摘要 :随着中国经济的不断发展，人们生活的不断提高，越来越多的奢侈品进入寻常百万家。随之而来的就是房屋防盗成为了急待解决的问题。 现在市场上的报警系统普遍存在着误报率高、 报警范围受地域限制 和无法及时有效地通知 户 主

3、等 缺陷 。 本系统 通过红外对管传感器监测入侵者，由 单片机与 GSM 串口通信，来实现报警 ，能很好的解决以上问题。 本文 设计主要实现的是由红外对管传感器进行检测外人入侵室内的信号，并将它作为单片机外部中断信号控制单片机和 GSM 模块 TC35通信，由 GSM 模块发送短信通知业主并打开监控器对屋内的犯罪活动实现监控录像 。 关键 词 ： GSM 模块 TC35 单片机 STC89C52 红外报警 Abstract: With the continuous development of Chinas economy, improvement of peoples life, more

4、and more family have the valuables. The housing security has become the problem to be solved. Now in the market of the alarm system exist misstatement rate is high, the alarm scope is limited by region and cannot effectively and timely inform householder etc. The system through infrared sensor monit

5、oring for intruders, monitoring by MCU and GSM serial communication, to realize the alarm, can solve the above problem well. This design is mainly realize through infrared sensor monitoring for intruders, and give it as a single-chip microcomputer external interrupt signal,use the signal to control

6、the single-chip microcomputer and GSM module TC35 communications, By GSM module send SMS notify owner and open to the criminal activities monitors realize the surveillance. Key words： GSM module TC35 MCU STC89C52 Infrared alarm 3 1. 绪论 房屋防盗问题成为了现代快节奏生活人们的热门话题，设计合理的室内防盗装置无疑存在着巨大的市场价值。本文在查阅大量 的文献和资料的基

7、础上，对比各种防盗装置，发现现在市场上 的报警系统普遍存在着误报率高、 报警范围受地域限制 和无法及时有效地通知户主等缺陷。 针对上述问题，下文结合红外传感器和无线通信网络的优点，从而很好的解决上述问题。 1.1 课题提出的 背景 目前市场上的防盗报警系统普遍存在着误报率高、 报警范围受地域限制 、无法及时有效地通知户主和易拆除等缺陷。这些缺点往往是致命的，无法实现报警功能，更是对资源的浪费。而往往盗窃发生后，警察的破案率极低，盗窃案大多都是现场抓获才能破案的。所以一套有价值的防盗系统必须要解决以上问题。 GSM 网络 具有覆盖面广、成本低费用便宜、无噪声污染、不受地区和线路限制等优点 ，因此

8、用 GSM 和单片机的串口通信来更快、更真实的实行对房屋安全的监控。通过 GSM 防盗系统对房屋提供保护可以是户主更好的、实时的了解到房屋的情况，对盗窃犯罪行为实施打击。 本论文旨在设计一种基于 GSM 的防盗报警系统，用它来 对犯罪分子的犯罪活动记录下来以打击入室盗窃的犯罪行为。 1.2 房屋防盗 系统 的发展 （ 1）机械式防盗 系统 。此类防盗器大多数是防盗门 、 防盗窗 加一把大锁。 但是缺点是锁芯他的锁芯若是圆形锁孔、十字形、一字形或者其他普通锁 芯，则防盗不安全。 因为这些普通的锁芯用专用的开锁工具数秒内便可强力扭开 ，还是不安全。 （ 2）蜂鸣器防盗 系统 。此类防盗器大部分是连

9、接触碰式传感器，当有人触摸到门窗时鸣叫 。但缺点是报警范围小，易拆除。报警效果非常差，通常只起到了吓唬人的作用。而且行人无意碰到的可能性也4 比较 大，误报率高。 （ 3） 监控器 式防盗 系统 。这类防盗比较流行于大超市，近期也被引用到私人房屋内。 但此类防盗缺点是浪费电力资源 ，毕竟家庭失窃概率 是比 较小的，因此装此类防盗系统成本比较高，普通家庭 使用不够经济实惠。 1.3 本文 设计目的及主要的工作 为了 很好的解决上述防盗系统的缺点，本文 设计 由红外对管传感器 进行 检测外人入侵室内的信号 ，并将它 作为单片机外部中断信号控制 单片机和 GSM 模块 TC35 通信， 由 GSM

10、模块 发送短信通知业主并打开监控器 对屋内的犯罪活动实现监控录像 。 2.GSM 网络和短消息业务（ SMS） GSM 网络的短消息业务（ SMS）具有无需建立联接，可靠性高的优点。能满足系统的报警要求，因此本系统选择短消息作为报警方式。 2.1.GSM 网络的含义及其组成 2.1.1GSM 的组成 GSM 是 Global System for Mobile Communications 的英文缩写 ，中文为全球移动通讯系统 , 是一种广泛应用于 欧洲 及 世界 其他地方的数字移动电话系统 , GSM 使用的是时分多址的变体。是目前三种数字无线电话技术（ TDMA、 GSM 和 CDMA）中

11、使用最为广泛的一种。 GSM 将资料数字化，并将数据进行压缩，然后与其它的两个用户数据流一起从信道发送出去。 GSM通信系统主要由移动交换子系统（ MSS）、基站子系统（ BSS）和移动台（ MS）三大部分组成 .其中： （ 1）移动台 MS MS 是 GSM 系统的移动用户设备，它由两部分组成，移动终端和客户识别卡（ SIM 卡）。移动终端就是“机”，它可完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。 SIM 卡就是“人”，5 它类似于我们现在所用的 IC 卡，因此也称作智能卡，存有认证客户身份所需的所有信息，并能执行一些与安全保密有关的重要信息，以防止非法客户进入网路

12、。 SIM 卡还存储与网路和客户有关的管理数据，只有插入 SIM 卡后移动终端才能接入进网。 (2)移动交换子系统 MSS 完成信息交换、用户信息管理、呼叫接续、号码管理等功能。 (3)基站子系统 BSS 系统是在一定的无线覆盖区中由 MSC 控制，与 MS 进行通信的系统设备，完成信道的分配、用户的接入和寻呼、信息的传送等功能。 2.1.2GSM 的特点 GSM 数字蜂窝移动通信系统是完全根据 ETSI 制定的 GSM 技术规范研制的，它作为一种开放式结构和面向未来设计的系统具有下列主要特点： (1） GSM 系统由几个分系统组成的，可与各种公众通信网互通互联。它有标准化的接口规范； (2）

13、 GSM 系统能提供国际的自动漫游功能，对于全部 GSM 移动用户可以进入 GSM 系统； (3） GSM 系统除了可以开放语音业务，还可以开放各种承载业务、补充业务和与 ISDN 相关的业务； (4） GMS 系统具有加密和鉴权功能，能确保用户保密和网络安全； (5） GSM 系统具有灵活和方便的组网结构，频率重复利用率高，移动业务交换机的话务承担能力一般都很强； (6） GSM 系统抗干扰能力强，覆盖区域内的通信质量高； (7）随着大规模集成电路技术的进一步发展，用户终端设备向更小型、轻巧和增强功能方向发展。 随着移动通信技术的发展， 根据目前 GSM 网络技术成熟，覆盖范围广的特点，合理

14、有效地利用 GSM 网络资源，可以避免组建专用数据传输网络的成本费用高，通信距离短，通信效果差等诸多难题。 2.2.短消息业务（ SMS） SMS（ Short Messaging Service）是最早的短消息业务，也是现在普及率最高的一种短消息业务。目前，这种短消息的长度被限定在140 字节之内，这些字节可以是文本的。 SMS 以简单方便的使用功能受到大众的欢迎，却始终是属于第一代的无线数据服务，在内容和应用6 方面存在技术标准的限制。短消息服务器使 移动电话 （包括 Pocket PC Phone）能够使用 GSM 网络发送短消息。 GSM 标准中定义的点 -点短消息服务使得短消息能在移

15、动台和短消息服务中心之间传递。这些服务中心是通过称为 SMS- GMSC 的特定 MSC同 GSM 网络联系的。 短消息业务 (SMS)它自身的优点有： (1)收费低廉 、随时随地。 (2)能够承载多种数据。短 消息有三种模式，块模式、 PDU 模式和文本模式。尤其是通过 PDU 编码的短信息内容可以是文字、声音或图象，可以实现手机图片或者铃声下载。随着 SMS 升级版本 EMS 和 MMS的出现，短消息将能够支持更丰富多彩的数据。 (3)可以实现推（ PUSH）和拉（ PULL）两种不同的工作模式。用户定制信息就是一种 Push 的工作方式，每天定时由服务商将用户定制的信息直接推送给用户。而

16、点播则是一种 Pull 的工作方式，接收方服务提供商立即响应用户的请求。 (4)能够保障传输中的安全。 3 硬件设计 本报警系统 硬件设计包括 红外对管检测传感 器 的设计 、 单片机控制报警电路、 GSM mode 的设计的设计三部分组成 ,如图 3.1 所示 。图 3.1 系统的总体设计 GSM报警系统 红外对管传感器 单片机控制 报警 电路 GSM mode 设计 7 3.1 红外对管传感器 （ 1）红外发光二极管的特性 红外发光二极管（ IRED）发出的光波是不可见的，它发出的峰值波长为 940nm 左右，属红外波段，与一般半导体硅光 敏器件的峰值波长 900nm 相近，甚为匹配。从波

17、长角度看，选用红外发光管来触发硅光敏器件是最理想的。 （ 2）光耦合器中的红外发光二极管 红外发光管 除了作为分立器件和光敏器件配合使用外，现在更多地是把它和光敏器件做在一起，成为光耦合器和光断续器。 本系统采用光敏电阻和红外发光管做在一起形成的红外对管作为报警触发电路。 当发光管和接收管中间没有障碍物时，接收管电阻相对 R5 的电阻100K 来说可以忽略不计，此时单片机 P1.5 管脚输入为低电平，电路处于初始化状态；当有入侵者经过发光管和接收管中间时，接收管电阻变大，电阻大于 R5 的 100K，此时单片机 P1.5 管脚输入为高电平，电路处于触发状态。 红外对管电路原理图如图 3.2 所

18、示 。 R51 00 KR42 00 红外发射红外接收V C C 5 VP 1. 5图 3.2 红外对管传感器原理图 8 3.2单片机控制报警电路 3.2.1 AT89C52 最小系统 AT89C52 是美国 ATMEL 公司生产的低电压，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 8k bytes 的课反复擦写的只读程序存储器（ PEROM）和 256 bytes 的随机存取数据存储器（ RAM），期间采用 ATMEL 公司的高精密、非易失性存储技术生产，与标准 MCS-51 指令系统及 8052 产品引脚兼容，片内置通用 8 位中央处理器（ CPU）和 Flash 存储单元，功能强大 AT89

19、C52 单片机适合于许多较为复杂控制应用场合，原理图如图 3.3 所示。 C23 0 p fC13 0 p fP 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78R S T / V p d9P 3 . 0 ( R X D )10P 3 . 1 ( T X D )11P 3 . 2 ( )12P 3 . 313P 3 . 414P 3 . 515P 3 . 616P 3 . 717X T A L 218X T A L 119V s s20V c c406565P 0 . 039P 0 . 138P 0 . 237P 0

20、. 336P 0 . 435P 0 . 534P 0 . 633P 0 . 732/ E A / V p p31A L E / P R O G30P 2 . 728P 2 . 627P 2 . 526P 2 . 425P 2 . 324P 2 . 223P 2 . 122P 2 . 021/ P S E N29R11 0 KS1V C CC31 0 u f1 1 . 0 5 9 2C R Y S T A L图 3.3 AT89C52 最小系统 图 3.2.2 自动报警电路 自动报警电路包括蜂鸣器电路，工作指示电路， 监控器 电路 。 由于条件限制本论文用一 LED 灯模拟 监控器 ，灯的 亮

21、灭状态表示 监控器9 的开关。 蜂鸣器电路 采用的是 PNP 三极管的基极与单片机的 I/O 口 相连接，集电极接上 5V 电压 后 与直流蜂鸣器串联，发射极直接接地。当 P1.3为高电平时， PNP 不导通，蜂鸣器两端电压相等。当 P1.3 为低电平时PNP 管导通，蜂鸣器导通，蜂鸣器鸣叫 。 工作指示电路 和 监控器 模拟电路采用的是电阻和发光二极管 相 串联 并 和单片机的 I/O 口相连接，发光二极管 的正极接上 5V 电压。当 P1.0和 P1.1 为高电平时，电路不导通，发光二极管管两端电压相等。当 P1.0和 P1.1 为低电平时，电路工作， LED 点亮。 自动报警如图 3.4

22、 所示 。 P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78R S T / V p d9P 3 . 0 ( R X D )10P 3 . 1 ( T X D )11P 3 . 2 ( )12P 3 . 313P 3 . 414P 3 . 515P 3 . 616P 3 . 717X T A L 218X T A L 119V s s20V c c406565P 0 . 039P 0 . 138P 0 . 237P 0 . 336P 0 . 435P 0 . 534P 0 . 633P 0 . 732/ E A /

23、V p p31A L E / P R O G30P 2 . 728P 2 . 627P 2 . 526P 2 . 425P 2 . 324P 2 . 223P 2 . 122P 2 . 021/ P S E N29A T 8 9 C 5 2R32KR12 0 0 R22 0 0 U1B U Z Z E RL E D 1L E D 29 0 1 2V C CIN图 3.4 单片机控制报警电路 3.2.3 单片机串口电路 串口通信 在本设计中用到的 RS-232 通讯芯片为 MAX3232，该产品是由德州仪器公司（ TI）退出的一款兼容 RS232 标准的芯片。 RS-232 接口引脚图如图 3.5所示 。