1、基于盛群单片机的安全门防盗锁设计12012年重庆地区第五届“盛群杯”单片机设计竞赛作品创意书基于盛群单片机的安全门防盗锁设计重庆交通大学电子信息工程指导老师 李星星参赛学生 赵文聪参赛学生 张鹏参赛学生 周波公元 2012 年 1 月 4 日基于盛群单片机的安全门防盗锁设计2作 品 创 意 书一、 摘要 随着信息技术的飞速发展以及人们生活水平的大幅度提高，人们对住宅的需求已从追求简单的生存空间向着追求质量，功能，服务等多重需求过渡。同时，随着人们保护意识的不断增强，防盗措施的紧迫性也逐渐被提上了日程，防盗报警系统应运而生。鉴于此，我们设计了基于盛群单片机的安全门防盗系统。该系统主要由单片机和G
2、SM短信模块组成，借助最可靠、最成熟的GSM移动网络，以最直观的中文短消息或电话形式，直接把报警地点的情况反映到您的手机屏幕上。它采用红外线传感器进行检测报警，变有形的传统防盗门为无形，使小偷无法在进入房间后对其防盗设施进行破坏而造成房主的损失。而且开门配备的是感红外线密码屏和红外线遥控器，两者结合使用，即使丢了钥匙也不必破门而入或重新安装防盗门。二、 作品介绍随着科学技术的进步，防盗系统越来越先进，但是盗贼开门的技术也越来越先进，因此很多家庭仍会被盗。传统的机械式（防盗网、防盗窗）安防系统在实际使用中暴露了很多隐患，例如：为其它没有安防盗窗的相近楼层形成被盗隐患、发生火灾时不易逃生等。目前市
3、场上常见的防盗报警系统的通信方式有固定电话拨号、以太网、集群系统等等。但它们有各自的缺点：（1）固定电话拨号容易被盗贼在入室抢劫前切断电话线或恶意占线，使其在关键时刻失灵。（2）以太网同样面临着线路被切断的隐患，且不易普及。（3）集群系统功耗很大，网络架设和维护费用很高，而且需要 购买固定基于盛群单片机的安全门防盗锁设计3的频点。针对以上通信方式的优、缺点，我们设计了基于 GSM 短信模块的家庭无线防盗报警系统。此系统可解决这些隐患，它不再依赖有线电话执行报警，让家庭防盗更及时、使用更方便。该系统的创新性和实用性主要体现在以下几个方面：1、采用红外遥控密码屏的方式，即使丢了钥匙也不必破门而入或
4、重新安装防盗门。2、采用红外线监控器监测，变有形的传统防盗门为无形，即使小偷进入房间后对其防盗设施进行破坏，任然不会影响主人知道有人闯入房间。3、借助最可靠、最成熟的 GSM 移动网络，以最直观的中文短消息或电话形式，直接把报警地点的情况反映到您的手机屏幕上。4、智能化程度相对较高，相比现有的安全防盗系统 ，让人更省心省事。三、工作原理本系统以 HT46F49E 单片机为核心，结合语音提示、红外感应及短信报警完成特定功能。我们将一组数字键盘安装在门上适当的高度处，但是此键盘不是用手通过按键直接输入密码，而是靠主人手持一个红外发光管来实现数据输入，为此，我们在键盘所对应的数字键上打孔，在每个孔内
5、安装一颗红外接收管，当主人通过随身携带的红外发光管按设定的密码依次对准所对应的每个数字键盘内的红外线接收管时，嗡鸣器鸣一次表示已接收一个数字，为避免重复输入，我们让系统默认连续的输入为一次输入，直到将密码输入完成，最后再在表示确认的按键上感应一次。这时，单片机自动根据输入的数据判断密码是否正确，若正确，则通过嗡鸣器语音提示“欢迎回家。”若错误，则通过短信发送模块自动给事先已绑定好的手机发送短信，以提醒主人门口有非法欲闯入者或其他陌生人，并进行语音警告。为了进一步判断来者的意图，并防止窃贼强行撬门而入但又无人察觉，我们设想在门对应门框的那一边上安装一个红外线反射性检测传感器，这样，当门关好的时候
6、，接收管有信号输入，系统不反应。当在没有接收到外部密码输入正确的指令，但是接收管无信号输出的情况下，系统自动判断为强行进入行径，并马上发短信通知主人家中有不明侵入者。基于盛群单片机的安全门防盗锁设计4当然还有另外一种情况，即当家中有人时，我们是没有必要再去输入密码的，否则将会使此系统变得更为繁琐而失去其本来的意义，于是，我们在从室内开锁的机械部分上安装一个触控按钮，即当我们从内部开锁时，此按钮触发，单片机通过此信号识别为是从内部开锁，则不向短信发送模块发送命令。整个系统一共分为六个模块：单片机控制中心，密码输入模块，短信发送模块，手持红外模块，检测模块，语音提示模块，如下图一所示图一 系统方框
7、图（一）红外线的探测红外线反射性检测传感器原理：红外线反射性检测传感器是通过把红外线发射端和接收端安装在一起的红外线传感器。当需要探测某个位置是否有障碍物时，红外线发射端通过发射频率为38K的红外线，当被探测的范围内有障碍物时，就会把发射的红外线发射回来，在接收端，如果接收到发射出去的红外线，则可以确认有障碍物的存在。盛群HT46F49E单片机密码输入手持红外模块短信发送语音提示检测模块基于盛群单片机的安全门防盗锁设计5本系统利用红外线反射性检测传感器的这种能探测障碍物的功能，通过安装在门边上以探测门是否开启。探测电路如下图二所示。H T 4 6 H 4 9E 3 F - D S 3 0 C
8、4红外线传感器V D DG N DD A T A图二 红外线探测电路图（二）单片机控制中心单片机将各个模块有机地联系起来，它是系统的核心部分。 本控制中心采用HT46F49E单片机控制。由于系统所需存储容量不大，所以只使用HT46F49E的内部RAM即可，不需要外扩RAM。（三）语音提示利用语音芯片实现将需要的欢迎语句录入，然后通过单片机实现语音的定时和不同语音的输出。其中包含基本的欢迎语音，密码输入时的接收数据语音以及可以附加的警告语音。（四）短信发送此处利用短信发送模块基于GPRS无线通讯，只要插入手机SIM卡，可就以直接进行短信的发送，单片机通过程序，控制短信的发送，包含以下情况时将会发
9、送短信：a) 密码输入错误。b) 密码无输入，但红外线反射检测传感器无信号输出。四、 作品功能、特色本设计直接利用红外感光原理实现密码的输入，虽然与普通的按键输入相比似乎还更为麻烦，当从安全的角度来讲，却又大大增加了其本身的安全系数，基于盛群单片机的安全门防盗锁设计6即使他人知道了你的密码，但是对于门上的一个个红外接收管也是无从下手，因为他们没有可供输入的工具，这就好比是看着一大桌子的美味佳肴，但是手中又没有筷子和汤匙，又不能直接用手去抓，所以只有看着的份儿。而我们又在门边上安装一个红外线反射性检测传感器，可谓实现了防盗的双重保护，即使不法分子妄想通过暴力进入屋内，我们也能在第一时间对情况做出
10、反应，使财产损失降到最低。即，只要在没有外部输入正确的密码的前提下，门被打开，那主人就可以收到表示家中有不明人物侵入的短信，从而做出反应。同时，通过语音来实现功能的提示，使操作更具有人性化，在倡导人文关怀理念的今天，我想这种方式也将会受到广泛的接受和推崇。而且我们可以在芯片内录入功能提示和欢迎语句的同时，再录入一些警告的语音，当不法分子或其他陌生人想试图进入时，系统可以自动对其进行语音警告或恐吓，这是一种心理攻势，我们不求能把他们吓跑，但求能给其造成一定的心理压力，从而为我们赢得宝贵的时间。当然，本设计还有一个显而易见且众所周知的优点，那就是省去了繁琐而笨重的钥匙环节，每一扇门，我们都可以直接
11、用一个小小的红外发光管开门，而且我们不用担心遗失，因为对于任何一个可以发出红外线的电器都可以作为我们开门的“钥匙”，这在保证了我们能够顺利进门的同时，也给不法分子进门制造了一定的麻烦。要知道，任何一件防盗产品都不可能百分之百把盗贼拒之门外，我们只能尽最大的可能降低他们进入的风险，这就需要我们在原来的基础上不断改进，以达到其功能发挥的最大化。五、 作品结构本系统主要由硬件和软件结合构成，下面分别对其进行说明。(一) 硬件部分整个系统一共分为六个模块：1) 单片机控制中心2) 密码输入模块3) 无线通信模块4) 手持红外模块5) 红外检测模块6) 语音提示模块基于盛群单片机的安全门防盗锁设计7手持
12、红外模块（用于门锁）盛群MCUHT64F49E红外检测（用于防盗）密码输入模块 无线通信模块（用于关联用户）语音提示图三 硬件结构图（二） 软件部分1) 主循环程序：用于扫描是否由外部密码指令输入，或有红外反射检测传感器信号输入。2) 密码程序：用于密码的输入和判断正确与否。3) 通讯报警子程序：用于在外部条件触发情况下，单片机能够自动向短信模块发送指令，使之向外界发送短信。4) 语音程序：语音主要由外界接入语音模块，加上单片机控制完成。具体软件流程图如下：基于盛群单片机的安全门防盗锁设计8开始密码输入密码判断子程序密码正确N开锁子程序结束Y红外接收子程序无接收信号通讯报警子程序NY软件流程图
