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基于GSM短信报警的智能家居安防系统

发布于：2015-07-28 23:01:28 来自：电气工程/智能家居 [复制转发]

随着经济飞速发展和人民物质生活水平的不断提高，人们越来越重视自身及家人的生命财产安全，安全已成为一种市场需求；同时经济的飞速发展伴随着城市流动人口的急剧增加，入户盗窃、抢劫的事件屡见不鲜，原始的防盗门、防盗窗已经不能很好地满足安全的需要，这些都给家庭安全防控增加了新的难题和提出了新的课题。

1 系统体系结构

本系统将单片机控制技术和GSM 移动通信技术融为一体，利用GSM 网络的点对点短消息、语音业务。通过控制系统实时监听监控范围内的环境信息，如有外人侵入，便第一时间向用户手机发送短信报警，从而可以使用户及时报警，将损失降到最低。本系统包括单片机控制模块、传感器模块、GSM 模块、液晶键盘模块、电源模块。本系统选用STC89C52 单片机作为主控制器，红外传感器感应有人非法入侵时，MCU 会发送指令控制报警模块发出警报，并借助最可靠、最成熟的GSM 移动网络，以最直观的短信息形式，直接把报警信息反映到用户的手机上。系统结构框图如图1 所示。

图1 　系统结构框图

2 硬件电路设计

2.1 单片机控制模块 。选用STC89C52 单片机作为控制模块，一方面处理从数据采集模块接收到的数据，一方面控制GSM 模块发送报警短信。系统工作时数据采集模块不断得到新的数据，并将数据实时传送给单片机，单片机通过得到的数据来判断家居环境是否正常，如有异常，便第一时间将报警短信发送特定报警信息给预先设定好的手机号码，通知户主做出相应措施，实现家居远程安防。

2.2 GSM 模块。GSM 模块具有基于GSM 网络进行通信的所有基本功能，如发送SMS 短信、语音通话、GPRS 数据传输等。简单来讲，GSM 模块加上键盘、显示屏和电池，就是一部手机。GSM 模块选用华为公司的GTM900-C 模块，该模块有40 个引脚，这40 个引脚可以划分为5 类，即电源、数据输入/ 输出、SIM 卡、音频接口和控制接口。可外接1.8V 或3.0V 的SIM 卡，电源范围为直流3.4V ～4.7V ，通过串口接入电路与STC89C52 单片机控制模块相连，使用AT 命令集，主要实现无线发送和接收、基带处理、音频处理等功能。本系统采用单片机控制GSM 模块给手机发送短信，实现远距离报警的功能。GSM 模块的工作状态主要是由单片机通过串口将AT 指令发送到GSM 模块上。串口电路由芯片MAX232 进行TTL 电平和RS232 电平的转换，实现串口电压与单片机电压的转换，确保双方可以互相通信。单片机的RXD 引脚连接MAX232 的R1OUT 引脚，单片机的TXD 引脚连接MAX232 的T1IN 引脚。MAX232 的T1OUT 引脚连接DB9 的2 引脚，MAX232 的R1IN 引脚连接到DB9 的3 引脚。GSM 模块接口电路如图2 所示。

图

GSM

模块接口电路图

2.3 传感器模块。 传感器模块选用E18-D80NK 红外避障传感器。E18-D80NK 是一种集发射与接收于一体的光电传感器。发射光经过调制后发出，接收头对反射光进行解调输出，这样有效的避免了可见光的干扰。传感器使用了透镜，可使得传感器最远可以探测到80 厘米距离的物体，不过不同颜色的物体能探测的最大距离也不同，这取决于红外光的特性。其中探测到的距离白色物体最远，而黑色物体最近。通过尾部的电位器可以调节传感器探测物体的距离。本设计采用该传感器探测是否有人非法闯入，再将采集到的异常数据送入单片机。

2.4 液晶、键盘模块。 液晶模块选用LCD1602 字符型液晶，电路中可调电阻R1 调节液晶偏压，RS 、RW 和EN 分别接到单片机的P2.0 、P2.1 、P2.2 引脚，通过单片机按相应时序编程控制液晶显示。Data0~Data7 为液晶数据位，接到单片机P1 口引脚。键盘模块使用矩阵键盘，矩阵模块电路由16 个轻触开关组成。连接单片机的P0 口引脚。液晶和键盘模块主要用于报警系统的信息显示和参数设定。

2.5 电源模块。 电源模块的任务是给其他模块供电，各模块需要的均为直流电压。由于单片机控制模块、传感器模块、液晶模块需要的电压为5V ，GSM 模块需要的电压为4.2V ，所以为了测试方便，选择分开供电。本系统为了调试方便，5V 电压选用USB 供电，而4.2V 电压由GSM 模块自带的电源供电。

3 系统软件设计

3.1 系统软件总体设计。 本系统主要实现的功能：接通电源，首先进入欢迎界面，按下设定好的设置矩阵键盘键位“B ”，进入需要发送短信的电话号码的设置界面。通过0-9 键位设置电话号码，如电话号码输入错误可按下设定好的清除键位“F ”清除继续设置，如已设置正确的电话号码则按下设定好的退出键位“E ”退出设置界面回到欢迎界面，GSM 模块开始工作，此时系统所有模块正常工作。当有人非法入侵时将会触发红外传感器，红外传感器向单片机传递信号，MCU 会发送指令控制报警电路发出警报，并将报警信号通过AT 指令控制GSM 模块以短信息的方式发送给住户手机上，以便住户早知道，进行处理。主程序流程图如图3 所示。

3.2 GSM 发送短信的软件设计