宿舍智能防盗防火报警系统的软件设计

田明红

【摘要】传统的防火防盗报警系统已经暴露出了诸多弊端，现在人们在不断的开发宿舍智能防盗防火报警系统来弥补不足，本文针对其软件设计进行了分析。

【关键词】宿舍；智能防盗防火报警系统；工作原理；结构

随着智能化家居概念的不断推广及电子信息产业快速向生活领域渗透，实现家居信息化、网络化、智能化已成为家居系统发展的新趋势。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。本课题设计用STC89C52单片机实现的基于GSM短信模块的宿舍智能防火防盗报警系统。此系统由单片机控制模块、液晶键盘模块、GSM模块、存储器模块、人体红外感应模块和烟雾传感器模块组成，可解决传统安防系统存在的隐患，让宿舍防盗更及时、使用更方便。它不再依赖有线电话执行报警，而是借助最可靠、最成熟的GSM移动网络，以最直观的英文短消息形式，直接把报警情况反映到用户的手机屏幕上。它采用主动式红外传感器进行检测，变有形的传统防盗网防盗窗为无形。该系统采用现有电话网络，结合射频无线通信技术和单片机网络控制技术，具有自动化程度高、适用性强、电路设计可靠等优点。

1、设计要求和主要内容

本设计是基于单片机的家庭防火防盗系统的设计方案，主要包括烟雾、温度传感器模块，人体红外感应模块，GSM模块，液晶屏显示模块，单片机控制模块的设计。以下是设计要求：

（1）检测烟雾并能进行声光报警。

（2）检测人体并能进行声光报警。

（3）输入密码进入系统并能修改密码。

（4）异地监控。

2、软件的主程序设计

主要分为四大部分，键盘扫描程序，传感器检测程序，GSM模块程序，液晶屏的显示程序四部分组成。

本系统中，是否启动报警装置主要是输入密码进入系统，密码输入错误蜂鸣器会响，密码正确进入系统之后，根据室内烟雾浓度、温度的高低以及是否有异常的红外辐射来判断，无论检测到哪一方有异样，都会发出声光报警，然后通过GSM模块发出短信。当发出警报之后以下图4.1为系统软件总设计框图：

图4.1 总程序流程图

3 GSM模块程序设计

（1）TC35的连机方法

任何一个TC35模块首次使用时，必须要测试其工作是否正常，由于其自带RS232接口，所以我们可以用PC机的串口调试软件进行调试。

短信模式简介，SMS是由Etsi所制定的一个规范（GSM 03.40和GSM 03.38）。当使用7-bits编码的时候它可以发送最多160个字符；8-bit编码（最多140个字符）。通常无法直接通过手机显示；通常被用来作为数据消息，例如：smart messaging中的图片和铃声和OTA WAP设置。16-bit信息（最多70个字符）被用来显示Unicode（UCS2）文本信息，可以被大多数的手机所显示。一个以class 0开头的16-bit的文本信息将在某些手机上作为Flash SMS显示（闪烁的SMS和警告SMS）。

有两种方式来发送和接收SMS信息：使用文本模式或者使用PDU（protocol description unit）模式。文本模式（可能某些手机不支持）实际上也是一种PDU编码的一种表现形式。

短信模式的设置，GSM模块的短信模式有2种。第1种是：TEXT模式；第2种是：PDU模式。PDU模式可以采用unicode编码发送英文、汉字。但合成PDU码比较复杂，而TEXT模式只能发送英文，但无须编码。实际使用可以采用TEXT模式。

短信的发送方法，发送“AT”，AT 回车，发送接收的手机号码，等待应答：AT+CMGS="13822376232"回车（目的地址）TC35回应： AT+CMGS="13822376232"，输入短信息的内容（只能是英文）：Test 回车。改变波特率“AT+IPS=XXXX"。TC35的默认波特率是19.2k，实际使用时，可以改成9600或38.4K，方法如下：AT+IPR=9600 回车。

4.液晶显示程序设计

1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM）已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号。

使用1602时，应首先对其进行初始化设置。通过RS确定是写数据还是写指令。写指令包括使液晶的光标显示/不显示、光标闪烁/不闪烁、需/不需要移屏、在什么地方显示等；读/写控制端设为写模式，即低电平；将数据或指令送达数据线上；最后给E一个高脉冲将数据送入液晶控制器，完成操作。

以下图为该模块具体流程图：

图4.2 1602液晶显示流程图

5键盘扫描程序设计

按键扫描程序流程图如图所示：

16个按键功能如下：

按键0到9：分别为数字0到9；

按键*：退格；

按键#：确认；

按键A：上锁；

按键B：修改密码；

按键C：显示密码；

按键D：返回；

6 传感器检测程序设计

HC-SR501：1、人进入其感应范围则输出高电平，人离开感应范围则自动延时关闭高电平，输出低电平。2、光敏控制（可选择，出厂时未设）可设置光敏控制，白天或光线强时不感应。3、温度补偿（可选择，出厂时未设）：在夏天当环境温度升高至30～32℃，探测距离稍变短，温度补偿可作一定的性能补偿。4、两种触发方式：（可跳线选择）

a、不可重复触发方式：即感应输出高电平后，延时时间段一结束，输出将自动从高电平变成低电平；

b、可重复触发方式：即感应输出高电平后，在延时时间段内，如果有人体在其感应范围活动，其输出将一直保持高电平，直到人离开后才延时将高电平变为低电平（感应模块检测到人体的每一次活动后会自动顺延一个延时时间段，并且以最后一次活动的时间为延时时间的起始点）。

MQ-2：电压为5V，输出TTL信号LED指示。双信号输出，模拟量TTL电平输出. TTL输出有效信号为低电平，模拟量输出0～5V电压，浓度越高电压越高。烟雾检测与人体检测的流程图如图所示：

小结

该设计是以单片机为主体的基础上加装各种外围设备而组成的宿舍智能防火防盗系统，实现了智能化，而且实用性很强。以传感器技术为基础的信息采集手段在现实社会中已是具有非常广泛的应用和前景。