基于GSM短消息的家庭防盗系统设计

2016-12-16武汉晴川学院电子信息与机电工程学院罗雪姣

电子世界 2016年22期

武汉晴川学院电子信息与机电工程学院汪鑫沈琪罗雪姣

基于GSM短消息的家庭防盗系统设计

武汉晴川学院电子信息与机电工程学院汪鑫沈琪罗雪姣

本文设计了一种由短信息平台搭建的居民家庭防盗系统。系统总体由红外传感器、报警器、单片机控制电路、LED控制电路及相关的控制管理软件组成。当系统设置为外出模式，红外传感器开始工作。当感应到有人的存在，会将接收到人体产生的光信号转换成电信号，通过控制核心发出的信号使得报警器报警鸣笛，并通过GSM网络发出短消息到户主手机中。

家庭防盗；红外检测；报警器；GSM

1.引言

随着智能家居的兴起，以及人们对财产的危机意识加强，家庭防盗系统已经成为越来越多家庭的必备选择。在国外，安防行业已经发展为一个集众多顶级技术和管理体系为一体的综合型行业。本文以单个家庭为模本，设计了一个简单有效的智能防盗系统，可以随时进行房屋监控，保障财产安全。

2.系统总体设计电路

基于GSM短信模块的家庭防盗报警系统可以分为三个部分。第一部分为数据采集模块，主要是通过红外传感器来进行外部信息数据的采集。第二部分为控制部分，采用89C52单片机来控制整个系统的运行。第三部分是GSM短信报警模块，当传感器探测到有人进入，会将报警信息发送到户主手机上。电路结构可分为：热释电红外传感器、微处理器控制电路、GSM短信模块和相关的控制和管理软件[1]。系统可以实现完整的用户终端信息采集、处理、数据传输和短信报警功能[2]。系统组成框图如图1所示。

整个系统在软件控制系统下工作，通过热释电型红外传感器探测到了小偷赛发出来的热辐射，将它转成不强的模拟信号。然后通过滤波电路将这个信号进行滤波处理、再通过运放电路、比较电路。把高电平信号传送到MCU，由MCU来决定是否需要发送报警信号。如果需要报警，就会产生触发脉冲给户主发短信通知。当报警延时10S自动提升一段时间后，也可手动重置报警信号，报警后消除。

图1　总体设计框图

3.硬件电路设计

3.1红外探测信号输入电路

在数据的采集部分，搭建了一个集成红外接收器。接收器内置了一个红外传感器，能够检测屋内热度的变化，籍热取出电阻值的变化。当屋内没有动静时，红外接收器会输出高电平，当红外探测器检测到有变化时，接收器会接收到一个红外信号，并且会根据红外信号的数据波形输出负脉冲数据信号[3]。由于输出的数据信号功率较小，需要进行放大后才能输入到单片机。因此在接收器外接了两级放大电路，第一级放大电路采用小信号放大电路，对检测到的红外信号进行一级放大，输出信号接入到第二级放大电路，最后输出信号到单片机。两级放大电路如图2、图3所示。

图2　第一级放大电路

图3　第二级放大电路

放大之后的数据信号输入到89C52单片机的数据口，该口还可以作为外部中断的输出口。利用该口的外部中断功能，当检测到红外线信号输入进来，数据电平被拉低，单片机会暂停当前正在运行的工作进程，转去接收、处理红外信号。这里采用的是常用的信号输入电路。电路如图4所示。

图4　信号输入电路

图5　时钟电路

3.2时钟电路的设计

电路中的晶振采用石英晶体震荡器。它是一种精度很高的振荡器，具有很好的频率稳定性。通过石英晶体震荡器可以产生稳定的基准频率。石英晶体振荡器具有较强的抗干扰能力，能够很好的控制电路中的频率准确性通过基准频率。在设计中，通过晶振产生振荡电流，然后向单片机控制芯片发出时钟信号。具体时钟电路如图5所示。

3.3复位电路的设计

当报警接收后，需要进行系统复位，是其再起回到初始的监测状态。当单片机的RST引脚接收到高电平时，即可实现系统复位。因为本系统设计考虑到该系统比较重要，所以除了采用上电复位的方式外，还有按钮复位方式备用，以防止系统死机时能进行手动复位[4]。当按下按键，电容处于短路，会释放所有的电能，电阻两端的电压增加，RST就会接收到高电平信号实现系统复位。图6为复位电路。

图6　复位电路图

3.4TC35短信模块

TC35是西门子公司推出的一款无线通信模块，可以快速实现语音、短消息等数据传输。TC35模块主要由GSM基带处理器、GSM射频模块、供电模块(ASIC)、闪存、ZIF连接器、天线接口六部分组成[6]。作为TC35的核心，基带处理器主要处理GSM终端内的语音、数据信号，可以很好的完成短消息发送，结合SIM卡，由单片机控制报警单元，可以很好的完成GSM短消息传送的工作。

4.软件设计

4.1主程序设计

整个防盗系统由两大部分组成：硬件电路与软件电路。硬件电路能通过相关电路检测到异常信号并将信号送到单片机。软件电路会通过相关指令对信号进行处理并作出下一步判断。软件主程序是整个控制系统的核心，它会对输入的信号进行大量的测量、计算，并在相关仪器设备上进行显示[5]。此同时，控制晶体管的导通和关断时间，驱动TC35短信模块，对预定好的户主手机号发送报警信息。并输出高电平信号使发光二极管发光。主程序流程图如图7所示。

图7　主程序流程图

图8　中断程序流程图

4.2中断服务程序

中断服务程序是整个软件系统中重要的组成部分。当红外传感器装置检测到有人入侵，发出脉冲信号时，中断源立刻就会发出中断请求，经过内部微控制器处理，驱使短信模块启动报警电路报警。报警10秒后系统自动停止报警，然后启动周期工作程序，检测是否有下一个触发信号，等待报警，使报警变为连续运行[7]。同时，可中断报警持续时间未达10秒，可以进场按键手动停止短信报警。整个中断服务程序的日常工作流程图，如图8所示。