基于Android手机与单片机的智能防盗系统设计

王庐山

摘  要：本文介绍了一种Android手机作为移动控制端， STC89C52RC单片机为底层主控芯片，人体远红外热释电传感器、防闯入光幕及振动传感器作为检测装置，通过WIFI通信来实现Android手机移动端远程监控防盗系统。单片机将检测到的防盗传感器开关信号，上传到移动手机端，移动端软件通过数据分析。系统可以设置布防和解除布防模式，在布防模式下，当检测到有人闯入时，Android手机收到报警提示，用户可以通过手机控制警笛警灯发生报警声，同时远程拍照取证。实践证明，本系统结构简单、可靠性高、成本低，具有很强的实用价值和广阔的市场前景。

关键词：Android 单片机  防盗  远程控制  光幕

中图分类号：TP277                           文献标识码：A                  文章编号：1674-098X（2020）09（a）-0126-03

Abstract：This paper introduces an Android mobile phone as the mobile control terminal， STC89c52rc single chip as the bottom main control chip， human far-infrared pyroelectric sensor， anti intruder light curtain and vibration sensor as the detection device， through WiFi communication to realize the Android mobile phone remote monitoring and anti-theft system. SCM will detect the anti-theft sensor switch signal， upload to the mobile phone， mobile software through data analysis. The system can set and remove the deployment mode. In the deployment mode， when someone intrudes， the Android mobile phone receives an alarm prompt， and the user can control the siren and alarm light to generate an alarm sound through the mobile phone， and take a remote photo to obtain evidence at the same time. It has been proved that the system is simple in structure， high in reliability and low in cost. It has strong practical value and broad market prospect.

Key Words：Android SCM;Anti-theft;Remote control;Light curtain

1  系统总体设计

系统架构图如图1所示，基于Android手机与单片机的智能防盗系统是在传统防盗系统的基础上，配置了人体远红外热释传感器、防闯入光幕墙及振动传感器等防盗采集设备和数据传输设备、单片机底层控制设备、智能移动终端等处理控制设备，通过Android移动端上位机应用软件，实现了对防盗系统的远程监控。系统主要由数据采集层、数据处理层、驱动控制层等部分组成。

2  系統硬件设计

2.1 单片机控制单元

单片机控制单元选用STC89C52RC单片机为控制核心，单片机与时钟电路、电源电路及复位电路一起构成单片机最小系统。外接人体远红外热释传感器、防闯入光幕及振动传感器，用于检测是否有人闯入。单片机通过串口与Wifi模块连接，接收Android移动端发来的控制命令，向 Android移动端上传防盗传感器的数据。单片机控制系统接收Android移动端发来的控制命令，解析命令，从而发出控制信号，控制报警灯及警笛的动作，实现自动报警的功能。

2.2 人体远红外热释传感器单元

人体远红外热释电传感器放在用户大门外面，用于检测是否有人进入到限定区域。人体远红外热释电传感器模块，是基于红外光电技术。自动感应，当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。传感器有两种触发模式：不可重复触发模式和重复触发模式，当工作在不可重复模式时，模块感应输出高电平后，延时一段时间，输出自动从高电平跳变为低电平。当工作在重复触发方式时，感应输出高电平后，延时时间段内，如果有人在感应范围移动，输出保持高电平，直到人离开，延时一段时间后高电平跳变为低电平。

感应模块可以设置封锁时间，在封锁时间段，不接受任何感应信号。此功能可有效抑制各种干扰。

模块灵敏度高，可靠性强。把模块的输出信号连接到单片机的IO口上，单片机通过检测高低电平，就可以判断是否有人闯入。

2.3 防闯入光幕墙单元

光幕墙模块用于检测是否有人破门而入，电路如图2所示。

模块放在住宅大门的两侧，检测非法开门。光幕墙模块的一端安装有多个红外光电发射管，另一端相应的有相同数量的红外光电接收管。当一对红外发射管、红外接收管之间没有障碍物时，红外光电发射管发出的红外光信号能顺利到达红外光电接收管。红外光电接收管接收到红外光信号后，输出低电平;当有障碍物的时，红外光电发射管发出的红外光信号不能到达红外接收管，电路输出为高电平。

光幕墙模块的输出端与单片机相连，通过单片机检测高低电平，就可以检测到是否有人闯入。

2.4 振动传感器单元

震动模块用来检测系统的震动，震动传感器安装到汽车的车门上。震动检测电路如图3所示，当没有震动发生时，由于R6和R12的分压作用，使得Q1基极电压约等于发射极的电压，故三极管Q1处于截止状态;Q1集电极为低电平，CD4013中的D触发器的时钟输入端为低电平，所以触发器输出端状态不变，维持低电平;当有震动发生时，震动传感器Y1产生很高的不规则脉冲电压信号，这个电压和R6和R12的分压进行迭加，使得Q1基极电压小于发射极的电压，故三极管Q1处于导通状态;Q1集电极为高电平，CD4013中的D触发器的时钟输入端从低电平跳变为高电平，所以触发器输出端变为高电平;延时一段时间后，又恢复成高电平。模块输出端与单片机直接相连，通过单片机来检测高低电平，从而检测环境是否有震动，起到报警作用。

2.5 警灯警笛驱动单元

警灯警笛采用购买现成的产品，驱动采用NPN三极管和继电器驱动，驱动电路与单片机相连，当单片机输出低电时，三极管Q1导通，继电器JDQ通电，开关闭合，警灯警笛模块得电，发出报警声音和光，报警驱动电路如图4所示。

3  系统软件设计

3.1 底层软件设计

系统首先对程序进行初始化，之后开始检测人体远红外热释传感器、防闯入光幕墙及振动传感器的信号，关闭警灯警笛。然后将当前防盗传感器数据通过Wifi上传到上位机Android移动端，上位机应用进行智能分析，判断是否有人闯入。接着等待上位机发送控制指令，接收指令成功后，单片机系统根据工作模式进行操作。在布防模式下，单片机解析上位机的命令，当上位机发出报警控制信号时，警灯警笛工作，发出报警声音和光，同时上位机会自动拍照取证。在非布防模式下，单片机对理会上位机的命令，報警系统不工作。

3.2 Android移动端软件设计

上位机Android移动端应用程序采用Android编写，编程环境采用 Studio，上位机主要通过Wifi与单片机的数据通信，传输用户所设定的相关参数值和控制命令，实现系统的远程控制功能。系统上位机界面主要包括门、窗、人异常检测及布防控制等选项，该界面实时显示当前防盗传感器的情况，用于用户对当前防盗实时的监测。同时当有盗窃发生时，上位机Android移动端应用程序还要启用远程拍照取证。

4  结语

基于Android手机与单片机的智能防盗系统集信息采集、传输、应用与指挥决策于一体，实现了对家庭防盗远程监控。根据设计思想制作实物，经验证功能实现良好。本系统利用单片机和Android平台的结合，不仅实现低成本检测、显示和报警，而且通过串口WiFi设备还能将系统数据无线传输到用户的智能手机上，真正实现了远程的智能防盗报警。

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