基于GSM的家庭安全报警系统

LANZHOU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY毕 业 设 计题 目 基 于 GSM的 家 庭 安 全 报 警 系 统 学 生 姓 名 张 浩 学 号 08250206 专 业 班 级 通 信 工 程 08 级 二 班 指 导 教 师 何 继 爱 学 院 计 算 机 与 通 信 学 院 答 辩 日 期 2012 年 6 月 基于 GSM 的家庭安全报警系统Home security system of alarming based on GSM张浩 ZhangHao08250206摘 要近年诸如天然气泄漏、火灾以及爆炸等家庭安全事故频繁发生，使得家庭安全报警问题日益突出。本设计进行了基于 GSM 电信网络为传输介质的家庭安全远程报警系统的研究与实现，为人们拥有安全的居住环境提供保障。这一面向紧急事件的远程报警系统主要由数据采集、数据处理、数据显示、声光报警和远程报警等部分组成。各模块分别以温度传感器 DS18B20、单片机 STC89C52RC、数码管 LED、蜂鸣器、GSM 模块 TC35i 为核心。在遇到火灾，漏水等异常情况时启用远程报警模块将报警信息通过 GSM 网络发送至户主，同时将实时数据传送至物业管理中心，亦可由用户根据接收信息通过短信远程控制室内系统。关键字 ：传感器，数据处理，报警系统，GSM 网络，控制AbstractHome security incidents occur frequently in recent years,such as leaks of natural gas , fires and explosions. home security alarms have become increasingly prominent. Based on the reasons above, the home security alarm system is mainly about the remote telecommunications networks based on GSM for the safe living environment of people . This design is a remote alarm system facing emergency, mainly including the data acquisition, data processing and remote alarm. The center of the modules are the MCU STC89C52RC, sensor DS18B20, GSM module TC35i.The alarm module will sent alarm information to the head of the household and the Property Management Center through the GSM network in the case of fire, leakage, etc. And the user also can control the system according to information received by sending massages. Keywords: sensors, data processing, alarm system, GSM network, control目 录摘 要 .IAbstract.II第一章 绪论 .11.1 课题的意义、现状及前景 .11.2 课题的主要内容 .21.3 总体设计思路 .3第二章 系统硬件电路的设计 .42.1 核心控制单元 STC89C52RC 模块 .42.1.1 STC89C52 单片机概述 .52.1.2 STC89C52RC 单片机特性 .62.1.3 STC89C52RC 引脚功能与封装 .62.2 GSM 无线通信模块 TC35i .92.2.1 AT 指令说明 .102.2.2 单片机与 TC35i 的软件接口及控制原理 .112.2.3 RS-232 串行接口 .112.3 数据信息采集模块 .142.4 数码显示模块 .182.5 报警模块 .212.5.1 蜂鸣器的介绍 .222.5.2 蜂鸣器方案选择 .22第三章 系统程序的设计 .243.1 主程序流程图 .243.2 中断子程序流程图 .253.2.1 温度传感器子程序 .253.2.2 TC35i 发送 TEXT 短信、短信控制子程序设计 .25第四章 系统调试 .274.1 硬件测试 .274.1.1 静态调试 .274.1.2 联机调试 .274.2 软件测试 .284.3 系统调试 .284.4 测试结果 .29结 论 .30参考文献 .31附 录 .32附录 程序清单 .32附录 外文文献翻译 .52致 谢 .70兰 州 理 工 大 学 毕 业 设 计0第一章 绪论1.1 课题的意义、现状及前景随着生活水平的提高，特别是物质生活水平的不断提高，人们对自己的个人安全和家庭财产安全越来越重视，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，给家庭防控增加了新的难题和提出了新的课题，传统的人防物防的形式已难以适应社会形式发展的需求。科学技术的进步和普遍应用，进一步带动了智能化家庭的建设步伐，家庭安全报警系统已经从本地向远程监控发展，从社会的周边防范向家庭内部防控逐渐靠拢，家庭安全报警系统在人们对美好生活的追求中迅速崛起。打造一个完善的职能家庭，具有便捷、安全、舒适、高档的生活环境，确保每一个家庭住户的声明财产安全，是设计此系统的最大意义和根本目的。GSM 模块将 GSM 射频芯片、基带处理芯片、存储器、功放器件等集成在一块线路板上，是具有独立的操作、GSM 射频处理、基带处理并提供标准接口的功能模块。因此，GSM 模块具有发送 SMS 短信，语音通话，GPRS 数据传输等基于 GSM网络进行通信的所有基本功能。简单来讲，GSM 模块加上键盘、显示屏和电池，就是一部手机。目前，GSM 模块依然在广泛的工业应用领域使用，在各行各业都能看到 GSM模块应用的产品。例如，在车载监控领域，使用 GSM 模块将车辆行驶的 GPS 数据传输到车辆管理中心；在电力、水务系统，通过 GSM 模块实现了远程智能抄表，可以实时监控用户的用电和用水量；在测绘行业，在偏僻的测绘点安装的 GSM 模块实现了实时的监控，不必再人工收集数据；在家庭，可以安装无线报警系统，一旦发生火情或盗窃行为，可以立即通知户主和报警；在国外，很多老人小孩带了个人跟踪器，防止老人和小孩走失或意外发生，里面也是集成了 GSM 模块。可以说，随着 GSM 的网络建设的完善，GSM 模块的应用范围也越来越广。GSM（ Global System for Mobile communication）系统是目前基于时分多址技术的移动通讯体制中比较成熟、完善、应用最广泛的一种系统。目前已建成覆盖全国的 GSM 数字蜂窝移动通信网，是我国公众移动通信网的主要方式，主要提供话音、兰 州 理 工 大 学 毕 业 设 计1短信息、数据等多种业务。基于 GSM 短信息功能可以做成各种检测、监控数据信号和控制命令的数据通信系统，能广泛用于远程监控、定位导航、个人通信终端等。由于公众 GSM 网络在全球范围内实现了联网和漫游，建立上述系统不须再建专用通信网络，所以具有实时传输数据功能的短信息应用将得到迅速普及。目前传统的机械式（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：为其它没有安装防盗窗的楼层形成被盗隐患、发生火灾时不易逃生等。电子技术的飞速发展使得报警系统已从原来的简单化、局部化向智能化、集成化发展。而各种防盗报警系统之间的主要区别是在于如何让分机与主机、分机与用户之间进行通讯。目前市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，而且需要购买固定的频点。1.2 课题的主要内容针对以上通信方式的优、缺点，我设计了基于 GSM 网络的家庭安全报警系统。此系统可解决这些隐患，让家具环境更安全、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，以最直观的短消息或电话形式，直接把报警地点的情况反映到用户的手机屏幕上。此次设计主要采用 DS18B20 温度传感器，实现防火的作用。该设计介绍了用 STC89C52RC 单片机实现的基于 GSM 短信模块的家庭防盗报警系统。利用 STC89C52RC 单片机的功能特点、 GSM 短信模块工作原理以及传感器工作原理，通过手机终端接收报警短信，并且可以发送命令短信异地遥控系统实现各种操作。利用各种传感器对可能出现的煤气泄露、火灾、家中门窗被打开并有人闯入等意外情况进行，并通过短信发送特定报警信息于预先设定好的号码，通知事主以便采取相应措施。通过 GSM 网络，即使远在千里之外也能对家中发生的各种突发意外情况了如指掌，使生活更安全更智能。 兰 州 理 工 大 学 毕 业 设 计21.3 总体设计思路作 为 一 个 面 向 紧急信息可靠传输的远程报警系统，最重要的就是保证在最短的时间内可靠地通知用户紧急事件的产生，以便及时对紧急事件采取相应的措施。故而在硬件原理上设计了如下的结构设置：以 STC89C52RC 单片机为核心，细分为核心控制、GSM 无线通信、数据信息、温度显示 、声光报警五大模块。系统利用温度传感器采集环境信息，再将信息发送给单片机进行处理，然后，单片机通过数码管实时显示环境温度并对蜂鸣器做出控制，发出报警音；再通过 GSM 模块以短信形式将特定报警信息发送于预先设定好的手机号码，通知事主家中安全信息，以便事主及时做出相应措施。该系统的监控温度范围为-55C+125C，温度值显示精度为 0.1C。采用Dallas 单线数字传感器 DS18B20 现场采集温度数据，它独特的单总线接口方式，仅使用一个端口就能实现与单片机的双向通讯。GSM 模块以 TC35i 模块为核心，可实现短消息形式的信息告知和控制。兰 州 理 工 大 学 毕 业 设 计3第二章 系统硬件电路的设计根据系统设计功能的要