基于GSM家庭防盗报警系统的设计.doc

基于GSM家庭防盗报警系统的设计作者姓名：刘强指导教师：马学文副教授单位名称：信息科学与工程学院专业名称：通信工程东北大学2009年6月DesignOfGuardAgainstTheftAndAlarmSystemBasedOnGSMbyLiuQiangSupervisor:ProfessorMaXueWenNortheasternUniversityJune2006东北大学毕业设计（论文）摘要基于GSM家庭防盗报警系统的设计随着超大规模集成电路、通信技术、单片机技术的迅猛发展和人们保安意识的日渐增强，利用单片机及其它外围芯片实现自动报警已成为可能，而且是一种发展趋势。它不仅有体积小、安装方便、功能较齐全等优点，而且有很高的性价比，因此应用前景广泛。但是现有市场上的家用报警器都有一些不足之处，所以在现行产品的基础之上研制一种新型的家用智能防盗报警器，进一步完善报警器的功能，提高它的可靠性，具有实际意义。这对于保障居民的生命财产安全，提高公安、消防、医疗、保安等部门的快速反应能力，有着重要的价值。本文在现有的家庭报警器基础之上，将无线通信模块引入报警系统，使系统可通过固定电话线和无线通信模块向外界报警，这样就克服了报警器因电话线被恶意剪断而失去报警功能的问题。采用模块化的设计思想，系统功能划分为三个部分：主模块、移动通信模块、警情采集模块。用户可以根据自己的需要和经济承受能力，购买相应的模块组合成满意的家庭报警器。主模块是系统的核心模块，其它部分作为功能模块。在主模块中预先留有各个功能模块的接口，并且将它们相应的软件驱动程序存入主模块之中，可以实现即插即用。本文对以上三个部分的软硬件设计作了详细的阐述，详细介绍了核心芯片的选择，外围电路的连接，芯片与芯片之间的连接电路，程序设计方法和相应的软件，并给出了关键软件的程序源代码。根据项目的要求研制了一款家庭报警器，满足用户要求。本文在最后指出了家庭报警器的发展方向。关键词：报警器，双音多频，GSM东北大学毕业设计（论文）ABSTRACTDesignOfGuardAgainstTheftAndAlarmSystemBasedOnGSMWiththedramaticdevelopmentofverylarge-scaleintegratedcircuit,thetelecommunicationtechnologyandmicro-controlunitandtheimprovementofpeoplesawarenessofsecurityitispossibletosetalarmautomaticallybymicro-controllerandotherchips,whichbecomesakindoftrend.Becauseitissmallandconvenienttoinstallandtheratioofperformanceandcostishigh,itwillhaveabrightfuture.Buttheproductofalarmforfamilyhassomedisadvantages.Itisnecessarytodosomeresearchonanewtypeofproductbasedontheformerproduct,whichisvaluableforprotectingpeoplespossessionandincreasingthereactionofpoliceman,fireman,doctorandvigilancecommittee.Thisdissertationimprovestheformeralarmforfamilyinwhichthemobilemodemmoduleisintzoduced.Sothealarmcanbesetbytelephoneandmobilephone,whichovercomestheshortcomingthatthesystemwillbeoutofworkwhenthetelephonelineiscutoffdeliberately.Thealarmisdesignedbymodularmethod.Thealarmissubdividedintothreepartsatincludethemainmodule,mobilemodule,collectinginformationonalarmmodule.Accordingtodifferentrequirementandexpense,thecustomcanpurchasedifferentmodulescombinetheproductthatissuitableforthem.Themainmoduleisthekeygroupofthealarm.Theothersarethefunctioncomponents,whichareconnectedconvenientlywiththemainmodule.Thereareinterfacestoconnectwiththefunctionmodulesandsoftwaretodrivethefunctionmodulesinthemainmodule,whichenablesthefunctionmodulestoplugandplay.Thisdissertationdescribesthedesignofhardwareandsoftwareofthealarmindetail,inwhichselectingsuitablechips,peripherycircuit,chipsinterface,andthemethodologyofprogramarediscussed.Moreover.thekeyprogramisdescribed.Thealarmthatissatisfiedforthecustomisdevelopedintermsoftherequirementofproject.Thedevelopmenttrendofalarmisdiscussedintheend.Keywords:alarm,DTMF,GSM东北大学毕业设计（论文）目录目录任务书.i摘要.iiABSTRACT.iii第1章绪论.11.1课题来源及研究意义.11.2报警器发展历程和研究现状.1第2章总体方案设计.22.1报警器的功能要求.22.2总体设计方案.22.3双音多频收发电路.32.4GSM数字移动通信系统.42.5单片机的软件开发工具C51语言.5第3章功能块设计.83.1主机.83.1.1AT89C51特点.83.1.2主机硬件电路设计.83.1.3主机软件设计.93.2双音多频收发电路.103.2.1MT8880特点.103.2.2MT8880与单片机接口电路设计.133.2.3双音多频收发电路的软件设计.14东北大学毕业设计（论文）目录3.3语音电路.163.3.1ISD1420特点.163.3.2ISD1420与单片机接口电路设计.183.3.3语音电路的软件设计.193.4看门狗电路.193.4.1X5045的特点.203.4.2X5045与单片机的接口电路设计.223.4.3看门狗电路的软件设计.22第4章功能模块设计.234.1移动通信模块.234.1.1ZXGM18的特点.234.1.2ZXGM18与单片机接口电路.264.1.3移动通信模块的软件设计.274.2警情采集电路.294.2.1DS2450的特点.294.2.2DS2450与AT89C51的接口电路设计.324.2.3警情采集电路的软件设计.32第5章模拟仿真与软件调试.345.1软件仿真.365.2硬件调试.365.2.1电源调试.365.2.2仿真器调试.365.3软件调试.365.4模拟运行.37第6章总结.386.1设计总结.38东北大学毕业设计（论文）目录6.2存在的问题和展望.39参考文献.40致谢.42附录1程序源代码.431.8255A的初始化程序.432.MT8880初始化程序.433.报警驱动程序.434.语音播放程序.455.写X5045字程序.456.与ZXGM18模块操作相关的核心子程序.477.有关DS2450的主要子程序.48附录2接口电路图.49东北大学毕业设计（论文）第1章绪论-1-第1章绪论1.1课题来源及研究意义随着超大规模集成电路、通信技术、单片机技术的迅猛发展和人们保安意识的日渐增强，利用单片机及其它外围芯片实现自动报警已成为可能，且是一种发展趋势。它不仅有体积小、安装方便、功能较齐全等优点，而且有很高的性价比，因此应用前景广泛。但是现在市场上的家用报警器都有明显的不足之处，所以在现行产品的基础之上研制一种新型的家用防盗报警器，进一步完善报警器的功能，提高它的可靠性，具有实际意义。这对于保障居民的生命财产安全，提高公安、消防、医疗、保安等部门的快速反应能力，有着重要的价值。1.2报警器发展历程和研究现状报警器的发展与微电子技术的发展息息相关，它大致可分为三个发展阶段，对应着三代产品1：第一代是利用纯分离元件组成的产品，其特点是电路组成复杂，功能单一，可靠性较差，体积较大。第二代是利用集成芯片(IC)和分离元件组成的产品，其特点是电路组成较复杂，但是可以实现多种功能，可靠性比第一代产品高。第三代是以单片机为核心，外加其它集成芯片和分离元件组成的产品，其特点是功能齐全，可靠性高，具备一定的智能化功能，但电路组成较复杂。现在市场上主要以第三代产品为主，前两代产品由于功能单一的原因基本己经被淘汰。第三代报警产品又可分为两类，一类是适合单个家庭应用的独立报警器，另一类是适合小区联防报警的联网报警系统。作为单个家庭用的报警器，产品己经比较成熟，而且功能也比较齐全。多数产品采用单片机作为控制核心部分，通过电话线实现向外界报警功能。但是这种报警器有着自身的不足之处，作为一个独立的系统，它缺乏与外界联系的有效手段，虽然它可以通过固定电话与外界联系，但是一旦电话线被恶意剪断，则将失去电话报警功能。东北大学毕业设计（论文）第2章总体方案设计-2-第2章总体方案设计现行家用报警器的功能虽然己经比较齐全，但是并不完善。一个明显的不足之处是：因为它们是通过电话线实现向外界报警功能，所以当电话线被恶意剪断时则失去向外界报警的功能。因此，本文将提出一种整体设计方案，以求解决原有家用报警器的不足，完善其功能，提高其可靠性。根据产品功能要求和产品的性价比，决定采用单片机技术与移动通信技术进行总体方案设计。2.1报警器的功能要求根据用户提出的实际要求，本文所研制的报警器的功能要求如下2-3：(1)可实现非法侵入、火灾、煤气和家庭紧急情况多种报警。(2)可通过固定电话与电话网络联接，报警时能迅速拨打存储的号码。(3)可通过移动电话与移动电话网络连接，实现向外界报警。(4)可预先存储10组号码，且掉电不丢失。(5)可录下20s报警资料，可以更改，且掉电不丢失。(6)传感器采用无线数据通信。(7)有报警记忆功能。(8)可实现异常情况的自动复位。2.2总体设计方案根据系统功能的要求和系统构成的需要来设计报警器，其总体设计方案如图2.1所示。采用单片机作为控制中心，配有双音多频（DTMF