远程家庭监控系统设计

1、远程家庭监控系统设计远程家庭监控系统设计 远程家庭监控系统背景远程家庭监控系统背景 随着科技的飞速发展，犯罪也趋向于高科随着科技的飞速发展，犯罪也趋向于高科 技化、智能化。其中比较严重的就是入室盗技化、智能化。其中比较严重的就是入室盗 窃。由此看来，传统机械锁发展到今天，已窃。由此看来，传统机械锁发展到今天，已 到了非改不可的阶段。智能化安防技术的发到了非改不可的阶段。智能化安防技术的发 展已取得了瞩目的成就，随着企业和住宅小展已取得了瞩目的成就，随着企业和住宅小 区需求的凸现，智能化安防当前面临新的发区需求的凸现，智能化安防当前面临新的发 展契机，由于智能安防行业的特殊性，国家展契机，由于智

2、能安防行业的特殊性，国家 对智能安防产业的发展一直都给予政策上的对智能安防产业的发展一直都给予政策上的 鼓励。鼓励。 家庭安全防线四道防线家庭安全防线四道防线： 第一道安全防线第一道安全防线：由周界防范报警系统构成，以防范翻围墙和 周边进入社区的非法入侵者。采用感应线缆或主动红外线对射 器。 第二道安全防线第二道安全防线：由保安巡逻管理系统构成，通过住宅区保安 人员对住宅区内可疑人员、事件进行监管。 第三道安全防线第三道安全防线：由联网型楼寓可视对讲系统构成，防止外来 人员四处游串。 第四道安全防线第四道安全防线：由家庭防盗报警系统构成，这也是整个安全 防范系统络最重要的一环。当有窃贼非法入侵

3、住户家等紧急事 件时，通过安装在户内的各种电子探测器自动向业主发送报警 信息。 系统结构及工作原理系统结构及工作原理 本系统的结构如图本系统的结构如图1 1所示。系统由安全监测所示。系统由安全监测 报警终端，报警终端，GSMGSM无线网络和监控中心三部分无线网络和监控中心三部分 组成。安全监测报警终端通过传感器检测组成。安全监测报警终端通过传感器检测 安全指标，利用安全指标，利用GSMGSM无线网络进行实时的数无线网络进行实时的数 据传输，将报警信息发送给据传输，将报警信息发送给手机用户手机用户。另。另 一方面，一方面，手机用户手机用户可以向安全监测报警终可以向安全监测报警终 端发送查询和控制

4、短信命令，安全监测报端发送查询和控制短信命令，安全监测报 警终端收到命令后，将根据命令要求返回警终端收到命令后，将根据命令要求返回 当前的状态信息给当前的状态信息给手机用户手机用户或实现相应的或实现相应的 操作，如打开排风扇、关闭除湿机等。操作，如打开排风扇、关闭除湿机等。 GSMGSM网络系统采用网络系统采用STC89C51STC89C51单片机单片机 作为控制器，通过其标准的全双作为控制器，通过其标准的全双 工串口与移动通信模块进行通信。工串口与移动通信模块进行通信。 由传感器将采集到的报警信号发由传感器将采集到的报警信号发 送至单片机，单片机通过判断，送至单片机，单片机通过判断， 发送控

5、制指令到移动通信模块，发送控制指令到移动通信模块， 移动通信模块接到指令后调用预移动通信模块接到指令后调用预 先设计好的报警短信息，利用先设计好的报警短信息，利用GSMGSM 网络发送给用户手机，从而实现报警功能；用户接到报警短信网络发送给用户手机，从而实现报警功能；用户接到报警短信 息后，可回复短信息到报警系统，系统通过判定用户回复的短息后，可回复短信息到报警系统，系统通过判定用户回复的短 信息内容，控制系统的执行机构实施相应得防盗措施。信息内容，控制系统的执行机构实施相应得防盗措施。 系统硬件设计系统硬件设计 STC89C51STC89C51系列单片机是宏晶科技推出的新一代超强抗干扰、高速

6、、系列单片机是宏晶科技推出的新一代超强抗干扰、高速、 低功耗的低功耗的8 8位位单片机，指令代码与传统单片机，指令代码与传统80518051单片机完全兼容。单片机完全兼容。 片内带片内带128128字节的数据存储器；字节的数据存储器； 片内带片内带4KB4KB的的FlashFlash程序存储器；程序存储器； 程序存储器的寻址空间为程序存储器的寻址空间为64KB64KB； 片外数据存储器的寻址空间为片外数据存储器的寻址空间为64KB64KB； 128128位（位（1616字节）用户位寻址空间；字节）用户位寻址空间； 1818个字节特殊功能寄存器个字节特殊功能寄存器SFRSFR； 4 4个个8 8

7、位的并行位的并行I/OI/O接口：接口：P0P0、P1P1、P2P2、P3P3； 2 2个个1616位定时器位定时器/ /计数器计数器T0T0、T1T1； 2 2个优先级别的个优先级别的5 5个中断源；个中断源； 1 1个全双工的串行个全双工的串行I/OI/O接口，可多机通信；接口，可多机通信； TC35iTC35i是西门子推出的最新的无线模块，功能上与是西门子推出的最新的无线模块，功能上与TC35 TC35 兼容，设兼容，设 计紧凑，大大缩小了用户产品的体积计紧凑，大大缩小了用户产品的体积，与与GSM 2/2+GSM 2/2+兼容、双频兼容、双频 (GSM900/GSM1800)(GSM90

8、0/GSM1800)、RS232RS232数据口、符合数据口、符合ETSIETSI标准标准GSM0707GSM0707和和 GSM0705GSM0705，且易于升级为，且易于升级为GPRSGPRS模块。该模块集射频电路和基带模块。该模块集射频电路和基带 于一体，向用户提供标准的于一体，向用户提供标准的ATAT命令接口，为数据、语音、短消命令接口，为数据、语音、短消 息和传真提供快速、可靠、安全的传输，方便用户的应用开发息和传真提供快速、可靠、安全的传输，方便用户的应用开发 及设计。及设计。 u 支持数据、语音、短消息和传真；支持数据、语音、短消息和传真； u 高集成度高集成度(54.5 mm(

9、54.5 mm36 mm36 mm3.6 mm) 3.6 mm) ； u 质量为质量为9 g9 g；电源电压为单一电压；电源电压为单一电压3.34.8 V3.34.8 V； u 可选波特率可选波特率300 b/s115 kb/s300 b/s115 kb/s，动波特率，动波特率4.8115 kb/s4.8115 kb/s； u 电流消耗电流消耗休眠状态为休眠状态为3.5 mA3.5 mA，空闲状态为，空闲状态为25 mA25 mA，发射状，发射状 态为态为300 mA(300 mA(平均平均) )，2.5A2.5A峰值；峰值； u 温度范围温度范围正常操作正常操作-20-20+55+55，存放

10、，存放-30-30+85+85； u SIMSIM电压为电压为3V/1.8V3V/1.8V。 u 温湿度传感器温湿度传感器SHT10SHT10是一款高度集成的数字温湿度传感器，采是一款高度集成的数字温湿度传感器，采 用专利的用专利的CMOSensCMOSens技术，可抵御来自外界的影响，即使将传感技术，可抵御来自外界的影响，即使将传感 器浸入到液体中也不会受到损害；器浸入到液体中也不会受到损害； u 烟雾传感器是无线离子式烟雾传感，这是一种技术先进，工作烟雾传感器是无线离子式烟雾传感，这是一种技术先进，工作 稳定可靠的传感器。它在内外电离室里面有放射源，一旦有烟稳定可靠的传感器。它在内外电离室

11、里面有放射源，一旦有烟 雾窜逃外电离室，干扰了带电粒子的正常运动，电流、电压就雾窜逃外电离室，干扰了带电粒子的正常运动，电流、电压就 有所改变，破坏了内外电离室之间的平衡，有所改变，破坏了内外电离室之间的平衡，就会就会产生信号。产生信号。 u 无线门磁传感器用来监控门窗的开关状态，当门窗不管何种原无线门磁传感器用来监控门窗的开关状态，当门窗不管何种原 因被打开后，无线门磁传感器立即发射特定的无线电波，远距因被打开后，无线门磁传感器立即发射特定的无线电波，远距 离向主机报警。无线门磁的无线报警信号在开阔地能传输离向主机报警。无线门磁的无线报警信号在开阔地能传输200200 米，在一般住宅中能传输

12、米，在一般住宅中能传输2020米。米。 系统软件设计系统软件设计 该系统主要的任务是监测家里发生的紧急情该系统主要的任务是监测家里发生的紧急情 况和控制家里的部分电器设备，然后通过况和控制家里的部分电器设备，然后通过 TC35iTC35i发送到主人手机上发送到主人手机上及及主人通过手机向主人通过手机向 TC35iTC35i发送命令。系统软件设计的重点在于发送命令。系统软件设计的重点在于 单片机的编程。通过向单片机的编程。通过向TC35iTC35i写入不同的写入不同的ATAT 指令完成多种功能。如检测卡座中是否插入指令完成多种功能。如检测卡座中是否插入 了了SIMSIM卡、卡、GSMGSM网络登

13、录，读取网络登录，读取SIMSIM卡上的电卡上的电 话号码，发送话号码，发送SMSSMS消息，接收消息，接收SMS SMS 消息，控消息，控 制继电器输出等。制继电器输出等。 ATAT指令指令 AT AT 即即AttentionAttention，ATAT指令集是从终端设备指令集是从终端设备 (Terminal Equipment(Terminal Equipment，TE)TE)或数据终端设备或数据终端设备(Data (Data Terminal EquipmentTerminal Equipment，DTE)DTE)向终端适配器向终端适配器 (Terminal Adapter(Termin

14、al Adapter， TA)TA)或数据电路终端设备或数据电路终端设备 (Data Circuit Terminal Equipment(Data Circuit Terminal Equipment，DCE)DCE)发送的。发送的。 通过通过TATA，TETE发送发送ATAT指令来控制移动台指令来控制移动台(Mobile (Mobile StationStation，MS)MS)的功能，与的功能，与GSM GSM 网络业务进行交互。网络业务进行交互。 用户可以通过用户可以通过ATAT指令进行呼叫、短信、电话本、数指令进行呼叫、短信、电话本、数 据业务、传真等方面的控制。据业务、传真等方面的

15、控制。 常用常用ATAT指令指令 PDUPDU编码编码 如果说如果说ATAT指令是控制指令，那么指令是控制指令，那么PDUPDU编码就是信息编码就是信息 的内容。编码段是单片机进行数据传输的核心部分，的内容。编码段是单片机进行数据传输的核心部分， 它是真正的数据，一般内容都包括：短信中心地址它是真正的数据，一般内容都包括：短信中心地址 长度，短信中心号码类型，中国地区代码，短信服长度，短信中心号码类型，中国地区代码，短信服 务中心号码，短信编码方式，短信长度，目的地址务中心号码，短信编码方式，短信长度，目的地址 类型，目的地址，发送结束标志等等。共有三种方类型，目的地址，发送结束标志等等。共有

16、三种方 式来发送和接收式来发送和接收SMSSMS信息：信息：Block Mode, Text ModeBlock Mode, Text Mode 和和PDU ModePDU Mode。 PDUPDU数据包格式数据包格式 发送发送PDUPDU数据包格式数据包格式 接收接收PDUPDU数据包格式数据包格式 SMSC: SMSC: 短信中心的地址短信中心的地址 PDUTYPE: PDUTYPE:数据包的类型数据包的类型 MR: MR: 发出信息发出信息 DA/OA: DA/OA: 源源/ /目的地址目的地址 PID: PID: 协议标识符协议标识符 DCS: DCS: 短消息的编码方案短消息的编码方

17、案 VP: VP: 短消息的有效时间短消息的有效时间 UDL: UDL: 短消息数据长度短消息数据长度 UD: UD: 短消息数据内容短消息数据内容 SMSC PDUTYPE MR DA PID DCS VP UDL UD SMSC PDUTYPE OA PID DCS SCTS UDL UD 此系统主程序流程如图此系统主程序流程如图4 4 所所 示。其中，初始化的工作包示。其中，初始化的工作包 括设置串口速率、括设置串口速率、GSM GSM 无线无线 网络登录以及设置短消息模网络登录以及设置短消息模 式为式为PDU PDU 等，等，PDUPDU编码即按编码即按 PDUPDU的编码规则产生相应的的编码规则产生相应的 PDUPDU串。串。PDUPDU模式收发短信可模式收发短信可 以使用以使用3 3 种编码：种编码：7bit7bit、 8bit 8bit 和和UCS2UCS2编码，这里我们编码，这里我们 采用的是采用的是UCS2UCS2编码。其中，编码。其中， 中断中断1 1来自传感器的，中断来自传感器的，中断2 2 来自来自TC35i TC35i 模块。模块。 本文结论本文结论 通过系统的设计和实现，可得到如下结论：通过系统的设计和实现，可得到如