基于单片机、蓝牙及GSM的智能防盗系统的设计

1、 目录基于单片机、蓝牙及GSM的智能防盗系统的设计系统.2摘要.21. 引言.3 1.1应用背景.3 1.2功能介绍.3 1.3系统结构.32、系统总方案设计.3 2.1 系统器件选取及分析 .3 2.2系统框图.43、 系统硬件设计.5 3.1电源模块.5 3.2 AT89C52芯片及最小系统.5 3.3 GSM模块及接口电路.6 3.4热释电红外传感器.8 3.5蓝牙模块.104、系统软件设计.115、硬件调试及软件编程注意事项.126、系统测评.127、结束语.13参考文献.14基于单片机、蓝牙及GSM的智能防盗系统的设计系统 摘要 随着现代生活节奏的加快，贵重物品经常会丢失或被遗忘。利

2、用嵌入式计算机技术和电子技术设计的防盗器，可以帮助人们有效地保护贵重物品。防盗器因其特殊的应用场景，应该具备小体积、低功耗、大电量等特点。传统的电子防盗器多分为主机和子机，需要通过主机控制子机来实现防盗功能，无疑增加了操作难度和制作成本。近年来智能手机的用户数量呈爆炸式增长，将智能手机应用于物联网领域，可以节约成本，而且产品将拥有大量的潜在用户。 With the pace of modern life is speeding up, the valuables are often lost or forgotten. The use of anti-theft device of embed

3、ded computer technology and electronic technology in design, can help people to effectively protect the valuables. Anti theft device because of its special application scenario, should have small volume, low power consumption, high power characteristics. The traditional electronic anti-theft device

4、of multiple divided into host and sub machine, need through the host control sub machine to achieve the anti-theft function, undoubtedly increased the difficulty of the operation and production cost. In recent years the number of intelligent mobile phone users are increasing explosively, the intelli

5、gent mobile phone application in the field of Internet of things, can save the cost, and the product will have a large number of Potential users. 1 引言 1.1应用背景 防盗类产品众多，对于传统的防盗产品，大部分是当检测到非法入侵或盗窃行为时，发出声、光、电等报警信号。但这些报警警示，即能提醒被盗者，也能提醒入侵；，并且报警范围有限，若主人远离，收不到报警信号，报警便无能为力。 1.2 功能介绍 针对以上报警方式的优缺点，设计了基于单片机、蓝牙及G

6、SM的智能防盗系统的设计系统。并且添加了人体检测模块，即可以通过蓝牙通讯短距离防盗，又可以通过热释电红外探测器来探测人体发出非法入侵信号。实现两种防盗功能。我们只需要在智能手机建立蓝牙连接，即可轻松控制防盗器实现断开连接报警、超出安全距离报警、及物品丢失报警。当监测到贵重物品可能丢失或物品被盗时，手机和防盗器均会立即发出报警声音，具有很强的实用性和良好的市场前景。 1.3系统结构 本文主要介绍基于单片机、蓝牙及GSM的智能防盗系统的设计系统，及单片机AT89S52单片机的功能特点、电源供电模块、GSM 短信模块、蓝牙模块、HR-SR501热释电传感器原理等。2、系统总方案设计 2.1 系统器件

7、选取及分析 本系统主要组成为主控芯片STC89C52,电源芯片TPS61085和TPS78233，GSM通信模块TC35，蓝牙通信模块BH3，人体检测模块HR-SR501热释电传感器。 主控芯片STC89C52，发出系统的命令。 电源芯片TPS61085和LM1117-3.3为系统提供稳定工作电压； GSM模块TC35是当发生被盗时，向主人报警； 蓝牙模块BH3负责与主人的手机实时保持联系，不断反馈检测是否被盗。 人体检测模块是HR-SR501热释电传感器感应到人的靠近，从而向GSM发出信号，来示明物品即将有被盗的危险或者已经被盗。 2.2系统框图 用户手机热释红外传感器LED指示灯GSM模块

8、蓝牙AT89C52电源管理 系统结构框图 3、系统硬件设计 3.1电源模块 本系统体积小，为满足便携，轻巧的设计要求，采用锂电池供电，我们通过TPS61085升压芯片至4.2V为GSM供电，同时使用TPS78233将电压降至3.3V给AT89C52单片机供电。一旦电压低于设定的值后，单片机发出命令通过系统模块发短信通知用户及时充电。锂电池TPS61085 3.7VGSM 4.2VTPS78233MCU 3.3V 电源供电框图3.2 AT89C52芯片及最小系统 AT89S52作为单片机已经用于社会生活产品之中，具有以下特点：1、高集成度，体积小，高可靠性；2、控制功能强，单片机的指令系统：分支

9、转移能力、I/O口的逻辑操作位等，适用于专门的控制功能。3、接口简单，方便使用功能强大，是Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，因此我们选用AT89C52单片机及主控芯片。AT89C52功能介绍：8k 字节Flash，256 字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6 向量2 级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。AT89C52的管脚如图所示： AT89C52 引脚结构单片机最小系统设计：3.3 GSM模块及接口电路 GSM模块是用来实现远程通讯与实时检测，GSM无线通讯模块选用TC35.对于本系统选用的是西门子TC35系

10、列的TC35i。可以很好的完成短消息收发、语音和数据通信。该模块集射频电路和基带于一体，向用户提供AT命令接口，提供快捷、安全的传输，以便用户开发设计。GSM模块主要是由GSM基带处理器、GSM射频模块、供电模块（ASIC）、闪存、ZIF连接器、天线接口等组成。TC35模块的工作电压是3.3-5.5V，GSM模块和单片机是通过UART串口连接。SIM卡电源电压是由模块LDO提供的，TC35的CCGND与SIM卡的GND连接，通过电容与电源地相连来减小干扰缺点。我们采用ESD器件TPD3F303来抑制静电干扰来保护系统电路。GSM模块接口电路框图如下：TC35 ZIF40pin启动电路 无线 I

11、GT单片机AT89C52 TXDSIM卡VCC RXD发光二极管RSTCLKSYNC电源模块IOGND GSM模块接口电路框图TC35接口电路 TC35接口电路 3.4热释电红外传感器 本系统采用的是HR-SR501热释电红外传感器，具有全自动感应、两种可选择的出发模式：不可重复触发方式（即感应输出高电平后，延时时间段一结束，输出信号将自动从高电平变成低电平）和可重复触发方式（即感应输出高电平后，在延时时间段内，如果有人体在其感应范围活动，其输出将一直保持高电平，直到人离开后才延时将高电平变为低电平）、具有感应封锁时间等特点。HR-SR501热释电红外传感器只有简单的三条线：VCC、GND和O

12、UT。所以接口非常简单。热释电红外传感器热释电红外传感器和菲涅尔透镜，当人体进入检测区时，由于人体温度与环境温度有差别， 热释电红外传感器可已通过菲涅尔透镜感应出差别信号，进而产生变化电信号，最后经电路转化处理传给AT89C52.HR-SR501利用三极管共射电路能使输入输出电压反相的特点，当反相电路输入信号OUT 为高电平时，应保证三极管工作在深度饱和状态下，以使输出电平HR1 接近于零；当反相电路输入信号OUT 为低电平时，三极管工作在截止状态，输出电平HR1 为高电平，从而实现电压的反相。 三极管反相电路 3.5蓝牙模块 蓝牙模块主要是应用于短距离的数据无线传输，可以和手机的蓝牙设备连接

13、，也可以两个模块的数据连通。本系统采用的是BH3。当系统启用后，系统蓝牙和用户蓝牙进行配对，若配对成功，蓝牙断开，同时进行信息反馈，经过单片机处理信息后，向用户发送短信。状态灯用户手机单片机蓝牙模块数据传输 蓝牙配对蓝牙模块电路图下： 蓝牙模块接口电路4、 系统软件设计基于单片机、蓝牙及GSM的智能防盗系统的设计系统流程图：AT89C52初始化（ADC，uart）上电 关机 否电量>10%电量>10%?否 初始化GSM模块TC35初始化蓝牙模块 BH3 是 热释电感应是否有人靠近？初始化成功？ 是电池电量检测蓝牙处于配对中进入防盗状态于预定的蓝牙配对？蓝牙信号扫描 是 否 是 是否

14、启动GSM模块AT89C52通过控制GSM给主人发短信或打电话待机 否进入被盗状态 5、硬件调试及软件编程注意事项 （1）蓝牙模块TC工作电压幅度为3.3V-5.5V，典型值为4.2V，最大电流小于等于2A。因此要求工作电压不能低于3.3V，否则电压将会跌落导致TC35停止工作。另外，由于峰值电流2A,GSM发射脉冲可能引起相当大的电压跌落，再加上外部电源的扁平柔性连接线内有阻抗导致的电压跌落，因此我们必须保证电压不能低于3.3V。并且电压跌落差不能超过400mV. （2）由于 SIM300 模块在发送的时候电流约2A，会因线路阻抗产生压降使VBAT 电压不稳，所以在设计电源电路的时候需要注意

15、对模块的供电应该有大于2A 的裕量。 （3）如果出现温度过高或传感器靠近热源的情况，会出现短时间的失灵状况，无法识别人体温度和环境温度的差异，导致敏度下降。需要冷置一段时间恢复正常即可。 （4）这是一个对于功耗要求严格的系统，我们在编程是完成要求的情况下关闭不必要的模块，设置比较低的频率下正常工作。从而减少功耗。6、系统测评电源电压测评：使用万用表检测各端电压，达到模块电压范围，若发现电压输出波动或超出标准范围值，可断定输出电压不稳或功率不够，检查电路连接情况，保证电源电压正常工作。 GSM通讯测评：短按启动电路的按键1秒后松开，观察LED灯闪烁状态，从600ms亮、600ms灭到75ms亮、

16、3s灭表示GSM连接成功。同时可以通过手机及AT命令修改用户手机号码，蓝牙配对密码等。蓝牙配对测评：用户使用手机打开蓝牙设备，输入密码进行配对，观察LED灯亮暗情况来判断配对是否成功。配对成功后，测试用户手机与蓝牙模块最大远离距离，当蓝牙通讯模块断开时，单片机通过GSM模块向用户手机发送短信或拨打电话。人体检测模块测评：当人体走过来时，红外光谱到达双元的时间、距离有差值，差值越大，感应越灵敏。当人体从正面走向探头或从上到下或从下到上方向走过时，双元检测不到红外光谱距离的变化，无差值，因此感应不灵敏或不工作；所以安装感应器时应使探头双元的方向与人体活动最多的方向尽量相平行，保证人体经过时先后被探

17、头双元所感应。为了增加感应角度范围，本模块采用圆形透镜，也使得探头四面都感应，但左右两侧仍然比上下两个方向感应范围大、灵敏度强，安装时仍须尽量按以上要求。7、 结束语本文所设计的系统能够完成防盗功能，而且尽可能的做到了电路简单、体积小、功耗小等特点。本系统在硬件设计和软件设计上都符合要求，并且添加人体检测模块，即可以红外探测远程报警，又可蓝牙通讯短距离防盗。进行了系统创新。此类系统只要稍加改动，便可应用到汽车防盗、仓库防盗等多方面。因此GSM应用远程控制系统应用非常广泛。 参考文献：1赵冲. 基于GSM 的防盗报警系统设计D.西安：西安科技大学，2007。2朱刚，谈振辉，周贤伟，蓝牙技术原理与协