智能防盗报警系统设计

智能防盗报警系统设计摘要随着时代的进展，各种各样的智能设备融入了人们的日常生活当中。各地的小区也因此开始加入了智能小区的时代潮流。首当其冲的就是小区安全智能化，每家每户都会对自己的安全更加的放心，人们的生活也变得多姿多彩。本文介绍了智能防盗报警系统的设计以及在设计中遇到的各种各样的挑战，本系统采用可51单片机，该单片机在设计中起到对设备的智能管控，并且应用了红外热释传感器检测是否有人靠近，发现有人接近后控制蜂鸣器及GSM短信模块给用户端发出警告。该系统有三个模式，分别是：紧急报警模式，撤防、布防。紧急报警模式系统下系统处理紧急的报警，无需检测是否有人；布防模式系统则是需要检测是否有人，有人则报警没人就不会报警；撤防模式系统下则是无论有没有人都不会报警。该系统体积小更方便于使用者的使用，并且具备了非常可靠的检测报警功能，能在防盗方面起到十分重要的角色，不影响人们的日常生活。关键词：51单片机；红外线热释传感器；GSM短信模块Designofintelligentanti-theftalarmsystemAbstractWiththedevelopmentofthetimes,varioussmartdevicesareintegratedintopeople'sdailylives.Therefore,thecommunitiesaroundtheworldhavebeguntojointhetrendofthetimesinthesmartcommunity.Thefirsttobearthebruntisthesafetyandintelligenceofthecommunity.Everyhouseholdwillbemoreateasewiththeirownsafety,andpeople'sliveswillbecomemorecolorful.Thisarticleintroducesthedesignoftheintelligentanti-theftalarmsystemandthevariouschallengesencounteredinthedesign.Thesystemusesa51singlechipmicrocomputer,whichisusedtointelligentlycontrolthedeviceinthedesign,andusesinfraredpyroelectricsensordetectionIfsomeoneisapproaching,findthatsomeoneisapproachingandcontrolthebuzzerandGSMSMSmoduletowarntheuser.Thesystemhasthreemodes,namely:emergencyalarmmode,disarmandarm.Intheemergencyalarmmodesystem,thesystemhandlesemergencyalarmswithoutdetectingwhetherthereisanyone;inthearmingmodesystem,itneedstodetectwhetherthereissomeone,andifthereissomeone,itwillnotalarmifthereisnoone.Thesystemissmallinsize,convenientforuserstouse,andhasveryreliabledetectionandalarmfunctions.Itplaysaveryimportantroleinanti-theftanddoesnotaffectpeople'sdailylife.Keywords:51single-chipmicrocomputer;infraredpyroelectricsensor;GSMshortmessagemodule目录1前言 1208291.1防盗报警系统在国内外的发展 115981.2防盗报警器的发展前景与趋势 184961.3设计任务与要求 2323262系统总体方案 233782.1系统总体思路 233782.2系统方案设计 333782.3传感器的介绍 477002.3.1热释电红外传感器简介 4250702.3.2热释电红外传感器电路图 4257442.3.3被动式热释电红外探头的工作原理及特性 533782.4STC89C51单片机 5250702.4.1STC89C51单片机概述 5250702.4.2STC89C51单片机的内部组成 6250702.4.3STC89C51单片机引脚及功能 633782.5RS-232C接口 933782.6TC35短信模块简介 10318843系统硬件设计 11314503.1电源电路设计 1133783.2红外探测信号输入电路 1133783.3时钟电路的设计 1433783.4复位电路的设计 1433783.5RS-232通信的设计 15143303.5.1RS-232芯片选型 15221893.5.2MAX232简介 15318844软件设计 16314504.1软件开发环境的介绍 16314504.2软件的程序实现 17314504.3主程序工作流程图 17314504.4中断服务程序工作流程图 18314504.5报警电路流程图 19314504.6信号采集电路流程图 20318845系统调试和仿真 21314505.1系统硬件调试及调试中遇到的问题 21314505.2系统仿真图 216结论 23参考文献 24致谢 26附录 27PAGE61前言一个完整的智能防盗报警系统设备需要由好几个部分来组成，完成智能防盗报警系统的功能需求：1.前端探测器就如同人们的眼睛，用以发现敌情；2.报警控制器就如同人们的中枢神经，用来发送信息，控制报警器是否发出报警，在系统中起到了至关重要的角色；3.报警器就相当于人们的各种防备系统，当需要时能够发送报警给予用户。所以一个完整的防盗报警系统装置少不了的就是报警控制器。1.1防盗报警系统在国内外的发展在百年前，北美就出现了报警系统的雏形。当时，北美的街头巷尾就都摆放着报警呼救箱，在人们需要求救时，只需要触发呼救箱就能发出声响，引来在附近巡逻的警察帮忙；当然附近的警局也会收到来自较近的呼救箱传来的呼救信息。在这个时期，因为通信技术的落后，使得呼救信息很难传到较远的警局。随着时代的发展，报警呼救箱也逐步转换为电报传播呼救信号。但是因为电报方式很难普及到普通老百姓，所以就出现了电话报警。在之后的自动拨号系统的出现更促进了电话线报警的发展。从北美报警行业的发展不难看出，报警行业的发展与通信手段密不可分。只有具备良好的通讯手段，各色的报警信息才能更快的传播出去，再由相关部门派出警力帮助报警人员。如今智能防盗报警系统在国外发展一直处于较高水平。从上述的北美呼救箱到后来的出现的电话报警，我们可以清楚的发现智能防盗报警具备以下几个特点。这些特点我们都可以借鉴。就目前来说，在北美安防开展最好的报警方式就是联网报警。它集中使用了许多高科技手腕，并且整合了大半的北美，使其形成了一个大大的北美互联网报警系统网，成为了一个具备规模的产业。1.2防盗报警器的发展前景与趋势随着人口越来越多，各种各样的人出现，社会上出现了许多无业游民以及非法人口，社会保障成为了当下最为严肃的问题。当下传统的机械的家庭防盗措施又在实际的使用中暴露了许多明显的问题。比如：十分影响小区建筑与城市的美观，阻挡了消防救援道路也方便了小偷攀爬。当时间久了，又有可能出现部件损坏导致掉落砸伤过往人群。因此，智能防盗报警系统就显得十分重要。目前新一代的智能防盗报警系统在许多小区得到应用。除此之外，为了进一步建设智能化住宅小区，建设部门还专门规定了住址小区智能化水平标准。在此智能化水平标准内，智能住址小区需要做到安全信息网络。因此，社区保障体系建设逐渐被纳入了社区的许多必要项目中。1.3设计任务1.该智能防盗报警系统需要由软硬件两个方面细分，并且需要好几个模块来完成报警系统的功能需求。首先是对于数据的采集，在采集到数据后需要在单片机内控制完成触发GSM短信报警等报警模块；2.在本智能防盗报警系统中，选择用热释电红外传感器作为前端探测器，单片机控制电路作为控制中心、GSM短信模块作为本设计中的报警模块。用户终端需要完成许多的功能要求:首先需要完成对信息的采集和处理，在处理完成后有需要将信息进行传送并触发报警信息的传送，最终将报警信息传送给用户。终端是由中央处理器为核心、输入输出、通信模块为辅组成的；3.智能防盗报警系统需要实现的性能需求为：当需要外出时能够通过对模式的切换达到系统开启运作布控。在布控模式下，当有外来人员时，放置在检测点的红外探头能够将外来人员的红外辐射转换成电信号，电信号通过放大、比较电路送至门限开关并将其打开发送是和TTL电路工作的电平，该电平被送至STC89C51片机、处理并触发GSM短信报警模块，最后编辑报警短信发送及用户达到本系统的功能需求。

2系统总体方案2.1系统总体思路在本智能防盗报警系统中，我将采用由热释电红外传感器作为系统的前端的探测器、STC89C51单片机作为单片机控制器、GSM短信模块与蜂鸣器作为报警器。图2.1智能防盗报警系统本系统可以设计多个检测点，如门、窗户、阳台等检测点。在热释电红外探测器收到以上检测点的传送过来的报警信号时，就会将报警信号发送传入单片机，从而触发GSM短信模块与蜂鸣器实现防盗报警功能。此次智能防盗报警系统的基本原理如下：采用热释电红外传感器探测到非法人员释放的红外辐射时，将会发出微小的电信号，在经过信号处理电路对其进行处理放出高电平，高电平抵达单片机，在单片机内判断是否报警。最后报警信号会通过RS-232触发GSM短信模块，从而实现智能报警。2.2系统方案设计此次智能防盗报警系统设计需要分为两个部分来完成：1硬件电路及元件的选择；2软件设计。除此之外还需划分出三个大方面模块，这些模块在设计中都起到十分重要的作用：1.数据的采集；2.单片机的控制；3.GSM短信报警模块。这些模块所配以的相对电路的设计，以及对其的软件设计。对于单片机模块的设计也需要分为两个部分来设计：1软件部分；2硬件部分。在硬件部分就是一些外围的应用电路、单片机与I/O设备等，在软件部分需要配合着硬件部分及功能设计落实。所以单片机系统研究过程就需要分成两个部分完成。从智能防盗报警系统的功能以及其应用来看，它的结构应该由以下几个部分组成，以及这几个部分之间的构成框图如2.2智能防盗报警系统总体设计框架。图2.2智能防盗报警系统总体设计框架在此次的智能防盗报警系统中使用的是STC89C51单片机，一整个报警系统都是由软件程序控制运作。在检测区内安装的红外探针能够吸收并转化人体的红外光谱，在通过放大、比较，将电信号发送到阈值开关，阈值开关将发送电平进入STC89C51内。在STC89C51内通过判断，决定是否发送报警信号，发送出来的报警信号会触发GSM短信模块，并且向先前设置好的使用人员发送报警短信，以其来实现智能报警功能，该报警持续10秒钟，10秒过后将会主动结束报警，也可以手动取消警报信号。报警结束后，该系统将会在复位电路的帮助下自动复位。2.3传感器的介绍2.3.1热释电红外传感器的介绍热释电红外传感器是1980年时被发明出来的一种探测元件。其具备以下几个特点：1探测的灵敏度十分高，能快速准确的检测到辐射。2它检测辐射的红外能量时不需要对人体进行接触，并且可以把检测到的红外辐射转换成电压信号输出。当检测区域没有运动的人体或者动物的时候，因为所在的环境（如家具等）均处于常温下，所以环境所辐射的红外能量相对来说比较弱，并且这些能量的变化很小很稳定，因此是无法触发报警。假如此时检测区内忽然又非法人员闯入，会引起红外辐射能量的剧烈变化，此时红外探测器会将此时的巨大变化的温差转换为对等的电信号。温差变化越开此时输出的电信号越大，其电信号会被传入到后级与状态两种比较器，触发这两个比较器发出输出信号，此输出信号U会被发送到报警器，被触发后的报警器会发出报警信号。人体的红外辐射波长一般是在10um左右，而一般红外检测器的检测波长为8〜14um，因此可以更好的进行检测。由于被动式红外探测器能够在空间上做到检测工作，而且它可以再不同的方向上面发射出许多的单光束状态的检测，形成了锥形的热敏区域，并形成三维警告。综合以上的特点，并与系统功能需求配对后最后决定选择使用红外探测器作为本系统的前端探测器。2.3.2热释电红外传感器电路图图2.3为热释电红外传感器的内部电路框图。图2.3热释电红外传感器电路图2.3.3被动式热释电红外探头的工作原理及特性正常情况下，人体能够稳定的辐射出波长约为10um的红外线，该探头所能通过的波长约为8〜14um的红外线，这正好符合条件。此时在加以菲尼尔滤镜，该滤镜能够实现将将红外线进行聚焦，并作用到红外感应源上。红外感应源会随着人体温度的变动，从而导致内部上的电荷失衡，并且向外部释放电荷。在随后的电路检测和处理之后，它们可以生成警报信号。该探针具特的特征如下：1.探头需要对人体辐射十分敏感；2.为了使得热释红外探头对非法人员的辐射更加的敏感，通常在其辐射表面上覆盖一个专门的更加精细的滤光片，从而可以明显地消除环境对元器件的干扰；3.为了防止环境对元器件的影响，其内部还串联了两个电极方向相反的热释电元。这样就算环境影响使其放出热电元素，也会相互抵消，从而使得探测器没有信号输出；4.在检测区域内有人出现，此时菲尼尔滤镜就能起到对红外线的聚焦作用，其聚焦后的红外线会作用于热释电元件，并被其吸收。此时两边的热释电元件会收到不同方向的能量辐射，且此能量辐射包含的能量也存在着差异，所以释放出来的热释电也会不相同，彼此也不能相互抵消。因此剩余的热释电通过信号处理后就可以报警了；5.依照不同的功能需求，菲尼尔滤镜具备的焦距存在差异（感测距离），继而导致在不一样的检测视场中，只要视场越多，控制就会越严厉。2.4STC89C51单片机2.4.1STC89C51单片机的概述本次实验采用的是由STC公司发明的STC89C51单片机。这是一种具备着功率消耗低且拥有相当强大的工作性能的单片机。STC89C51单片机还支持8K系统内可编程闪存。STC89C51单片机是以MCS-51为内部核心芯片，并且作出了许多更改，以使该单片机拥有了许多传统意义的51单片机所不具备的功能。在单片机上，STC89C51具有智能的8位CPU以及在系统内可以编程与闪存。在很多的嵌入式系统应用中它都有提供高度灵活和有效的解决方法。2.4.2STC89C51单片机的内部组成图2.4画出了STC89C51单片机对的内部系统组成的基本框架：图2.4STC89C51单片机系统组成基本框架从图2.4可以看出，STC89C51单片机是由许多部件组成，在配置一些电路就能成为一个基础的系统。2.4.3STC89C51单片机引脚及其功能共40条引脚，并且每个引脚都有其不同的功能，根据功能可以将其分为三大类：（1）端口线：拥有4X8位端口，一共32条引脚。作用如下：引脚名称对应功能与作用P0口（P0.0~P0.7）PO端口包含了8双向个I/O口。每一个I/O口既可以独立的输入或者输出低电平，也可以为高阻状态。每一个引脚都可以吸收8TTL栅极电流。假如这些I/O的端口第一次写入1的时候，称之为高阻输入。P1口（P1.0~P1.7）P1端口同样包含了8双向个I/O口。其内部具备了能够将不明确的信号经过电阻给变为高电平。在P1端口缓冲器能够进行输入与输出，其输入与输出为4个晶体逻辑门电路的电流。当其输I/O端口第一次被写入1的时候，在其内部就能把端口的电压规定在高电平可以进入并且将其当做输入口。P2口（P2.0~P2.7）P2端口包含了8个双向的I/O端口，其内部同样具有规定高电平可进入。在P2端口的缓冲器同样能够进行输入与输出，其输入与输出为4个晶体逻辑门电路的电流。当其I/O口第一次被写入1时，它的引脚会在规定高电平可进入的作用下作为输入。因此，当它作为输入时，它的引脚会被外部的电压拉低，并且发出电流。P3口（P3.0~P3.7）P3端口包含了8个双向的I/O端口，其内部具有规定高电平可进入的上拉电阻，可用于输入或者输出4个晶体逻辑门电路的电流。当P3端口第一被写入1时，它的引脚会被规定为高电平可进入的作用下作为输入。P3.0（RXD）该引脚的特殊功能为串行输入口，在单片机下载程序时需要使用到。P3.1（TXD）该引脚的特殊功能为串行输出口，在需要使用到单片机下载程序时能够用到。P3.2（INT0）该引脚被作为单片机的外部中断，在输入0的时候就能够启动引脚，启动方式是为其装备相符的寄存器来实现。P3.3（INT1）该引脚被作为单片机外部中断，在输入1的时候就能够启动引脚，启动方式是为其装备相符的寄存器来实现。P3.4：T0该引脚可作为单片机外部计数器0触发引脚。P3.5：T1该引脚可作为单片机外部计数器1触发引脚。P3.6：WR该引脚可作为单片机外部数据写选通口。P3.7：RD该引脚可作为单片机外部数据读选通口。表2.1STC89C51单片机引脚说明(2)电源线：GND:单片机电源地VCC：单片机电源4.5~5.5V(3)控制线：共6条，传送控制信号。ALE：本设计没有使用到不做解释。EA：本设计没有使用到不做解释。PSEN：该引脚为外部程序存储器的一个选通信号口。平时一般没有使用到。RST：复位振荡器复位中的输入端口，其需要满足连续释放2个机器周期高电平的功能需求。XTAL1：反向振荡器的输出。XTAL2：内部时钟电路的输入、反向振荡放大器的输入口外接石英晶体输入线。图2.5为STC89C51单片机的引脚图：图2.5STC89C51单片机引脚结构2.5RS-232C接口用负逻辑，要求高、低两信号间有较大的幅度，标准规定如下：逻辑“1”：-5~-15V；逻辑“0”：+5~+15V。RS-232C规标准接口有25条线，其中有分为很多不同功能的线。1.数据线：4条；2.控制线：11条；3.定时线：3条；4.备用线7条。他们的管脚分配如图2.6，接口定义说明如下表2-1所示。图2.6RS-232(DB9)的引脚图表2.2RS-232(DB9)的接口定义编号名称功能说明1DCD载波的检测2RXD数据的接收3TXD数据的发送4DTR数据终端准备好5GND电源地6DSR数据准备好7RTS发送请求8CTS发送允许9RI振铃提醒在一般的系统使用中，信息常常是在中央处理器与输入/输出设备（双方皆为数据终端设备）之间传递，例如PC端与色温计亦或者个人计算机与单片机之间的通信，都可以实现双方发送和接收。由图2.7可见其连接方式，PXD、TXD、GND互相连接。图2.7“三线连接法”2.6TC35短信模块简介GSM模块是指具备短信通讯等功能的模块，其中使用最多的是西门子TC35型收发模块。其工作的的频段一般在900MHz或者是1800MHz。西门子TC35模块体积小巧，易于安装。根据特定需求，可以轻松将其嵌入到应用程序系统中。它需要经过40针ZIF（零插入力）连接器连接到应用电路，并通过串行接口与应用电路交换信息。TC35的结构如图1所示。TC35模块内部有许多的通讯功能，能做到语言、数据等的传送，其采用了单电源供电的方式(3.3V～5.5V)，工作时温度范围为-20°C~+55°C，串口可以在多个特定的波特率工作：1.2kbit/s、2.4kbit/s、4.8kbit/s、9.6kbit/s、19.2kbit/s、38.4kbit/s、57.6kbit/s和115.2kbit/s，具体应用如图2.8所示。图2.8TC35结构图3硬件电路设计3.1电源电路设计电源电路顾名思义能为整个系统仪器的运行提供动力，在系统中起到了十分重要的作用。因为系统需要的是5V的直流电压，所以此电源电压需要做到将电网中的220V交流电压进行降压、整流、滤波、稳压。（1）电源变压器：这是一种能够为电路提供降压的器件，是本电源电路中的第一步。变压器需要将电压降压成稍弱交流电压。在变压器中，电压变化取决于变压器内部的次级电压。变压器与次级侧的能率比为P2/P1=η，其中η指的是变压器的效率。因为系统的需要，所以我们需要将220V的电压降为10V的电压，所以η值应该为220/10=22；（2）整流电路：整流电路功能要求是需要将原本的交流电转进行转换，成为方向不变，其电压大小随着时间变化的脉动直流电。一般整流电路都是由4个二极管（D1〜D4）组成，其方式为桥式整流电压。整流电压约为9V；（3）滤波电路：顾名思义滤波电路书需要将上级电路输出的电压经由C101进行滤波，将其交流的部分成为相对平整的直流电压；（4）稳压电路：稳定电路顾名思义就是用来稳定输出的直流电压，一般使用芯片7085进行稳压。稳定后的电压能够做到不随着电网电压的变化而变化。此时的稳定电压就能作为单片机电路或者TTL电路的电源电压。三端稳压器有两种主要的类型。第一种为能够发出固定电压的稳压器，第二种是能够进行电压调节的稳压器。其实这些稳压器的基本原理相同，都是使用串联的方式来稳定电压。具体直流稳压电源电路如图3.1图所示。图3.1直流稳压电源电路3.2红外探测信号输入电路一个完整的红外探测信号输入电路需要由多个电路组成，首先需要的是对红外线的感应，这就需要用到红外线传感器。在其运作时，检测范围内出现了非法人员发出的红外信号时，微小的（约为1〜10Hz）的电信号就会从J1的S端口发出，并由第一级中的放大电路放大，该电路由晶体管Q1（见图3-2），然后经由C2到U1A进行放大，此时经过放大后的输出信号已经十分强大了。如图3.4所示，图中的R6、R7、R9和D1组成了其电路的参考电压电路。U1B为电压比较器，并且有五个引脚，第二极的放大信号就通过这五个引脚进行输入。输入后的信号会与参考电压对比，此时只要检测区内有非法入侵人员，热释电红外传感器就能检测到此人员并且能够发出交变信号，经上述电路放大后与参考电压对比。这个时候放大后的信号会比参考电压大。通过与电压比较器的比较后，输出5V，晶体管导通，J2为低。当OUT2无信号时，输出为0V，晶体管截止，J2为高。所以在使用之前需要人在其前面走动并调动R9,直到J2为低。图3.2第一级放大电路图在图3.2中，R1为源极电阻，可以根据实际情况调整其电阻。Q1为NPN晶体管，能够将弱信号放大。最大能够放大1000倍。在电路中能将从R3输出的电压放大通过C2输出给下一级电路。图3.3二级放大电路图图3.4电压比较器电路图图3.5中，用Q2晶体管将上一级的信号转换成单片机需要的入口信号。这样做能够使得在有报警信号时，J2给STC89C51单片机一个低电平，从而使得STC89C51单片机退出低功耗状态，同时电路开始运作。当没有报警信号时，J2为高。图3.5数字信号输入电路3.3时钟电路设计XTAL1和XTAL2分别是反向放大器的输入和输出。Y1为一个震荡频率为12MHZ的振荡器，一般一个机器周期中有6X2个震荡周期，所以可以算出一个机器周期为1us。图3.6为时钟电路。图3.6时钟电路图3.4复位电路设计复位的方式使用最多的有两种方式：第一种为开机后能够做到主动的复位；第二种为通过在外部设计的按键来进行手动复位。复位电路的原理无非就是通过时钟电路在RESET端口能够连续的释放出2个机器周期的高电平来完成复位的操作。假如晶体振荡器的振荡频率为12MHz，那这个时候的发出的复位信号就应该大于或者等于2微秒。在这次的实验中使用了在外部设计按键来进行手动的复位电路。图3.7显示了复位电路。图3.7复位电路图3.5RS-232通信的设计3.5.1RS-232芯片选型由于PC是系统的主要控制机器，因此RS-232总线标准用于主机PC和单片机之间的通信，所以采用MAX232芯片为RS-232通信收发器芯片。3.5MAX232简介MAX232芯片是一种采用5V单电源供电的为RS-232设计的接口电路，是用来进行电平转换的一种芯片。能够将MAX-232使用的-10V~10V电压转换为STC89C51单片机使用的0V~5V电压。、图3.8MAX232的内部电路构造图下面是MAX232的引脚介绍：1.此部分为1、2、3、4、5、6引脚以及4个电容器组成的电荷泵电路，能够为其产生12V与-12V两种电压。它的主要电路功能就是为了满足RS-232串口的电压需求；2.此部分是由7、8、9、10、11、12、13、14引脚组成的能够做到数据之间的变换功能的引脚。它主要是为了到达TTL电路数据、RS-232数据与计算机数据之间的转变。这些引脚一共组成了二个数据变换通道。一条通道为13、12、11、14引脚组成，另一条通道为8、9、10、7引脚组成。晶体管或者MOS集成电路中的数据会从11/10输入变换成RS-232所用的数据，该数据再从7、14输出到DB9插头；该数据又可以从8、13引脚进行输入变化，成为需要的晶体管或者MOS集成电路数据从9、12输出；3.此部分是电源。15脚为电源地、16脚供电电压（+5V）。4软件设计4.1软件开发环境的介绍该设计采用了KeilμVision4进行编程实现。与汇编语言相比较，C语言在性能，构造或者可读性等方面都具有显著的亮点。因此易于学习和平常的使用。Keil能够做到一个完整的开发解决方案，其包含了C语言的编译器，宏程序集和一个具备许多功能的仿真系统等。这些部件通过IDE组合在一起。通常可以使用许多常见的系统来操作Keil软件，比如：XINXP/NT等。KeilμVision4是于2009年2月公布的，其加入了灵敏的窗口孔子系统，可以方便的使用者使用多个监控器。4.2软件的程序实现整个智能防盗报警系统的功能需要软硬件结合，所以可以根据硬件的需求和功能来确定下软件的相应子程序模块。根据硬件的需求可以把软件分为两大模块。第一就是监控模块，它可以使使用人员监测控制整各个执行的模块。第二种就是执行模块，它应该具备有例如测量、计算、显示、通讯等的实用性的功能。在各个执行软件中都会需要一个具有小功能执行模块。每一个执行子程序的工作原理如下：1.短信报警子程序：当检测到非法人员时，自动使用报警执行程序就可以完成报警任务。该执行程序的原理在于控制三极管的导通以及关闭的时间来触发GSM报警模块，接收到信号后GSM模块编写短信发送至用户，并且会输出高电平来触发二极管的发光与蜂鸣器；2.串行口通讯子程序：串口波特率是9600，GPRS模块默认波特率是115200，需要自己通过串口助手修改为9600方可使用。串行口通讯执行程序可以使用中断和查询。在程序查询或者中断的时候，因为彼此使用的资源相差无几，所以查询用于发送，中断用于接收执行程序。4.3主程序工作流程图根据系统要求及其工作原理可以构画出主程序的工作流程图，工作流程图如下图4.1所示：图4.1主程序工作流程图4.4中断服务程序工作流程图在主程序设计的时候需要满足以下的功能：当检测区域有非法人员时，在检测区域的红外热释传感器能够快速检测到非法人员并发出脉冲信号，并传送到单片机内，触发STC89C51中的执行程序，经由执行程序对其处理后，发送至GSM模块与蜂鸣器，GSM模块与蜂鸣器模块的运作时间设定为10S，10S后将停止运作，并且等待下一次的信号，从而达到了循环报警的作用。假如没有报警信号则接着等待报警信号，使得真个系统做到连续运作的状态。同时，还需要设计中断服务程序，用以解除短信报警。中断服务程序工作流程图如下图4.2所示：图4.2中断服务程序工作流程图4.5报警电路流程图在本次设计中STC89C51的P2.0来用来控制报警电路，并且在只有在电平为高时才能生效。当收到报警信号时，P2电平为高时，此时晶体管就会被导通，并触动报警模块报警。防盗报警短信的电路流程图如图4.3所示：图4.3报警电路流程图4.6信号采集电路流程图本设计可以设置多个检测区域，如门口、窗户以及天台等。在这些检测点使用热释电红外传感器采集。图4.4信号采集电路流程图5系统调试和仿真5.1系统硬件调试及调试中遇到的问题第一步：采用观察的办法，对每一个焊接的焊点进行仔细的观察。观察它是否具有虚拟焊接或者毛刺在上面。第二步：使用万用表进行测试。首先，使用万用表在观察的时候有疑惑的连接或触点上进行检测，能够直接的检测到是否存在短路断路的情况。然后也能检查出相关的连接方式是否与设计相符。第三步：打开机器、对系统的运作时的电路进行检测。第一需要查看一切插座和设备插针的电源端子电压能否达到需求，GND端电压能否达到0，以及所连接的插针端子的电平，固定程度。5.2系统仿真图图5.1智能防盗报警系统仿真图（1）图5.2智能防盗报警系统仿真图（2）6结论本文是对设计任务及其功能的解析以及设计。在本次设计中我选择的是51系列中的STC89C51单片机作为设计的中心部件，将使用红外传感器对红外辐射进行时时的监控，当有红外辐射热量变化是会吸收，并且将红外辐射能量转换为相对应的电信号输出，与此同时能够有效的控制人台辐射波长之外的背景辐射影响。在没有人进入检测区域时，传感器会因为没有除了环境以外的红外辐射而放出低电平。在有非法人员在检测区域时，传感器会因为有人体释放的巨大红外辐射能量而放出高电平，这些高电平会通过各种电路后输入到单片机中，成为启动单片机的触发信号处理，在通过其软件模块的处理以后，放出报警信号，报警信号驱动GSM短信模块，用户就能收到来自智能防盗报警系统的的报警信号。该系统体积小更方便于使用者的使用，并且具备了非常可靠的检测报警功能，能在防盗方面起到十分重要的角色，不影响人们的日常生活。参考文献[1]赵丽芬，张学超，陈文娟，“传感器技术及其应用”课程教学改革，铜仁学院大数据学院，2017.09.[2]马须敬，朱义彪，传感器的研究现状与发展趋势，青岛科技大学材料科学与工程学院，2017.08.[3]李军，韩波，李振杰，传感器技术实践教学改革与实践，阜阳师范学院计算机与信息学院，2017.05.[4]郭玉霞，李志杰，基于ADS1256和STM32的数据采集装置设计，甘肃工业职业技术学院电信学院，2018.12.[5]吴忠伟，何显，山岳彤，基于51单片机的无线防丢器的设计研究，吉林建筑大学城建学院，2018.12.[6]张幼麟，简介51单片机的定时器/计数器，乐山师范学院物理与电子信息系，2018.12.[7]王昱言，基于单片机的智能窗帘系统设计，江苏省淮阴中学，2018.12.[8]张皓博，基于GSM技术的家用防盗硬件系统设计，黑龙江工业学院电气与信息工程系，2018.12.[9]王冠龙，崔靓，朱学军，基于数字PID算法的温度控制系统设计，宁夏大学机械工程学院，2018.12.[10]李雪等，智能温度模糊控制PID系统设计，大连民族大学信息与通信工程学院，2018.11.[11]王莹，黄梅王等，基于GSM技术的病房环境监测系统设计，河南理工大学医学院，2018.12.[12]潘言全，智能手环的设计与制作，湖北师范大学物理与电子信息科学学院，2018.12.[13]徐越，徐志龙，陈萱，基于AT89C52的多功能数字钟设计，华北理工大学电气工程学院，2018.12.[14]王维佳，基于单片机的温度控制系统设计，郑州大学物理工程学院，2018.12.[15]张欢欢，王冰玲，智能停车收费管理系统设计，安徽三联学院，2018.12.[16]刘佳乐，基于单片机的电子密码锁设计，兰州工业学院电气工程学院，2018.12.[17]许雪梅等，基于单片机的交通灯控制系统设计，甘肃农业大学信息科学技术学院，2018.12.[18]吴玉玉等，基于单片机的电子万年历设计，甘肃农业大学信息科学技术学院，2018.12.[19]张娟等，基于51单片机的智能电风扇设计，太原工业学院工程训练中心，2018.11.[20]彭建英，刘雨丽，郭杰荣，一款单片机智能烟雾报警系统的设计，湖南文理学院物理与电子科学学院，2018.11.[21]谈敏，温湿度监控系统设计，江阴职业技术学院电子信息工程系，2018.11.[22]王松林，基于单片机的防酒驾控制系统设计，安徽商贸职业技术学院电子信息工程系，2018.11.[23]王沁等，一种智能门禁管家系统的设计，西安工业大学机电工程学院，2018.11.[24]周皓冉，基于K60的汽车内环境监测与报警系统设计，湖南科技大学物理与电子科学学院学院，2018.11.[25]杨秋贤，基于单片机的汽车倒车测距系统设计，吉林化工学院，2018.12.[26]成晋军，基于热释电技术的家庭防盗报警器设计，办公自动化，2018年21期.[27]马须敬，徐磊，气体传感器的研究现状与发展趋势，青岛科技大学材料科学与工程学院，2018.06.[28]李志瑞，申庆超，智能家用PM2.5环境检测仪设计，安阳工学院电子信息与电气工程学院，2017.09.[29]李鑫，自动气象监测系统设计控制软件设计，东南大学，2016.05.[30]马玉琼，基于单片机的气压检测系统的设计，沧州师范学院机械与电气工程学院，2018.03.[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为9600方可使用。*******************************************************************************/voidmain(void){ u8key; u8bk=1; Timer0Init();//初始化定时器0 EA=1; //开总中断 LED_R=0; Uart1Init();//初始化串口9600 Wait_CREG();//查询等待模块注册成功 LED_Y=0; Set_Pdu_Mode();//设置短信为PDU模式 LED_G=0; delay_ms(1000); LED_G=1; LED_R=1; LED_Y=1; while(1) { key=Key_Scan(); //按键扫描 if(key==1) //布防键 { T_SCnt=0; //清零布防计数器 LED_GControl=1; //允许布防指示灯闪烁 } if(LED_GControl) //判断布防允许位 { if(T_SCnt%2) //秒数为奇数时 LED_G=0; //绿灯亮 else //否则 LED_G=1; //绿灯灭 if(T_SCnt>15) //闪亮15s后 { if(HC_SR501)//如果人员未离开 T_SCnt=10;//继续延时 else{ LED_GControl=0; //禁止绿灯闪 StatusSign=1; //标记为布防 LED_G=0; //绿灯亮 } } } if(key==2) //撤防键 { StatusSign=0; //标记为禁止布防 HC_sign=0; //清零闯入标志 LED_G=1; //绿灯灭 LED_R=1; //红灯灭 } if(key==3) //紧急报警键 { StatusSign=1; //标志位布防 HC_sign=1; //标志位闯入 } if(HC_SR501) //有信号 { LED_Y=0; //黄灯亮 if(StatusSign)//如果布防 HC_sign=1; //标记为有人闯入 } else LED_Y=1; //黄灯灭 if(HC_sign&&StatusSign) //判断闯入标志位//判断布防 { BUZZER=0; //蜂鸣器响 if(bk) { bk=0; Send_Pdu_Sms();//发送一条短消息 } LED_RControl=1;//允许红灯闪 } else { bk=1; BUZZER=1; //蜂鸣器停 LED_RControl=0;//禁止红灯闪 } } }/********************************************************************************函数名:Uart1*描述:串口1中断服务入口函数*******************************************************************************/voidUart1()interrupt4{if(RI){RI=1;//清除RI位 Uart1_Buf[First_Int]=SBUF; //将接收到的字符串存到缓存中 First_Int++; //缓存指针向后移动 if(First_Int>Buf1_Max) //如果缓存满,将缓存指针指向缓存的首地址 { First_Int=0; }}if(TI){TI=0;//清除TI位}}/********************************************************************************函数名:Timer0_ISR*描述:定时器0中断服务入口函数,20ms中断一次*******************************************************************************/voidTimer0_ISR()interrupt1{ staticu8Time_count=0; staticunsignedintnum;TL0=0x00; //重置定时器初值 TH0=0xB8; //重置定时器初值 延时20ms TR0=0;//关定时器 Time_count++; num++; if(num==25)//1秒 { if(LED_RControl) LED_R=~LED_R; } if(num==50)//1秒 { num=0; if(LED_RControl) LED_R=~LED_R; T_SCnt++; } if(Time_count>=50) { Time_count=0; } if(count_20ms)//20ms延时计数器 count_20ms--; if(Timer0_start) Times++; if(Times>(50*shijian)) { Timer0_start=0; Times=0; } TR0=1;//开定时器}/********************************************************************************函数名:Timer0Init*描述:定时器0初始化，20ms定时*******************************************************************************/voidTimer0Init(void) //20毫秒@11.0592MHz{ AUXR&=0x7F; //定时器时钟12T模式 TMOD&=0xF0; // TMOD|=0x01; //设置定时器模式，16位定时器 TL0=0x00; //设置定时器初值 TH0=0xB8; //设置定时器初值延时20ms TF0=0; //清TF0标志 TR0=1; //定时器0开始计时 ET0=1; //使能定时器0中断}/********************************************************************************函数名:CLR_Buf1*描述:清除串口2缓存数据*******************************************************************************/voidCLR_Buf1(void){ u16k; for(k=0;k<Buf1_Max;k++)//将缓存内容清零 { Uart1_Buf[k]=0x00; }First_Int=0;//接收字符串的起始存储位置}/********************************************************************************函数名:Find*描述:判断缓存中是否含有指定的字符串*返回:unsignedchar:1找到指定字符，0未找到指定字符*******************************************************************************/u8Find(u8*a){if(strstr(Uart1_Buf,a)!=NULL) return1; else return0;}/********************************************************************************函数名:Second_AT_Command*描述:发送AT指令函数*输入:发送数据的指针、发送等待时间(单位：S)*******************************************************************************/voidSecond_AT_Command(u8*b,u8*a,u8wait_time){ u8i; u8*c; c=b; //保存字符串地址到c CLR_Buf1();i=0; while(i==0) { if(!Find(a))//查找需要应答的字符 { if(Timer0_start==0)//超时重新发送命令 { b=c; //将字符串地址给b for(b;*b!='\0';b++) { UART1_SendData(*b); } UART1_SendLR(); Times=0; shijian=wait_time; Timer0_start=1;//开始计时 }} else { i=1; Timer0_start=0; } } CLR_Buf1();}/********************************************************************************函数名:Set_Pdu_Mode*描述:设置短信为TEXT文本模式*******************************************************************************/voidSet_Pdu_Mode(void){ Second_AT_Command("ATE0","OK",3); //取消回显 Second_AT_Command("AT+CMGF=1","OK",3); //设置为文本模式 Second_AT_Command("AT+CSMP=17,167,2,25","OK",3);//设置文本模式参数}/********************************************************************************函数名:Send_Pdu_Sms*描述:发送PDU文本短信*******************************************************************************/voidSend_Pdu_Sms(void){ Second_AT_Command("AT+CSCS=\"UCS2\"","OK",3);//设置为UCS2编码字符集 Second_AT_Command("AT+CMGS=\"00310033003900320036003900350031003700380034\"",">",3);//手机号码： UART1_SendString(content);//发送短信内容 UART1_SendData(0X1A);//发送结束符}/********************************************************************************函数名:Wait_CREG*描述:等待模块注册成功*******************************************************************************/voidWait_CREG(void){ u8i; u8k; i=0; CLR_Buf1();while(i==0) { CLR_Buf1(); UART1_SendString("AT+CREG");//查询模块网络注册状态 UART1_SendLR(); delay_msDX(250); for(k=0;k<Buf1_Max;k++) { if(Uart1_Buf[k]==':') { if((Uart1_Buf[k+4]=='2')||(Uart1_Buf[k+4]=='5'))//表明网络注册成功 { i=1; break; } } } }}

HYPERLINK电脑文件整理懒招从来都是不会经常整理文件的，不过时间一长，众多的文档分布在硬盘的各个角落，用目录进行整理保存，工作量大、查看起来也不方便且还会浪费不少的磁盘空闻；用压缩工具打包，尽管可以节约空间但是却无法直接编辑修改或查看压缩包中的文件。这些招，懒人怎么会用，他们自有妙招!再多再乱的文件也能整理得井井有条，关键是不费力哦!

懒招1，自动提取乱中取胜

小张起初将照片、Office文档、电影、音乐等文件一股脑地存放在某一个磁盘分区，刚开始文件少使用起来倒也方便，但随着时间的推移，文件数量剧增，每次找所需的文件都要瞪大眼睛，不过有了MY文档管理器(下载地址：)就不用担心了。

第一步，下载MY文档管理器，解压到任意目录，直接双击其中的可执行性文件即可使用。依次单击“节点操作→添加节点”，分别添加多个节点，如“办公文档”、“电影”等分类，这样做的目的是方便归类。

第二步，在小张的F盘中的TEST目录下有众多的RM、MP3、JPG、DOC、TXT格式的文件，现在他要把JPG格式的文件提取到“照片”类别中。依次单击“系统配置→文件过滤”选项，打开Dialog对话框，输入“*.doc”，单击“添加”按钮，意思是过滤掉所有类型为“.DOC”的文件。然后按照同样的方法，将“*.txt”、“*.rm”、“*.MP3”一一添加进来。

第三步，双击左侧窗格中的“照片”节点，然后依次单击“记录操作→导入记录树”命令，在打开的对话框中单击浏览按钮，打开“F:\test”目录，单击“确定”按钮之后就可以将格式为JPG的文件提取出来并添加到“照片”节点中了。

懒招2，不同的电脑统一的管理

小张是电爱的Fans，工作之余常常为杂志写稿，他写完的和正在处理的稿件一般都存在一个稿件文件夹里。不过时间一长，家里的电脑(PC1)和单位的电脑(PC2)上都有这个文件夹。时常需要通过移动硬盘(U盘)在两台电脑之间传递，使用和管理都很不方便。不过他现在用优盘就可以统一管理了。

第一步，将上文提到的那个MY文档管理器解压后直接拷贝到优盘上。把优盘插到PC1上，并运行软件，依次单击“记录操作→导入记录树”命令，在随后弹出的对话框中设置好“稿件”文件夹的根目录，将“导入深度”设置为“5”，单击“确定”后，稍等片刻，软件就把PC1上的“稿件”导入到MY文档管理器中。

小提示：通过这种方式导入到程序中的仅仅是文件的路径、文件名等属性信息，并不是文件本身。

第二步，把优盘插到PC2上，按照同样的方法导入PC2上的“稿件”文件。以后要编辑“稿件”里的文件，你自己根本不用记住哪台电脑的哪个路径，只要把优盘插入到电脑，运行MY文档管理器，就可以直接编辑了。

第三步，为方便在异地使用，小张决定为当前正在处理的稿件增加一个副本。在需要异地处理的稿件上右键单击，选择“复制文件到(自动添加副本)”命令，在弹出的对话框中将保存目录设置为优盘上的某个目录即可。这样，就可以在优盘上编辑PC1或PC2的稿件了。

小提示：对于PC1、PC2上的同名文件，MY文档管理器以不同的磁盘号+文件路径来标识文件记录，因此，对于不同电脑上的同名文件，甚至是路径和文件名完全相同的文件，程序也可以准确识别哪个是哪个。

懒招3多种文件批量移动

要将文件管理得井然有序，就免不了要进行复制、删除、移动等等操作，如果一个个进行操作，工作量是非常巨大的。这时我们就需要借助于BelvedereAutomated(下载地址：.com/assets/resources/2008/03/Belvedere%200.3.exe)进行批量操作了。例如我们想把“F:\test”目录中的所有照片移动到F盘中的“北京游照片”目录中，可以按以下方法进行。

第一步，建立“F:\test”目录后在“rule”一栏中，单击“+”按钮，建立一个规则。在“Descriptior”文本框中为当前规则起一个名字如“批量整理移动”。单击第一个下拉列表，在这里可以选择Name(文件名)、Extension(扩展名)、Size(大小)等进行操作，这里选择扩展名“Extension”。单击第二个下拉列表，在这里设置的是操作条件，有is(是)、isnot(不是)、contains(包含)等操作可供选择，这里选择的是“is”。接下来，在最后的文本框中输入图片文件的扩展名，示例中是“JPG”。定义的规则合起来的意思就是“扩展名是JPG”。

第二步，在“Dothefollowing”区域设置操作动作，单击第一个下拉列表进行操作动作的选择，有“Movefile(移动)、Renamefile(重命名)、Deletefile(删除)”等动作可供选择，我们要批量移动，那就选择重命名“Movefile(移动文件)”。接下来，单击后面的按钮选择“F:\北京游照片”目录。

第三步，规则设置完毕，单击“Test”按钮应用规则，程序即可一次性地将所有扩展名为“JPG”的图片文件移动到“F:\北京游照片”目录中了。

懒招4提纲挈领一点即得

在前面几大懒招的帮助下，你电脑里的文件应该已经有点类别了吧。如果从此想告别懒人的生活，那就要养成管理文件的好习惯了。

第一步，在你保存资料的电脑分区中，要接类别建立多个文件夹，可以按用途分为：学习、娱乐、暂存、工作、下载，在娱乐下又可以建立二级目录：电影、歌曲、动画等。也可以按照常见的文件性质进行分类，例如分为：图片、电影、电子书、安装文件等，当然也可以按照你的需要再建立二级目录，以后每有文件需要保存就按这个类别保存到相应的目录。

第二步，虽然现在已经把文件分门别类存放了，但时间长了，目录太深，一层一层查找也很麻烦的，在EXCEL里建一个目录就可以统一管理了。运行EXCEL后，新建一个表格，然后按照我们的分类方式隔行输入：图片、电影、电子书，在图片分类下再建立二级目录名，例如明星、汽车、壁纸等。

第三步，右键单击“图片文字”，选择“超链接”，在弹出的对话框中选择电脑里图片目录文件夹，单击“确定”后EXCEL里的“图片”文字就变成彩色。用同样的方法为一级目录的“电影、电子书”和二级目录的“明星、汽车、壁纸”等添加超链接。然后将这个EXCEL文件命名为文件目录，保存到桌面上，以后打开这个文档，直接单击相应的文字，比如单击“壁纸”，就可以切换到壁纸文件夹了。

小提示：如果要更改某个超链接，直接右键单击该文字，选择“编辑超链接”就可以了。本人的电脑分类原则简述如下。

硬盘的第一层(请在自己的件夹中右键“按组排列”查看)

第一位字母表示A生活娱乐B教学C工作D安装程序

第二位字母表示只是流水号

AA影视

AB音乐

AC阅读

AD图片

AE相册

生活娱乐

BA计算机

BB英语

BC运动

BD游戏攻略

BE衣食住行

BF文艺

教学

CA管理制度

CB流程图

CC程序文件

工作

DA娱乐

DB其它

安装程序

硬盘的第二层(进入“AA影视”的文件夹举例)

第一位字母表示只是流水号

第二位字母表示只是流水号

AA电影

BA电视剧

CAMTV

硬盘的第三级(进入“AA电影”的文件夹举例)

第一位字母表示A动作片B剧情片C动画片

第二位字母表示A未看过B已看过

AA导火线

AB尖峰时刻

动作片

BA独自等待

剧情片

CB机器猫

CB狮子王

动画片

利用“字母排序”和“按组排列查看”可以使文件查看和存放简洁明了，结合自己资料的特点和实际需求，给自己定一个分类原则并严格执行。个人电脑资料的资源会得到高效而充分的利用。电脑文件管理八条小技巧

在电脑的内部，在电脑的桌面上，在“资源管理器”中，充斥着无序与混乱,这种虚拟的混乱极大地影响了电脑的性能和我们办公的效率，当大家面临这个问题时，通常认为硬盘空间又不够了，电脑性能又不跟不上了，需要再换一台新的电脑了。事实上，我们真正