基于GSM短信息模块的防盗报警系统设计.docx
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基于GSM短信息模块的防盗报警系统设计
本科毕业论文（设计、创作）
题目:
基于GSM短信息模块的防盗报警系统设计
学生姓名：
学号：
5
所在系院：
专业：
电子信息工程
入学时刻：
2010年9月
导师姓名：
职称/学位：
副教授/硕士
导师所在单位：
完成时刻：
2014年5月
安徽三联学院教务处
基于GSM短信息模块的防盗报警系统设计
摘要:
随着中国经济进展，人们生活的提高，很多奢侈品进入百姓家。
随后，衡宇的防盗工作就成了迫切需要解决的问题。
市场上的报警系统误报率高，受环境因素阻碍，报警信息无法及时地通知户主。
设计由红别传感器监测入侵者，通过单片机与GSM无线通信方式实现报警，解决了传统的家庭报警方式存在的短处。
红别传感器检测到入侵信号，作为单片机的外部中断信号，利用高速便利的全世界移动通信系统（GSM），将报警信息发送到用户的电话上，靠得住性高。
关键词：
报警系统；单片机；无线通信
TheDesignofGuardagainstTheftandAlarmSystemBasedonGSMshortmessagemodule
Abstract:
WiththedevelopmentofChineseeconomy,theimprovementofpeople'slife,alotofluxurygoodsintothecountry.Then,housingsecurityworkhasbecomeurgentneedtosolvetheproblem.Thealarmsystemonthemarketthehighrateoffalsepositives,influencedbyenvironmentalfactors,alarminformationcan'ttimelynotifytheheadofthehousehold.Designbytheinfraredsensormonitoringtheinvaders,realizealarmbyMCUandGSMwirelesscommunicationway,solvetheinsufficiencyofthetraditionalfamilyalarmmode.Infraredsensorsdetecttheintrusionsignal,astheexternalinterruptsignalofsinglechipmicrocomputer,usinghigh-speedconvenientglobalsystemformobilecommunications（GSM）,sendalarminformationtotheuser'smobilephone,highreliability.
Keywords:
alarmsystem;Singlechipmicrocomputer;Wirelesscommunication
第一章绪论
防盗报警系统的研究背景
随着国民经济的迅速进展和广大百姓们的生活水平不断提高，在自己的居处安全方面，人们就加倍的在意了。
人们更希望它在保险性、先进性、及时性等方方面面取得提高，而传统的防盗方法，如：
防盗门窗，保安等都比较缺乏安全感，尤其是最近几年来城市之间人口流动较大，无形中给盗窃行凶这种恶性事件带来了专门大的增加，因此传统的这种防盗方式已经不能保证公共的需求了，急需一种更为先进的防盗方法，现在这种小巧、灵活、方便、靠得住的防盗报警设施就显得尤其重要。
相关于市面上老的防盗设施，由于其稳固性差、有专门大的局限性、性价比低，因此旧式的系统得不到公共青睐。
而本次设计的防盗系统能有效的弥补旧式的不足的地方，正是如此，本设计的防盗报警能够将传统的危险性降低到最低处，该设计能够保障广大居民的财产安全不受侵犯，专门好的爱惜居民的隐私。
随着现代高科技通信的飞速进展，单片机以其体积小，精度高，本钱低，在现代自动操纵领域中有着显著的优势。
像在现在智能化、数字化的仪器仪表中，日常搜集相关的数据和应用普遍的家电等。
因此，在用单片机和它的外围电路制成的相应类型的家庭防盗系统时具有本钱低，靠得住，安全，智能等特点。
由于红外线是不可见光，它有优良的特性，具有专门好的隐蔽性，同时保密性也超级好。
因此大量的应用于防盗系统的装置中，本设计确实是采纳热释电红外传感器[1]。
防盗报警系统的进展
防盗报警系统最初的原型是在上个世纪初的北美显现的。
在北美，传统的报警救助装备一样放置在街道辖区，同时发布语音指令，要求警察帮忙周围的人们;同时，无线电紧急报警信号盒用于直接连接到周围的派出所，民警用于接收本地的报警信息。
以后，伴随着通信技术的进展，和提供给客户电信服务的电报公司参与，能够把报警信息发送到更远处；但是，类似于这种电报，相对来讲很难大幅度普及，因此很自然的，电话报警显现直接取代了它。
通信要紧手腕变成了电话为主。
由于大量普及的自动拨号电话显现，使报警通过电话线取得了空前的进展。
外国防盗监控安全技术已经到了高水平状态，以北美为代表的进展中，能够看到防盗技术智能监控活着界上进展中的地位显而易见。
近来，安防行业在北美，这种商业模式的报警服务网络形成了高科技、高水准一体化[2]。
1979年，石家庄市公安部召开了专业的刑事工作会议，会议提出大力承接的安全技术工作。
防盗作为公安部门的重要组成绩显现了。
目前，我国和国际的安全技术已经链接到了轨道上。
随着现代运算机技术，自动操纵技术和现代通信技术的支持，安防行业在中国已经进入了新的时期。
防盗报警系统进展趋势
随着农村城镇化，工作人员流动性超级大，社会的安全变得极为复杂，安全问题专门重要。
传统的防盗门这种家庭防盗报警系统在百姓生活应用中的问题很突出，可能阻碍市容市貌，给紧急救援时的造成潜在的隐患，这就有可能为罪犯作案提供条件，传统的工具老化，会有高空坠物的危险等。
因此新的即安全又智能的多功能报警器就显现了，并慢慢引发普遍的重视。
防盗报警系统以后的进展趋势会朝着更稳固，更多样，更小巧美观灵活，更智能化，联网加倍便利方面进展。
综合上面的进展趋势，在实际的应用中，都是成立在系统化、数字化、智能化、无线化这几大技术的基础上[3]。
论文结构安排
本设计的第一章先大体上研究了防盗系统的背景，国内外的进展趋势。
第二章介绍了防盗报警系统的功能，明确本报警系统设计的目的及意义，了解本系统设计的内容及各项大体要求。
第三章详述了本系统的整体方案设计，软件部份和硬件部份的综合实现。
第四章针对本设计，作出总结。
第二章防盗报警系统设计方案
防盗报警系统的设计目的及意义
随着科技进步和社会经济的不断飞速提高，百姓的生活质量专门大程度上提高了，从而增强了对个人财产的防护意识，故对新的防盗报警安全要求更为高。
本GSM防盗报警系统设计的初衷是为了知足公共的需求，但是当前市场上的各类报警器缺点专门大。
红别传感器应用在本设计中，它有保密性高和隐藏性好的特点，因此起着很重要的作用，红别传感器能进行自动操纵[4]。
防盗报警系统设计的内容和要求
（1）这次系统由硬件及软件方面组成。
GSM，单片机和红别传感器等相关部份组成;
（2）本防盗报警系统由热释电红别传感器、GSM连接模块、单片机操纵电路组成，以完成数据的搜集、处置、传送、及时报警等功能。
内部由单片机处置器、数据搜集模块、输出模块、通信模块等部份组成;
（3）本设计能实现：
当主人出门时，即进入设防状态，探测器自动启动,当生疏人进门时，热释电红别传感器将探测到人的动作,红外探头将人体辐射红外光谱变成电信号，经放大电路送至STC89C52单片机，经单片机中央处置从而驱动TC35模块，进而将报警的信息发送到接收设备[5]；
（4）红外线有很壮大的隐蔽性。
这种装置设计有两个要点：
一是人员进入准确的判定；二是能预防的范围尽可能的大。
固然，这种系统工作快、稳、准也是重要指标。
相关硬件介绍
主控芯片STC89C52
STC89C52是可编程可檫除只读存储器，微处置器采纳高性能COMOS8。
该元件采纳Atmel技术制造，STC89C52是新一代的高速、低能耗、耐抗干扰的单片机，有很广的应用范围，单片机引脚如图2-1所示[6]：
图2-1STC89C52RC单片机引脚
要紧特性如下：
时钟/机械周期和12时钟/机械周期
2.工作电压：
～（5V单片机）/～（3V单片机）
3.用户应用程序空间为8K字节
4.片上集成512字节RAM
5.通用I/O口（32个）
6.具有EEPROM功能
7.具有看门狗功能
个16位按时/计数器T0、T一、T2
9.外部中断4路
TC35I模块
西门子公司生产的TC35I，是一款高度集成的GSM双频（900/1800MHZ）模块。
由于GSMModem有高性能的GSM引擎（GSMCellularEngine），和单片机相兼容，改变了以往复杂的通信标准，利用方便，而且数据通信范围广,GSM网络范围大体全国覆盖，传输稳固、靠得住。
因此选用TC35IGSMModem来进行通信。
如下图2-2所示为大体TC35I的电路:
图2-2TC35I电路
TC35I部份参数
传送要紧内容：
数据和语音
电源电压：
—
要紧频段：
GSM900MHz、DCS1800MHz
发射功率：
GSM900MHzClass42W
DCS1800MHzClass11W
SIM卡连接方式：
外接
正常运作温度范围：
-20°C—+55°C
正常寄存温度范围：
-30°C—+85°C
通话模式工作电流的典型值:
300mA
最大许诺空闲模式的电流:
最大省电模式的电流:
100μA
短消息模式：
MT,MO,CB，PDU
外观大小：
x36x
SIM卡操作电压：
3V/
电话薄功能：
存储于SIM卡中
时钟频率：
红别传感器
一样红外线传感器由光学系统，检测器，调剂信号的电路，和其它显示元件组成，是红外检测器的核心。
红外检测器它的种类繁多，若是依照物理效应的话，大体上能够划分为以下两大类[7]：
一是该装置的利用所引发的检测器热效应，入射辐射通量的转变从而使得温度产生转变；另一种是利用了各类光子探测器的成效，即入射光子在检测器上形成辐射，这必然会使得光电探测器材料中的电子彼此作用，因此能有效地释放自由电子和自由空穴，让导电部件参与其中。
热探测器确实是采纳光辐射和物质相互作用的热效应制成的，热探测器吸收光辐射的能量，能将所利用的探测器温度升高，从而进一步的将温度转变转化成有效的电信号。
热探测器的响应波段广，整个红外区域都能探测的到，方便有效，廉价安全，应用普遍。
热探测器传感器内部电路如图2-3所示：
图2-3热探测器传感器内部电路
由于不同的热电转换原理，热探测器能划分为热释电型、热敏电阻型、热电阻型及其他探测器。
而热释电探测器在实际应用频率最高，响应频率宽广，因此这种探测器应用很普遍，本设计就采纳这种热释电探测器[8]。
热释电红别传感器能检测由物体本身所发射的红外线，视角70°左右球形检测区。
而单一的热释电探测器灵敏度较低，通常检测距离只有2m左右，但如果是在其外表加上菲涅尔透镜以后，就能够够专门大程度上提高灵敏度，扩大监视的范围，从而使检测的距离由2m扩展到10m。
热释电红别传感器组成图如下图2-4所示：
图2-4热释电传感器组成图
热释电红别传感应用系统在防盗、自动门、自动消防水龙头、电梯、照明操纵等领域应用超级普遍。
大体上，防盗报警系统大多采纳的是双元型红别传感器，双元型红别传感器是热释电红别传感器的一种，两个极性相反的热释电元件反向串联，从而组成了双元型红别传感器。
当物体移动时就会产生变更的红外线，就能够使热释电元件清楚的感应到移动的物体，而移动的物体红外辐射就会给热释电元件传入光脉冲，从而改变了它的温度，持续输出一段脉冲信号[9]。
固然，若是物体在传感器前维持不移动的固定状态，极性相反元件产生的信号则会彼此抵消，输出为0，如此一来，就能够有效的避免由于周围环境造成的阻碍，例如太阳光等不利的红外线所引发的误差，提高热释电传感器的抗干扰能力。
热释电传感器的原理图如下图2-5所示：
图2-5热释电传感器原理图
第三章防盗报警系统设计实现
防盗报警系统的整体设计思路
本设计由硬件和软件两个部份组成。
它的大体模块要紧分为信息的搜集、内部处置、报警等子模块。
其中电路结构由热释电红别传感器、报警器、单片机操纵电路、TC35I收发软件组成。
能实现信息的搜集、处置、数据传送并及时的报警，单片机是本设计模块的中心单元。
GSM防盗报警系统包括硬件设计、软件设计。
硬件部份由红别传感器、GSMTC35I系统及单片机大体电路组成。
软件部份包括短信收发模块的系统，和总的流程图[10]。
报警系统硬件设计
GSM报警系统的整体框图如下图3-1所示：
图3-1GSM报警系统整体框图
报警系统的收发电路设计
由于实际需求会考虑相关的串口，STC89C52单片机作为操纵器有很强的功能，用MAX232连接着PC和单片机的串口。
TC35I短信息收发设计框图如下图3-2所示：
图3-2TC35I短信息收发设计框图
报警系统的操纵系统
操纵系统原理图如图3-3所示。
单片机采纳的是晶振，串口1以方式2接收PC端短信；串口2以方式2与TC35I连接。
图3-3操纵系统原理图
单片机最小系统
单片机最小系统包括了电源、振荡电路和复位电路[11]。
（1）电源
一样单片机设计系统中的供电电源用的是USB口，也有的用5V的电源来供电。
本系统确实是采纳5V的电源来实现的。
（2）振荡电路
单片机一样接着两个20pf左右的电容和一个左右的晶振组成了振荡电路。
（3）复位电路
单片机有两种复位方式，一种是上电复位，还有一种是手动复位。
本系统采纳的确实是上电复位的方式。
它由10uf的电容和一个10k的电阻组成了单片机的上电复位的大体电路。
单片机的最小系统组成如下图3-4所示：
图3-4单片机最小系统组成图
TC35I硬件电路设计
本系统硬件电路要紧由STC89C52型单片机和GSM通信模块TC35I组成。
单片机STC89C52串口和TC35i模块相连接,从而完成对TC35i的初始化和短消息收发功能.短消息收发系统硬件接口电路如图3-5所示：
图3-5短消息收发系统硬件接口电路
通过串口和单片机连接是TC35I模块的工作方式，它能够确保单片机对GSMTC35I模块进行操纵。
GSM模块一样采纳RXD、TXD和单片机进行连接，TC35I能利用简单的软件程序进行操纵，灵活快捷。
TC35I模块与SIM卡接口电路如图3-6所示[12]：
图3-6TC35I模块与SIM卡接口电路
防盗报警软件设计
防盗报警系统总流程图
系统上电后单片机对GSM模块进行初始化设置，然后进行设防、撤防操作，设防即进入到防御状态，设定报警状态；撤防即排除防御状态，取消了报警状态。
先把设防、撤防的开关判定是不是开启，上电开启以后马上进行设防状态，当家庭人员返回家时，立刻撤防，当家庭人员出门时，开启状态，即进入设防状态。
随后读传感器开关，当有生疏人进入时，马上发送到用户所设定的电话上显示。
系统的总流程图如图3-7所示[13]：
图3-7系统总流程图
STC89C52与TC35I通信的设计
当报警系统启动时，马上发送ATE指令关掉回显功能，接着发送指令“AT+CSCA=…”设置目的的短信号码，第二一样发送指令“AT+CMGF=1”设置text模式判定可否顺利检测[15]，若是反映答复的是OK，就表示成功设置了，不然，继续进行如上所示的步骤发送操作命令。
当答复OK以后，就需要发送新的操作命令“AT+CMGS=…”从而设置用户的电话号码。
当操作时返回OK，就说明单片机和TC35I模块连接通了，若没有返回OK，还需要继续操作。
STC89C52与TC35I通信流程图如图3-8所示[15]：
图3-8STC89C52与TC35I通信流程图
TC35IGSM的报警程序
本报警系统的通信模块顶用的是德国西门子（SIEMENS）公司的TC35iGSM，它是一款高度集成性好的GSM模块，应用范围广，同时支持Text和PDU格式的短消息，在通信中，由于集成性好，稳固性高，而广受欢迎。
在日常的利用中，由于能够利用简单的操作指令AT命令就能够够操纵它与单片机串口进行通信[16]，有效性大大的提升了。
通常，能够用AT命令来实现信号的重启，和特殊情形的紧急答复工作。
进而在操作通信的兼容性方面，一样可用AT指令作为GSM网络的接口协议标准[17]。
大体上，咱们能够从相关操纵功能方面，将AT方面的指令分为以下几种：
其中不仅包括了通信系统的相关调试运行口令、阅读短信口令、写入短信口令和短信执行口令。
事实上，由于要考虑到很多短信收发的操作，故指令能够用以下的语句进行相应的操纵操作[18]：
用“AT+CXXX？
”该口令来操纵短息的读取工作。
用“AT+CXXX=？
”口令来测试通信系统的接通状况。
用“AT+CXXX=？
<>”来进行写短信息方面的操作。
最后，短信执行时也需要“AT+CXXX”来负责提早设置参数。
常见的AT指令表3-1所示[19]：
表3-1常见的AT指令表
AT指令集
说明
AT+CMGC
作用：
送出一条短信息
AT+CMGD
作用：
删除短信息
AT+CMGF
作用：
选择不同的短消息格式：
PDU格式用0，Text格式用1
AT+CMGL
作用：
列举不同的短信类型：
未读短信用0，已读短信用1，待发短信用2，已发送的短信用3，全部短信用4
AT+CMGR
作用：
短信的读取
AT+CMGS
作用：
短信的发送
AT+CMGW
作用：
写入草稿箱信息
AT+CNMI
作用：
显示收到的短信
AT+CPMS
作用：
短信内存位置选择
AT+CSCA
作用：
编辑短消息中心地址
AT+CSCB
作用：
选择网络广播短信
AT+CSMP
作用：
设定短信文本格式的参数
固然，若是用户需要丰硕的中文短信来告知信息，则需要加倍复杂的PDU格式来进行相应的编码。
Text模式代码简单、操作起来超级简便，可是由于不能发送中文短信，因此有专门大的局限性。
而相关于Text模式，PDU功能加倍壮大，不仅支持英文短信的发送，同时也能专门好的支持中文短信的发送。
PDU格式是用16进制的，它用的A-F这些英文和阿拉伯数字组成的。
第四章总结
防盗报警系统设计通过TC35IGSM模块，采纳短消息收发操纵无线通信系统。
TC35I模块和STC89C52单片机形成一个通信系统,能够成功的实现短消息的发射和接下班作。
本系统设计在分析总结前人丰硕的理论和实践研究的基础上，大量的进行防盗报警系统红别传感器信号的搜集工作，实现了室内不同状况监控工作功能。
本系统设计重点工作放在短信息模块的报警系统方面，其中包括TC35I模块与单片机之间的串口通信连接部份，依照单片机的最小系统，依照相应的AT指令，设计了单片机和GSM模块的通信电路。
本系统能最大程度的优化通信方式,通信的效率专门大程度上提高了。
本系统设计还有很多的不足的地方需要改善，本设计系统只是设计了单方面的单片机GSM收发信息通信，固然还需要进一步完善该系统的功能，这时就需要增加相应的功能，例如：
增加处置回拨的信息、复位功能、查询处置，从而使系统的有效性加倍的普遍，用具有壮大的实际应用的意义。
致谢
由于老师平日里工作繁多，但从各方面都对咱们毕业进程进行催促和指导。
我超级感激指导老师。
老师不仅从论文选题开始，一步一步教诲咱们如何进行选题工作，论文完成中期，进一步教诲咱们怎么改论文格式，论文设计一样的方面，和要紧完成的目标。
刚开始接触到论文，感觉自己无从下手，幸亏老师耐心指导咱们如何完成论文，如何进行下去。
导师教诲咱们，第一在图书馆里查找相应的资料，大体上了解本设计从哪些方面去考虑，理清方案设计的具体步骤。
然后，每一个礼拜两位老师都会在中午空闲时刻催促咱们论文，哪些方面存在问题，哪些方面需要修改，真的对咱们的帮忙专门大。
在本论文的设计中，老师提供了超级有效的指导意见，对我的论文进行了认真的批阅，这些使我获益良多。
老师严谨的态度，对咱们很负责，每一个人都尽力做到最好，不孤负老师的期望。
感激老师不遗余力的教诲，从老师身上获益良多。
固然，这次毕业设计我还得感激同窗的帮忙，没有列位的催促，就没有我今天的进步，谢谢大伙儿！
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