GSM 智能安防控制系统.docx
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GSM智能安防控制系统
毕业论文
题目：
GSM智能安防控制系统
系：
电气信息学院
专业：
电子科学与技术班级：
0801学号：
200801180103
学生姓名：
蒋知英
导师姓名：
浣喜明
完成日期：
诚信声明
本人声明：
1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；
2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；
3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。
作者签名：
日期：
年月日
毕业设计（论文）任务书
题目：
GSM智能安防控制系统
姓名蒋知英学院电气与信息工程专业电子科学与技术班级0801学号200801180103
指导老师浣喜明教研室主任刘望军
一、基本任务及要求：
设计一个基于GSM技术的智能安防控制系统控制系统。
要求：
1.系统的信道采用无线的GSM网络，主机与传感器的传输上采用了以无线为主，有线为辅的方式，避免传统安防信道的安全隐患（剪线）。
2.基于GSM的中央报警系统确保用户在使用上不受地域制约。
3.报警信息以直观的中文短信形式把报警地点、事件等详细情况发送到用户的手机上，用户还可以通过手机对家里的进行实时监控。
4.手机储存操作命令，用户无需记住繁琐的命令就可以对报警主机进行控制。
5.数据库支持的报警中心管理平台详尽记录用户相关资料以及报警信息。
本课题研究系统方案，设计电路图、完成设计论文。
二、进度安排及完成时间：
（1）第一周至第三周：
查阅资料、撰写文献综述和开题报告；
（2）第四周至第六周：
总体方案的确定；
（3）第七周至第九周：
主电路设计与控制电路设计；
（4）第十周至十二周：
参数计算、元器件的选择；
（5）第十三周至第十五周：
撰写设计说明书；
（6）第十六周：
毕业设计答辩
GSM智能安防控制系统
摘要：
随着GSM网络的迅速普及和移动通信技术的飞速发展，新技术和新业务的开发与应用已提到十分重要的位置。
利用GSM网络作为无线智能监控系统的信息传输媒介是一种非常有效的方法，其原理筒单，安全保密性高，又不需要组建专用网络和对网络进行维护，加上GSM网络覆盖面广，因此与传统的监控系统相比有着其独特的优势。
本文首先讨论了智能家居在国内外的发展状况，在此基础上对GSM网络技术和短信息业务作了详细地阐述。
包括短信息基本概念，技术特点应用现状，短信协议，AT指令集和短信编码方式，然后介绍了智能家居监控模块的整体设计和工作原理，对系统的软硬件实现方法作了细致了讨论。
随着GSN网络的迅速普及移动通信技术的飞速发展，新技术和新业务的开发和应用已提到十分重要的位置。
将GSM技术运用于实现家庭智能报警具有实际应用价值。
该系统以单片机AT89S52为核心作为控制模块，由GSM无线通信模块、传感器控制模块、液晶显示模块和报警模块组成。
通过传感器模块中光电传感器和温度传感器采集相关信号，经A/D转换模块转换成单片机可处理的数字信号，经过语音报警模块发出相关报警信号，将该信号通过GSM短信模块，借助GSM移动网络，以中文短消息，直接把报警地点的情况反映到您的手机屏幕上。
关键词：
GSM；智能监控；短信息；AT指令；传感器
GSMsecurityintelligentcontrolsystem
ABSTRACT:
WiththerapidpopularizationofGSMnetworksandthefastdevelopmentofmobilecommunicationtechnology,newtechnologiesandnewserviceshavebeensteppeduptoanall—importantposition．Itisaveryeffectivemethodtotakeintelligentmonitoringsystem，thetheoryisverysimpleandhashighsecurity,andthereisnoneedtosetupspecialnetworksandtomaintainthem，moreovertheareaofGSMnetworkscoveringisverywide，SOthismethodhasmanyparticularadvantagesoverconventionalmonitoringsystem．
Thepaperfirstlydiscussesthedevelopmentgenersituationofsmarthomeathomeandabroad．thenresearchesanddescribestheSMSofGSMnetworksindetail，includingthebasicconceptofSMS、techniquecharacteristics、appliedactualityanddevelopmentalforeground、theprotoc01．andstandardizationofSMS，ATcommandsetandPDUformat、encodinganddecodingmethodofSMS．andthenintroducesoveralldesignandprincipleofmonitoringmoduleforsmarthome．Itdiscussesdetailedlydesignsofhardwareandsoftwareofsystem，
WiththerapidpopularizationofGSMnetworksandthefastdevelopmentofmobilecommunicationtechnology,newtechnologiesandserviceshavebeensteppeduptoanall-importantposition.GSMtechnologywillbeappliedtoachievepracticalapplicationofintelligentalarmhomevalue.
ThesystemisMCUAT89S52thecoreasacontrolmodule,whichisconsistoftheGSMwirelesscommunicationmodule,sensordataacquisitionmodule,LCDmoduleandalarmmodule.Photoelectricsensormodulethroughthesensorandtemperaturesensoracquisition-relatedsignals，throughtheA/Dconvertermoduleintodigitalsignalswhichasinglechipcanhandle,afterissuingtherelevantalarmvoicealarmmodulesignals，thesignalisthroughtheGSMSMSmodule，withGSMmobilenetwork,throughChineseshortmessage,directlytothealarmlocationisreflectedtoyourmobilephonescreen.
Keywords：
GSM；intelligentmonitoring；SMS；ATcommands；Sensor
第1章绪论
1.1引言
随着移动通讯技术的不断发展，四通八达的无线网络已经成为现代生活中不可或缺的一部分，无线通讯模式以其稳定、简洁、移动性高等优点成为众多行业推崇的对象；可以看出，无线网络将变成推动社会、经济发展的一个重要因素。
反观安防、智能行业，虽说推出了以电话固网、因特网为信道的智能、报警系统但是往往因为智能、报警系统缺乏实用性、操作烦琐等原因造成智能报警系统不能普及又或是安装了以后弃而不用等现象：
你能想象一下用户为了能及时被告知家里的报警信息而整天守候在电脑前面的情况么、你能想象一下用户因为接听了一个电话而错过了系统的报警信息么、你能想象一下用户为了想起那纷繁复杂的控制命令而绞尽脑汁、百般无奈的表情么、又或是为了随时控制家里的电器索性把手提电脑带在身边等等。
类似的事情还有很多很多，当然有时候我们不得不承认技术的局限性，但是以现在的技术就真的找不出一种新的，在不添加任何随身物件的情况下，实现集稳定、安防、智能、操作简洁于一身的方案了吗？
答案是否定的。
设想一下通过随身携带的手机便可以清楚地知道家里所发生地事情，随手拨动手机上的一个按键便可以控制家里的电器，那是多么一件多么美妙的事情!
基于AT89S52单片机和发达的移动通讯技术，所研发的GSM智能安防控制系统集报警与家居智能为一体，它将梦想变成了现实，真正实现了主机与传感器、智能家居控制模块之间，主机与用户之间信息的无线传输，而且它适用于GSM网络覆盖的所有区域，使用户可以随时随地享受到科技为生活所带来的便利。
其优异的功能在于：
1.系统的信道采用无线的GSM网络，成功的避免了传统安防信道的安全隐患（剪线）。
2.基于GSM的中央报警系统确保用户在使用上不受地域制约，稳定的网络增加了系统的实时性，可靠性和准确性。
3.报警信息以直观的中文短信形式把报警地点、事件等详细情况发送到用户的手机上，用户还可以通过手机对家里的进行实时监控，真正解决了用户“听不到、看不到”的问题。
4.手机储存操作命令，用户无需记住繁琐的命令就可以对报警主机进行控制。
5.主机与传感器的传输上采用了以无线为主，有线为辅的方式，一方面提高了系统的稳定性；一方面使系统的设计、施工、安装、维护更加简捷。
6.有强大的数据库支持的报警中心管理平台，详尽记录用户相关资料以及报警信息，以便中心管理人员或小区保安人员做出准确的判断。
7.用户可通过短信控制家庭电器，充分享受家居智能所带来的便利。
8.逻辑判断报警功能，大大降低了警报误报的几率。
9.解决了传统报警模式（电话占线）的安全隐患，报警信息可以储存在用户手机上，待用户接听电话完毕后立即弹出报警信息。
GSM模块将GSM射频芯片、基带处理芯片、存储器、功放器件等集成在一块线路板上，具有独立的操作系统、GSM射频处理、基带处理并提供标准接口的功能模块。
因此，GSM模块具有发送SMS短信，语音通话，GPRS数据传输等基于GSM网络进行通信的所有基本功能。
简单来讲，GSM模块加上键盘、显示屏和电池，就是一部手机。
目前，GSM模块依然在广泛的工业应用领域使用，在更行各业都能看到GSM模块应用的产品。
例如，在车载监控领域，使用GSM模块将车辆行驶的GPS数据传输到车辆管理中心；在电力、水务系统，通过GSM模块实现了远程智能抄表，可以实时监控用户的用电和用水量；在测绘行业，为很多偏僻的测绘点安装了GSM模块实现了实时的监控，不必再人工收集数据；在家庭，可以安装无线报警系统，一旦发生火情或盗窃行为，可以立即通知户主和报警；在国外，很多老人小孩带了个人跟踪器，防止老人和小孩走失或意外发生，里面也是集成了GSM模块。
可以说，随着GSM的网络建设的完善，GSM模块的应用范围也越来越广。
本设计介绍了用AT89S52单片机实现的基于GSM短信模块的家庭防盗报警系统。
利用AT89S52单片机的功能特点、GSM短信模块工作原理以及传感器工作原理，通过手机终端接收报警短信，并且可以发送命令短信异地遥控系统实现各种操作。
利用各种传感器对可能出现的煤气泄露、火灾、家中门窗被打开并有人闯入等意外情况进行，并通过短信发送特定报警信息于预先设定好的手机号码，通知事主做出相应措施。
通过GSM网络，即使远在千里之外也能对家中发生的各种突发意外情况了如指掌，使生活更安全更智能。
1.2本课题的研究背景
随着生活水平的提高，提别是物质生活水平的不断提高，人们对自己的个人安全和家庭财产安全越来越重视，安全已成为一种市场需求；同时经济的飞速发展伴随着城市流动人口的急剧增加，给家庭防控增加了新的难题和提出了新的课题，传统的人防物防的形式已难以适应社会形式发展的需求。
科学技术的进步和普遍应用，进一步同动了智能化家庭的建设步伐，家庭安全技术防范系统已经从本地向远程监控发展，从社会的周边防范向家庭内部防控逐渐靠拢，家庭防盗报警系统在人们对美好生活的追求中迅速崛起。
一个完善的职能家庭，具有便捷、安全、舒适、高档的生活环境，确保每一个家庭住户的声明财产安全，是建设本系统的最大意义和根本目的。
随着物质条件的改善和人们生活水平的提高，现代家居更加注重生活品质，安全、舒适、便捷的生活环境成为人们迫切的需要。
远程家电控制系统使人们可以随时随地控制家庭内部没备，拓展了人们的生活空间，为人们了解家庭安全提供了方便的手段。
随着家居内部设备的复杂化，家庭内部发生火灾、煤气泄漏等危险的机会也越来越大，故家居安防系统不仅包括防盗功能，还应包括火灾、烟雾、煤气泄漏的自动监测与报警功能。
现有的远程家电控制和安防监测的方式主要有以下两种：
因特网和固定电话网，前者必须在具有有线网络接口的前提下才能实现对家电的远程监控，而后者由于自身的硬件限制，主要提供语音服务，因此它们在简洁、方便、灵活等方面难以满足要求。
GPRS是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供了端到端的、广域的无线IP连接。
它充分利用现有GSM网络资源，具有不受通信线路及地区限制、保密性好、可靠性高、使用方便、灵活等优点，为远程家电控制和安防监测系统设备间的通信提供了强大的平台支持。
目前这种利用GSM网络的智能安防控制系统的应用还不广泛在国内也刚刚起步，基于这种方法的便捷实用其发展前景是很好的。
该智能安防报警系统可应用在以下几个领域：
1．安防报警：
小区、工厂、办公室等场合的报警信号可以通过短信的形式发送到用户的手机上；用户可以通过手机短信控制报警系统的设防状态。
2．远程家电控制：
冰箱、电灯、空调等家用电器的开关控制。
3．远程图像采集：
通过发送短信命令控制终端摄像头拍摄图像，用户端通过彩信手机接收。
4．保险箱、文件柜防盗器：
在报警主机上集成飞思卡尔三维加速度传感器便可以将其应用在保险箱、文件柜上面，盗贼一打开门锁或是抱走保险柜就会触发加速度传感器，报警主机便会自行报警。
5．防止用户窃电：
现行用户自行改装电表偷电已经不是什么稀奇的事了，但是由于做法隐蔽，有关部门往往难以清查，即使查处偷电者。
1.3本课题的主要研究工作
系统总体结构主要由智能手机、中央控制器、热释电人体红外探测器、温度传感器、烟感探测器、燃气泄漏探测器、摄像头、Intemet和GPRS网络组成。
所以在此最主要的内容就是设计中央控制器使其系统中各个模块能连成一个整体的系统，完成所以设计要求的功能，而控制器最主要的就是要如何将收集起来的信息发送给GSM网络能让网络准确无误的接收到这些信息，除了发送信息之外还应当有存储信息的功能。
本课题的要求是设计一个基于GSM技术的智能安防控制系统控制系统。
1.系统的信道采用无线的GSM网络，主机与传感器的传输上采用了以无线为主，有线为辅的方式，避免传统安防信道的安全隐患（剪线）。
2.基于GSM的中央报警系统确保用户在使用上不受地域制约。
3.报警信息以直观的中文短信形式把报警地点、事件等详细情况发送到用户的手机上，用户还可以通过手机对家里的进行实时监控。
4.手机储存操作命令，用户无需记住繁琐的命令就可以对报警主机进行控制。
5.数据库支持的报警中心管理平台详尽记录用户相关资料以及报警信息。
1.3.1研究方法
系统总体结构主要由用户手机、AT89S52单片机控制模块、传感器控制模块、热释电人体红外探测器、温度传感器、烟感探测器、燃气泄漏探测器、摄像头、GSM模块和GSM网络组成，所以要完成此设计就需要想办发将传感器所收集的信息发送到GSM网络中去，如何协调外部器件和控制器以及网络的连通是此设计的重点，在此我采用以AT89S52单片机为核心，总共分为核心控制单元AT89S52、GSM无线通信、传感器数据信息采集、传感器控制模块、液晶显示、报警系统六大部分。
分模块分部分来逐一的攻破。
1.3.2实施步骤
1．首先收集有关此设计的资料，正所谓有量的积累才会有质的飞跃，所以收集有关资料是非常重要的也是做设计的第一步。
2．收集资料后就确定方案，方案确定后就得画出整个系统方案的框图，框图是整个设计的框架，有了框图我们就有了实施的方向。
3.框图画好之后接下来就是将框图里每个部分都做出来，系统总体结构主要由用户手机、AT89S52单片机控制模块、传感器控制模块、热释电人体红外探测器、温度传感器、烟感探测器、燃气泄漏探测器、GSM模块和GSM网络组成，故可以有条不紊的进行。
4.在把整个系统中各个模块都做好之后，接下来就是整合各个模块，进行实验测试，看是否能完成设计中所给的要求，如果能完成说明此设计是成功的，如果不行那就得需要在对某方面进行改正。
5.设计实验都完成之后紧接着就是写毕业设计报告了，将自己在整个设计实验过程中遇到的问题以及怎样去解决详细记录下来。
第2章方案确定及其系统框图
2.1方案确定
针对于本设计其实有很多方法可以来实现，以下讨论几个方案：
方案一：
可以用MC98HC908AP64单片机和GSMModem相结合构成了智能安防报警终端，并利用稳定的GSM网络作为传输信道。
将其安装在用户所指定的场所中，用户可以通过直观的短信息的形式来接收报警信息和发送控制终端状态的命，但是这需要用两块单片机来实习功能，一是位于报警主机的主板上的整个系统的核心MC68HC908AP64；另一种单片机是MC68HC908QT1，位于无线电器控制模块之中。
核心的MC68HC908AP64单片机的主要特性有以下几点：
1、3V或5V供电，总线频率可分别大到4MHZ和8MHZ，速度快。
2、片内集成PLL电路。
3、片内集成2KB的RAM和62KB的FLASH。
4、片内集成两个16位两通道定时器，可实现输入捕捉、输出比较和PWM输出。
5、片内集成8路10位A/D转换、SCI、SPI、COP、键盘口和I2C模块。
6、提供多达31个GPIO，其中6个的驱动能力高达25ma。
虽然成本较低，特别是MC68HC908QT1，价格更是低廉。
MC68HC908AP64也具有足够大的内存和FLASH以及足够高的稳定性来
保证比较复杂的系统程序的运行，但是毕竟是用了两块单片机总体来说还是复杂了些，此方案不予采取。
方案二：
基于8031单片机的防盗报警监控系统设计，系统可由单片机最小系统、报警信号输入和检测、驱动电路和声报警、移位寄存器和数码管等组成。
031最小系统由8031、74LS373、EPROM2764组成。
报警信号的输入使用P1口的P1.0---P1.7接8位开关，分别表示8个不同的报警位置。
输出驱动和声报警电路由P3口的P3.5经同相放大器75451和蜂鸣器组成。
数码管显示电路使用8031的串行口经一个串入并出的移位寄存器扩展为并行输出口，控制一个七段数码管。
其功能是输入P1口的开关状态，检测是否有开关合上，若没有则继续检测；若有则检测是哪个开关合上了，然后去控制报警、显示，使数码管显示相应的号码，同时报警。
用8031单片机控制一个检测报警系统，与以往用数字逻辑电路组成的控制系统相比，用单片机组成的检测报警系统，应具有更大的灵活性，功能也更强，但是现如今的防盗监控系统需要与时俱进，这种传统的家庭报警系统，采集信号的传感器需要布线，由于集成在一个板子上，不仅有干扰，还限制了报警信号采集覆盖面，同时远程监控系统功能差，当家中没人时报警无法及时通知事主。
方案三：
设计以AT89S52单片机为核心，总共分为核心控制单元AT89S52、GSM无线通信、各类传感器数据信息采集、传感器控制模块、数码管显示、报警系统五大部分。
系统利用光电传感器、温度传感器采集可能出现的有人闯入、火灾等情况，再将报警信息发送给单片机进行处理，然后，单片机对蜂鸣器做出控制，发出警报声音，同时，数码管显示具体报警信息，由此可以知道具体报警位置及其类型。
微处理器通过GSM模块以短信形式将特定报警信息发送于预先设定好的手机号码，通知用户家中安全信息，以便用户及时做出相应措施。
GSM（GlobalSystemforMobilecommunication）系统是目前基于时分多址技术的移动通讯体制中比较成熟、完善、应用最广泛的一种系统。
目前已建成覆盖全国的GSM数字蜂窝移动通信网，是我国公众移动通信网的主要方式。
主要提供话音、短信息、数据等多种业务。
基于GSM短信息功能可以做成各种检测、监控数据信号和控制命令的数据通信系统，能广泛用于远程监控、定位导航、个人通信终端等。
由于公众GSM网络在全球范围内实现了联网和漫游，建立上述系统不须再建专用通信网络，所以具有时事传输数据功能的短信息应用将得到迅速普及。
随着全球移动通信系统（GSM）及移动通信网络的迅速普及，GSM的短信息系统以其快捷方便而且廉价的特点拥有广泛的用户。
本设计是基于GSM网络的远程家庭智能监控系统，通过手机终端接收报警短信，并且可以发送命令短信异地遥控系统实现各种操作。
系统利用各种传感器对可能出现的煤气泄露、火灾、家中门窗被打开并有人闯入等意外情况进行采集，先传输到单片机上，再通过液晶显示屏显示具体报警信息，同时报警系统发出警报声，并通过GSM网络用短消息发送特定报警信息于预先设定好的手机号码，通知事主做出相应措施。
通过GSM网络，即使远在千里之外也能对家中发生的各种突发意外情况了如指掌。
由于该方案具有功耗低、精确度高、软件编程较简单，智能化强，可远程监控等。
因此在本次设计中采用方案三。
在设计中，采用了AT89S52单片机作为8031的升级替代产品，AT89S52解决了AT89C51的致命缺陷：
支持ISP（在线更新程序）功能，但其芯片在整个电路中的工作控制原理不变。
同时加入了GSM模块，可轻松实现远程监控功能。
2.2GSM智能安防控制系统框图
下图是总体框架图，本框图主要由传感器控制模块、AT89S52单片机核心控制模块以及GSM模块等组成。
传感器控制模块作用是将传感器采集的模拟信号转换成单片机能接收的电平信号；AT89S52单片机核心控制模块是控制整个系统的，它通过判断传感器的信息来实施对各个模块的控制；而GSM模块则是能使信号通过GSM网络通过短信形式发送到用户手机的重要部分。
我们是用手机控制家电，如家电的开与关等简单动作。
下图中用手机发短信给远处的GSM模块，GSM模块接收到短信后将数据传入单片机，由单片机进行判断，如果单片机判断出指令后，就执行相应的动作
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