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1、毕 业 论 文基于单片机和 GSM 的智能防盗报警系统的设计学生姓名： 学 号： 学院名称：信息技术学院 专业名称：计算机应用技术 指导教师： 山东女子学院教务处制2011 年 5 月 16 日山东女子学院毕业论文（设计）第 1 页 共 24 页基于单片机和 GSM 的智能防盗报警系统的设计摘 要设计了一种基于单片机和 GSM 技术的智能防盗报警系统，本系统主要由单片机 AT89S51 、SIM300Z 短信模块和传感器电路组成，借助最可靠、最成熟的 GSM 移动网络，以最直观的中文短消息或电话形式，随时实现异地监控家中的情况，并且家中发生盗情时能及时把报警地点的情况反映到主人的手机屏幕上，具
2、有方便安全的优点。【关键词】单片机；GSM；报警；硬件；软件；设计DESIGN OF INTELLIGENT ALARM SYSTEM BACED ON SINGLE-CHIP COMPUTER & GSMABCTRACTThe Cyctem ic made up of MCU and GCM Modem. It will dicplay the alarm content in Chinece directly at your mobile ccreen, and it recurc to the moct reliable GCM mobile network. The cyctem ad
3、opted initiative infrared cencor to detect, and it turned the traditional alarm net and alarm windowc to immateriality. Becidec, the cyctem equipped the cmog cencor and leakinecc cencor of gac and guarded againct fire and gac leakinecc.Keywords: single-chip computer; GSM ;alarm; hardware; software;
4、design基于单片机和 GSM 的智能防盗报警系统的设计第 2 页 共 24 页目录1 绪论2 硬件系统设计2.1 硬件系统总体结构2.2 硬件系统基本工作原理.2.3 硬件系统部分电路设计 .2.4 传感器电路与单片机的接口.2.5 硬件系统详细设计2.6 硬件系统实验平台.3 应用软件设计.3.1 单片机编程环境.3.2 主控程序.3.3 定时中断处理子程序3.4 传感器信号采集子程序.3.5 核对子程序.3.6 查找报警点子程序.3.7 显示报警点子程序.3.8 GSM 短信发送子程序 .3.9 温度显示子程序.3.10 键盘扫描子程序.4 结 论.致谢词.参考文献附录 A 其他程序代
5、码附录 B GSM-G100A 数据传输格式.山东女子学院毕业论文（设计）第 3 页 共 24 页1 绪论随着我国国民经济的快速发展, 人民生活水平的提高, 人们对家庭住房的防盗、防劫、防火设备的重视程度也在不断提高, 所以现代社会有更多的人需要对偷盗、抢劫、火灾、煤气泄漏等事故进行监测和报警。本文按照任务要求设计了一个基于单片机和 GSM 的智能防盗报警系统，为家庭或单位的防盗事故进行实时监控。随着电子技术的飞速发展，报警系统已从原来的简单化、局部化向智能化、集成化发展。而各种防盗报警系统之间的主要区别是在于如何让分机与主机、分机与用户之间进行通讯。目前市场上常见的防盗报警系统的通信方式有：
6、通过振铃威慑盗贼；固定电话拨号、以太网、集群系统等等。但它们有各自的缺点：（1）通过振铃威慑盗贼的方式，当发出振铃信号时容易使盗贼跑掉，不能抓住盗贼。（2）固定电话拨号容易被盗贼在入室抢劫前切断电话线或恶意占线，使其在关键时刻失灵。（3）以太网同样面临着线路被切断的隐患，且不易普及。（4）集群系统功耗很大，网络架设和维护费用很高，而且需要购买固定的频点。为了有效的保证居民的生命财产安全,并针对以上通信方式的优、缺点，设计了基于单片机和 GSM 技术的家庭无线防盗报警系统。该系统是利用无线 GSM技术进行监控,将 AT89S51 单片机、SIM300Z 集成 GSM 短消息通讯模块、HT1602
7、 液晶显示驱动芯片等有机地结合在一起, 构成一种功能先进、实用、成本低廉的家庭智能防盗报警器。此系统让家庭防盗更及时、使用更方便。它不再依赖有线电话执行报警，而是借助最可靠、最成熟的 GSM 移动网络，以最直观的中文短消息或电话形式，直接把报警地点的情况反映到主人的手机屏幕上。它采用主动式红外传感器进行检测，变有形的传统防盗网防盗窗为无形，给火灾基于单片机和 GSM 的智能防盗报警系统的设计第 4 页 共 24 页时的逃生提供方便。2 硬件系统设计2.1 硬件系统总体结构基于单片机和 GSM 的智能防盗报警系统是由 GSM 短消息模块、键盘模块、液晶显示模块、电源模块构成, 系统硬件总体框图如
8、图 2.1 所示。 图 2.1 系统硬件总体框图2.2 硬件系统基本工作原理在房屋的窗户上安装红外传感器，在门上安装霍尔传感器。当家中发生警情时, 此时家中设定的传感器模块会发出异常信号给单片机, 单片机接收到信号后通过 GSM 模块立即发出短消息给主人或者小区物业报警，以便及时采取防盗措施避免财产损失。当主人在家无须设防时, 该报警系统还可以显示温度，即作为数字温度仪使用。2.3 硬件系统部分电路设计2.3.1 单片机模块AT89S51 作为普通 51 单片机已与广泛应用于各种产品中，其接口简单，方便使用，且功能强大，因此本系统采用 AT89S51 单片机作为主控制芯片。AT89S51 单片
9、机由 ATMEL 公司生产,芯片外部结构如图 2.2 所示。GSM 模块红外传感器数码管显示模块霍尔传感器单片机AT89S51小键盘电 源温度传感器蜂鸣器山东女子学院毕业论文（设计）第 5 页 共 24 页图 2.2 AT89S51 单片机芯片AT89S51 是一个低功耗,高性能 CMOS 8 位单片机,片内含 4kB ISP(In-system programmable)的可反复擦写 1000 次的 Flash 只读程序存储器,具有高密度、非易失性存储技术的特点, 芯片内集成了通用 8 位中央处理器和 ISP Flash 存储单元，使 AT89S51 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有
10、效的解决方案 。AT89S51 单片机的具体功能特性如下：与 MCS51 兼容；4K 支持在线编程(ICP)的 FLACH 结构程序存储器，1000 次擦写周期；工作电压为 4.0V5.5V；全静态工作：工作频率为 033MHz；3 级程序安全加密保护；256*8 位内部 RAM ；32 个可编程 I/O 端口；3 个 16 位定时器/计数器；8 个中断源；ISP 在线编程；一个全双工异步串口；支持低功耗及掉电模式；支持中断从掉电模式唤醒；内置看门狗；双数据指针等。2.3.2 GSM 模块本系统的 GSM 模块采用北京捷麦公司生产的 GSM-G100A，此模块由 SIM300Z和 ATMEGA
11、4 微处理器主要部件组成，GSM-G100A 与 AT89S51 通过串口连接，其连接原理图如图 2.3 所示。基于单片机和 GSM 的智能防盗报警系统的设计第 6 页 共 24 页AT89S5112MHzDC512V（2A）TTL RxDTxDGNDPowerTxDRxDGNDGSM-G100图 2.3 AT89S51 与 GSM-G100 连接GSM-G100A 使用前可用初始化软件对其进行初始化参数设置，如通信参数（默认波特率为 9600bps、数据帧为 8 位） 、传输模式、有无密码、接收方手机号码等，这样在软件中就不用再关心参数问题了，如不用设置接收方手机号码了，方便程序编写。单片机
12、与 GSM 的通信波特率、数据位数必须相等！如都为9600bps、8N1。关于 GSM-G100 模块更详细的使用说明参见其 PDF 文件（可网上下载）或附录 B。2.3.3 红外传感器模块红外传感器适于放置在窗户上，用于对窗户是否有人闯入进行监测，其应用电路如图 2.4 所示。热探测器是利用辐射热效应，使探测元件接收到辐射能后引起温度升高，进而使探测器中依赖于温度的性能发生变化。当元件接收辐射，引起非电量的物理变化时，可以通过适当的变换后测量相应的电量变化。图 2.4 红外传感器电路原理图2.3.4 霍尔传感器模块去单片机山东女子学院毕业论文（设计）第 7 页 共 24 页本系统使用霍尔传感
13、器（型号为 A04E）作为门是否被打开的监测元件。霍尔传感器安装在门上，其接线图如图 2.5 所示。在门的边沿处固定一块磁钢，与固定在门框处的霍尔传感器相对，当门被打开时霍尔传感器通过 OUT 端输出一个脉冲，此脉冲输入到单片机的某一并口或 T1 端，作为盗贼入室信号。OUT+5V霍尔元件 +5V10K去单片机图 2.5 霍尔传感器接线原理图2.4 传感器电路与单片机的接口2.4.1 入室监测传感器与单片机的接口入室监测传感器包括红外传感器、霍尔传感器，它们与 AT89S51 单片机的接口通过 8243 并行 I/O 口芯片，实现多点检测，8243 与单片机的连接如图 2.6所示。一片 824
14、3 有 4 个 4 位的并行 I/O 端口，即 P4( P4.0P4.3)、P5(P5.0P5.3)、P6(P6.0P6.3)、P7(P7.0P7.3)，每个端口连接 4 个传感器输入信号，故每片8243 可检测 16 个门/窗。本系统用了两片 8243，若需要，还可增加 8243 的数量。2.4.2 温度传感器与单片机的接口温度传感器采用 DS18B20 新型数字温度传感器，它将温度传感元件、数字量转换电路、数据存储器、外部通信接口等部件集成在一块芯片上，可在单片机控制下，通过少量的几根信号线输出数字形式的温度值，大大简化了硬件设计。本系统中，温度传感器模块 DS18B20 的数据线与 AT89S51 单片机的 P1.0 口线连接，如图 2.6 所示。基于单片机和 GSM 的智能防盗报警系统的设计第 8 页 共 24 页图 2.6 传感器
