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1、学 号12043109哈尔滨学院学士学位论文基于GSM的智能保险箱设计院（系）名 称：工学院电气信息工程系专 业 名 称：电子信息工程专业学 生 姓 名：指 导 教 师：哈尔滨学院2016年6月学 号 12043109密 级 公 开 基于GSM的智能保险箱设计Design of intelligent safe deposit box based on GSM学生姓名：所在学院：工学院所在专业：电子信息工程指导教师：职 称：教授所在单位：哈尔滨学院工学院论文提交日期：2015 年5月18日论文答辩日期：2015 年6月5日学位授予单位：哈尔滨学院基于GSM的智能保险箱设计目 录摘 要IIIAb
2、stractIV第1章 绪论11.1 保险箱技术的应用和现状11.2 GSM移动通信系统1第2章 设计方案32.1 设计要求32.2 设计方案介绍3第3章 硬件介绍53.1 主控制芯片53.2 门磁开关53.3 振动传感器63.4 加速度传感器63.5 红外检测传感器73.6 GSM模块8第4章 电路部分94.1 复位电路94.2 振荡电路94.3 门磁开关电路104.4 振动检测电路114.5 加速度检测电路114.6 人体红外检测电路134.7 GSM短信发送电路154.8 本地报警模块164.9 总体电路图17第5章 软件设计195.1 程序设计思路195.2 系统主程序流程图195.3
3、 加速度模块输入检测程序流程图195.4 GSM短信发送流程图19结 论22参考文献23附录 A24附录 B33致 谢34摘 要随着人们生活水平的不断提高，人们所持贵重物品增加，保险箱逐渐走入人们的生活之中。本文在对传统保险箱的功能结构的分析理解上，结合近些年的保险箱盗窃案例，分析盗窃手段，将传感器和短信系统与保险箱结合起来，提出基于GSM的智能保险箱的设计方案。本文针对破锁撬门、暴力破解外壳、整体搬运等多种保险箱盗窃手段，相应采用红外感应、振动、加速度等传感器，设计开发了一种以STC80C52为核心控制器，多种稳定传感器互相辅助，加之合理软件控制的智能防盗检测系统。该系统具有结构简单、检测全
4、面、成本低廉、稳定度较好等优点，具有良好的应用价值。关键词：保险箱；单片机；红外感应；GSM短信系统AbstractWith the continuous improvement of peoples living standards, people have to increase the value of the insurance box gradually into peoples lives. The design scheme based on GSM intelligent safe. It is the in the analysis and understanding of
5、the functional structure of traditional insurance box, combined with recent safe burglary case, analysis means of theft, combine the sensor and SMS system and safe.In this paper, to break the lock Qiaomen, violence violence to crack the shell and overall handling and other all sorts of safe means of
6、 theft, corresponding to the infrared sensor, vibration, acceleration sensor, design and development of a STC80C52 as the core controller, a variety of stable sensors assist each other, coupled with a reasonable control software of intelligent anti-theft detection system. The system has the advantag
7、es of simple structure, comprehensive testing, low cost, good stability and so on. It has good application value.Keywords:Safe deposit box; single chip microcomputer; infrared sensor; GSM short message systemI第1章 绪论第1章 绪论1.1 保险箱技术的应用和现状近年来我国经济发展迅速，人均收入水平逐渐升高，人们可支配财产增加，加上宝石、贵金属、古玩等贵重物品的投资和收藏热潮，现金和贵重物
8、品的存放和防盗措施成为了人们生活中的不可忽视一部分，保险箱开始走进人们的日常生活之中。保险箱一般由箱体、门板、防盗锁具、传动机构等几大部分组成，市场上的保险箱一般通过采用不同的规格、材料、工艺、配件来符合市场不同消费习惯的人群使用，但是从根本的防盗手段上并没有太多的改进。传统保险箱的防盗功能主要依赖于箱体等设备的物理性质，在科技不断发展的今天，盗窃等犯罪手段也在不断发展，传统保险箱的被动式的防盗措施已经渐渐的无法满足实际的防盗需求。因此，需要新型智能的防盗保险箱来对抗潜在的安全威胁。市场上的保险箱目前可以实现密码输入错误、人员离开时未能关闭箱门等几种不同状态下的报警。报警方式主要有：本地报警、
9、电话报警和无线网络报警。这其中对于电话报警和无线网报警两种方式，具有容易遭到破坏、通话内容不够清晰、正常通话占用手机时无法接收到报警信息等限制和弊端，不具有较高的可推广性。而由于手机用户的不断增加和GSM技术的不断成熟，方便而价格低廉的短信报警，成为了远程报警的主要方式1。本系统采用了短信和本地报警两种不同的报警方式，有效地保障了保险箱的安全。1.2 GSM移动通信系统GSM(GlobalSystemforMobilecommunication)系统是目前的移动通信体制中，比较成熟完善，且获得广泛应用的一种系统。我国已建成的覆盖全国的GSM通信网，是我国公众移动通信的主要方式2。基于GSM的短
10、信息服务，是依靠移动网络传输短信的无线通信方式，是信息在移动网络上存储和转发的过程。由于基础GSM网络在全球范围内实现了联网互相通信，上述系统不需再设立专用的通信网络，以短信作为媒体的实时数据传输功能可以迅速普及和应用。基于GSM的智能保险箱正是借助GSM网络平台实现信息的传递。本文中所介绍的基于GSM的保险箱弥补了传统保险箱被动性、孤立性等设计弱点，采用了GSM短信发送和红外感应等技术，能够感知保险箱的多种异常状态，并通过GSM系统发送短信使用户远距离感知异常状态的发生，极大的缩短了保险箱发生异常的感知和反应时间，配合本地声光报警装置，真正达到智能防盗的效果，进一步保障了人们的财产安全。1第
11、2章 设计方案第2章 设计方案2.1 设计要求本文设计的基于GSM的智能保险箱需要能够对于外界的入侵进行进行检测，能够检测并判断撬门、破坏箱体、整体移动等几种入侵类型所引起的环境变化。当发生环境异常，判断为外来入侵时能够启动本地声光报警并发送提示报警短信，以达到智能防盗的效果2.2 设计方案介绍整体设计方案模块图如图2.1所示。电源模块门磁开关本地报警模块振动传感器控制芯片加速度传感器GSM短信模块人体红外检测图2.1 整体设计模块图整体设计由控制芯片、传感器、报警模块和电源模块几部分组成。由电源模块给控制芯片、各传感器和各报警模块供电；为了应对针撬门等对保险箱箱门的入侵行为，需要对保险箱箱门
12、的状态进行检测，本设计采用门磁开关来判断保险箱箱门的状态，并向主控芯片进行反馈。为了应对暴力破解的入侵行为，需要对保险箱外壳的状态进行检测，本设计采用振动传感器，当保险箱外壳受到暴力破坏时的强外力时，振动传感器能够感受到这种环境变化，并将入侵信息传送给主控芯片。保险箱一般设置于室内的固定位置，一般不会发生位置移动。在这种前提下，为了应对保险箱整体搬运的入侵行为，采用了加速度传感器对保险箱的运动状态进行检测，能将保险箱的运动状态反应给主控芯片。此外，由于保险箱周围环境可能很复杂，有可能出现非人为因素引起的外力作用或箱体移动，容易触发报警条件而引起误报。为了增加系统了稳定性和准确性，采用了人体红外
13、检测模块，对保险箱周围的人体发出的红外线进行检测，从而感知保险箱周围环境中的人员活动。各传感器检测保险箱的内外环境，并将数据传送给控制芯片；控制芯片接受各传感器发送的信息并判断是否有异常情况发生，根据发生异常情况信息来源的传感器和相关信号设定的报警额限，判断异常情况的类型，发起报警。GSM模块负责发送短信，将保险箱受到入侵的信息告知远程用户。本地报警模块由二极管和蜂鸣器组成，通过声光方式提醒可能的在场人员，达到本地报警效果。3第3章 硬件介绍第3章 硬件介绍3.1 主控制芯片主控制芯片采用STC80C52单片机。STC80C52芯片结合了CHMOS的低功耗特征和HMOS的高密度和高速处理技术，
14、它基于标准的MCS-51单片机体系结构和指令系统，属于STC80C51单片机的增强型版本，集成了时钟输出和自下而上或自上而下计数器等更多的功能。STC80C52内置8位中央处理单元、256字节RAM内部数据存储器、8KROM片内程序存储器、32个双向输入/输出(I/O)口、3个16位定时/计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行通信端口，还有片内时钟振荡电路3。除此之外，STC80C52还可拥有低功耗工作模式，可通过软件来选择空闲或掉电模式。工作在空闲模式下时，单片机会冻结CPU而维持中断系统、RAM定时器和串行口的功能。处于掉电模式下时，单片机会保存RAM数据，停止时钟振荡，并且停止芯片内其
15、它所有功能。STC80C52有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)两种封装形式。STC80C52单片机中有内置ROM，无须外接外存储器和逻辑电路373，使得单片机系统变得更加简练。自己编写的程序只能由芯片厂烧入芯片，且为一次性烧写，即使是厂家也无法再次改变ROM中的程序内容4。主要功能参数有：标准MCS-51内核和指令系统、片内8KROM(可扩充64KB外部存储器)、32个双向I/O口、256x8bit内部RAM(可扩充64kB外部存储器)、3个16位可编程定时/计数器、时钟频率3.5-12/24/33MHz、向上或向下定时计数器、改进型快速编程脉冲算法、6个中断源、5.0V工作电压、全双工串行通信口、自动地址识别等。3.2 门磁开关门磁开关安装在保险箱箱门上，用于检测保险箱箱门的打开和关闭状态，并能将箱门的打开或关闭状态信息传递给防盗系统的控制芯片，主要用于对
