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1、本 科 毕 业 设 计 (论 文)移动家庭远程智能安防监控系统的设计与实现Design and Implementation of a Mobile Home Remote Intelligent Security Monitoring System学 院： 电子工程学院 专业班级： 通信工程 通信112 学生姓名： 学 号： 指导教师： 2015 年 5 月毕业设计（论文）中文摘要移动家庭远程智能安防监控系统的设计与实现摘 要：本文以ARM单片机为核心处理芯片设计了一款基于移动通信网络的远程智能安防监控系统，包括总体方案设计、硬件设计、软件设计以及联调测试4个部分。首先对主控模块、燃气泄露检
2、测模块、防盗检测模块、防火检测模块、家电控制模块、报警模块进行硬件详细设计。其次对主控模块软件和APP模块软件进行了软件开发，自主开发了7000行左右源程序代码，并已通过软硬件联调测试，用户可以通过自主开发的APP模块可以根据需要自由更改系统中接收方手机号码以及近端配置和控制系统。实现了系统到业主手机的远程防盗检测报警、远程燃气泄露报警、远程火灾报警，同时实现了业主手机到系统的远程家电控制、远程家庭无线监控设备控制、远程喷淋控制、远程燃气开关控制等。已制作了印刷电路板，制作出了1套样品，通过了联调测试，测试功能正常，具有极高的市场推广价值。关键词：移动网络；家庭安防；短信远程控制；硬件设计；软
3、件设计 毕业设计（论文）外文摘要Design and Implementation of a Mobile Home Remote Intelligent Security Monitoring SystemAbstract: Based on ARM Cortex-M3 microcontroller core processing chip designed a mobile remote intelligent security monitoring system, which has a household equipment Android APP / SMS remote cont
4、rol and remote home security and other functions. This article describes in detail the design, hardware design, software design and test four part of the overall scheme of the system.System hardware design including control module, gas leak detection module circuit design, intrusion detection module
5、, fire control module, electrical control module, remote communication module and alarm module 7 modules, is now making a physical circuit. System software design includes control module, remote communication module design and debugging drivers for Android APP network programming design and debuggin
6、g of system logic and communication protocol design and writing. Independent design of the entire code Andrews APP client control home appliances and hardware system configuration. At present, this system has been tested by the FBI realized hardware, intrusion detection, remote SMS / WIFI alarm, rem
7、ote smoke detector alarm, SMS / WIFI remote reverse control, remote home device switch, remote home alarm device control, and users can APP Android phones directly configure the hardware system, with a high marketing valueKeywords: GSM network; home security; SCM; SMS control; remote control; Androi
8、d; network programming; 第 2 页 共 46页目 录1 绪论11.1 课题的研究背景与意义11.2 课题的调研11.3 课题的可行性分析21.4 论文各章节简介32 系统总体方案设计42.1 系统设计要求42.2 系统整体设计思路42.3 方案的选型与论证52.4 各模块方案设计83 系统硬件设计133.1 主控系统硬件设计133.2 防盗检测硬件设计183.3 远程烟雾报警检测模块硬件设计203.4 防火控制模块硬件电路设计214 系统软件设计234.1 硬件通信协议234.2软件通信协议244.3 主控模块软件设计254.4安卓APP模块软件设计325 系统联调测试
9、335.1硬件测试335.2 软件测试345.3联调测试346 系统评价40结 论41致 谢42参 考 文 献43附录1：模块硬件电路图44附录2：模块PCB电路图45附录3：系统实物图461 绪论1.1 课题的研究背景与意义随着社会的不断发展，人们生活水平的不断提高，生活的安全性和便利性越来越多的受到人们的关注。文献1指出城市人口的膨胀、外来人口的不断激增以及煤气、家用电器等在使用过程中的不安全因素都成为了家庭安全的潜在威胁，其中给居民生命和财产安全带来威胁最大的为以下两个方面，第一方面是恶意侵害（如入室偷窃、抢劫、凶杀），第二方面是意外事故（如火灾、煤气泄漏）。综合这两方面的需求，个人家庭
10、远程安防系统需求的增长越来越快2。安全是人类社会的永恒话题，在当今社会环境下，安全问题变得十分突出，因而采用高科技手段来实现家庭安全防范是当前保障人身、财产安全的正确选择。随着新技术、新器件的出现，家庭安防系统将会变得更加智能化、自动化，也将为人们提供更加安全可靠的保障。将是我们家庭安的一道坚固的屏障，在这道屏障的保护下，我们的生活将变得更加安全、更加美好。从目前的家庭安防系统来看，它们大多数是机械式或单纯依靠人为控制和操作的安防系统在实际使用中已经暴露出了很多隐患和不足，远远达不到人们对远程智能家庭安防的要求3。文献4指出这些系统大多采用51单片机为核心以有线或无线方式组建局域网来进行数据传
11、输，文献5指出由于51单片机和局域网通信的局限性，使得以51单片机为核心的安防检测系统越来越不能满足人们的要求，在工程施工和日常使用中中暴露出了传感器部署困难、报警信号覆盖面窄、无法远程主动控制的缺点。就目前的技术实现来说，安防系统的处理能力、远程通信等的硬件技术已经成熟。文献6指出随着技术的进步这些问题的解决成本已经降到了非常低的水平，我们利用这些技术开发基于GSM的移动远程智能家庭安防系统来解决目前智能家庭安防系统中的不足，提高家庭远程安防系统的监控能力，利用安卓手机APP使得智能家庭安防系统更加人性化，让远程安防系统能够真正的服务家庭。根据市场调研机构eMarketer发布的市场预测数据
12、显示2014年中国智能手机用户首次超过5亿，2018年将超过7亿。伴随着国务院“互联网+”战略的提出，采用APP交互，基于GSM网络的远程智能家庭安防系统能够有机的结合用户交。 1.2 课题的调研近年来，移动远程智能家庭安防的概念被炒的很热，但距离真正的普及还有很长的一段距离，技术水平也没有出现突破性的进步。对于厂商来说，市场缺乏培育，盲目投资风险较大。对于普通市民来说缺乏家庭安防的相关概念，家庭安防系统还停留在作为公司技术储备的研发阶段，虽然目前市场已经有很多智能家庭安防产品，但考虑到售价，智能远程家庭安防系统依旧很难走进寻常百姓的家中。从开发公司的角度来说，由于终端设备接口种类繁多，缺乏统
13、一标准，开发者只能针对一个特定的标准进行开发，往往会造成硬件设备的不兼容，在更换标准后整套产品都得重新编写代码，开发工作繁琐、工作量大，同时为了和其他系统的兼容，不同的厂家的模块需要通过转换器进行通信，增加了系统的复杂度和开发成本。目前，国内的开发企业大多作为模块生产商参与到远程智能家庭安防系统中，通过提供单一功能的模块来实现简单的功能，如热释红外报警器和窗帘控制器等。这些模块仅仅是被生硬的安装到家庭设备中实现固定功能，无法与家庭环境有机的融合，人机交互仅仅通过报警或者是传感器动作来实现，交互生硬。缺少系统集成商，将单一的模块整合成为一个系统，让模块作为系统的信息触角来完成信息采集，通过将系统
14、有机的整合到家庭环境中，使模块工作的更加智能化、高效化。通过系统集成商的系统集成，远程智能安防系统应运而生，利用系统的开发来推动整个行业的迅速发展。此外，家庭个性化需求得不到满足，定制系统成本过高，普通家庭完全无法承受，无法按照自己的家庭实际构建系统。但是标准可扩展的家庭安防系统解决了这个难题，通过挂载不同模块完成不同任务，从而达到系统的任意扩展。文献74G的出现正在掀起一场智能硬件的革命，智能远程安防系统作为智能硬件不可或缺的部分也将迎来巨大的机遇，国内的一些智能手机企业也开始了同硬件企业的合作，例如京东的JD+，小米的小米盒子等。文献8指出由于国内的巨大市场，国外厂商也开始了加快了入华的节
15、奏，在2009年9月，著名企业霍尼韦尔向业内推出HRIS-1000系列智能家居系统，该系统以安防为中心，整合和地暖等温度控制等功能。目前虽然还未普及开来，但是远程智能家庭安防系统的概念在近几年一定会深入人心，家庭安防产品必定会受到用户泛关注。1.3 课题的可行性分析本课题研究如何通过远程通信系统来实现家庭远程智能安防监控，就以下几个方面说明本课题的可行性。（1）从技术上来说：手机可以通过内部的GSM模块同基站完成通信，手机也可以通过WIFI模块接入网络、电脑通过电平转换模块后通过串口同GSM模块通信完成短信收发、电脑也可以通过串口使用WIFI模块接入网络。STM32微控制器同样拥有串口，只需要通过电平转换后就能同GSM模块和WIFI模块通信。从理论上分析，STM32微控制器同样可以通过AT指令来完成对GSM模块/WIFI模块的驱动。只要STM32微控制器能够完成短信收发、WIFI数据收发就能根据手机短信或者WIFI数据来完成相应信息的获取和远程操作。（2）从市场上来说：就目前的市场而言，还没
