家庭智能防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、第23卷 第3期2009年5月湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)Journal of Hunan University of TechnologyVol.23 No.3May2009家庭智能防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)張橙（湖南工業(yè)大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院，湖南株洲412008）摘要：介紹了無(wú)線通訊模塊的結(jié)構(gòu)及功能，分析了單片機(jī)控制模塊進(jìn)行短信息發(fā)送的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)，并給出了短消息收發(fā)模塊在家庭智能防盜報(bào)警系統(tǒng)中的具體應(yīng)用。關(guān)鍵詞：；單片機(jī)；網(wǎng)絡(luò)；家庭防盜報(bào)警中圖分類(lèi)號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)志碼：文章編號(hào)：（）Design of Home Intelligent Burglar Alarm SystemZhang Cheng（Colle

2、ge of Electric and Information Engineering, Hunan University of Technology，Zhuzhou Hunan 412008，China）Abstract：Introduces the structure and functions of TC35 wireless communication module, analyses the microcontroller'ssoftware and hardware implementation on how to control TC35 module transferri

3、ng text message and puts forward the specificapplication of TC35 short message transceiver module in home smart anti-theft alarm system.Keywords：TC35；microcontroller；GSM net；home burglar alarm隨著智能化家居概念的不斷推廣及電子信息產(chǎn)業(yè)快速向生活領(lǐng)域滲透，實(shí)現(xiàn)家居信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化已成為家居系統(tǒng)發(fā)展的新趨勢(shì)。家庭智能防盜報(bào)警系統(tǒng)可對(duì)家居的安全環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，如防火、防盜等，一旦有安全事故發(fā)生，就會(huì)發(fā)出

4、相應(yīng)的報(bào)警信息，使得戶(hù)主及時(shí)對(duì)所發(fā)生的事故進(jìn)行緊急處理。系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)家庭智能防盜報(bào)警系統(tǒng)采用現(xiàn)有電話網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合射頻無(wú)線通信技術(shù)和單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，具有經(jīng)濟(jì)、組網(wǎng)靈活、并無(wú)需為傳感器布線等優(yōu)點(diǎn)。本系統(tǒng)由西門(mén)子公司生產(chǎn)的第三代GSM雙頻模塊TC35、ATMEL公司生產(chǎn)的AT89S52單片機(jī)、電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232、紅外發(fā)射和接收模塊等構(gòu)成，利用現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)的傳輸網(wǎng)絡(luò)，單片機(jī)通過(guò)RS232串口通信來(lái)控制TC35模塊進(jìn)行短信息收發(fā)，通過(guò)40引腳的ZIF（zero insertion force，零阻力插座）連接器，實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)的雙向傳輸1。其整體方框圖如圖1。收稿日期：20090226作

5、者簡(jiǎn)介：張橙（1982），女，黑龍江哈爾濱人，湖南工業(yè)大學(xué)教師，主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)技術(shù)，E-mail：17690674圖系統(tǒng)整體框圖系統(tǒng)的基本構(gòu)成模塊簡(jiǎn)介短信息收發(fā)模塊TC35是SIEMENS公司推出的新一代無(wú)線通信模塊，可快速、安全地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和語(yǔ)音傳輸、短消息服98湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)2009年務(wù)和傳真2；模塊的工作電壓為3.35.5V，可在900MHz和1800MHz 2個(gè)頻段工作，所在頻段功耗分別為2W和1W；TC35模塊主要由GSM基帶處理器、GSM射頻模塊、供電模塊、閃存、ZIF連接器、天線接口6部分組成。作為T(mén)C35的核心，基帶處理器主要處理GSM終端內(nèi)的語(yǔ)音信號(hào)、數(shù)據(jù)信號(hào)，并涵蓋了

6、蜂窩射頻設(shè)備中所有的模擬和數(shù)字功能，在不需要額外增加硬件電路的前提下，可支持FR、HR和EFR語(yǔ)音信道編碼3。電平轉(zhuǎn)換芯片電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232是德州儀器公司推出的1款兼容RS232標(biāo)準(zhǔn)的芯片，該器件包含2個(gè)驅(qū)動(dòng)器、2個(gè)接收器和1個(gè)電壓發(fā)生器，電路提供TIA/EIA232F電平。紅外線遙控系統(tǒng)紅外線遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收2大部分組成，應(yīng)用編/解碼專(zhuān)用集成電路芯片來(lái)進(jìn)行控制操作。發(fā)射部分包括鍵盤(pán)矩陣、編碼調(diào)制、LED紅外發(fā)送器；接收部分包括光/電轉(zhuǎn)換放大器，解調(diào)、解碼電路4。紅外線遙控SAA3010編碼芯片由PHILIPS公司生產(chǎn)，支持8種系統(tǒng)，512種編碼；其碼型的一幀數(shù)據(jù)由以下幾部分組成：1

7、）起始碼部分1.5位（2個(gè)邏輯1”）；2）控制碼部分1位；3）系統(tǒng)碼部分5位：00000；4）指令碼部分6位，在連續(xù)發(fā)波形時(shí)，重復(fù)碼波形與第一次發(fā)射的波形相同，控制碼位在前后2次按鍵中交替改變。接收器及其解碼電路的主要功能包括放大、選頻、解調(diào)幾部分，要求輸入信號(hào)是已被調(diào)制的信號(hào)，經(jīng)過(guò)接收放大和解調(diào)后在輸出端直接輸出原始信號(hào)，從而使電路達(dá)到最簡(jiǎn)化。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)檢測(cè)程序設(shè)計(jì)家庭智能防盜報(bào)警系統(tǒng)檢測(cè)使用WINDOWS自帶的此處設(shè)置波特率為9600Hz，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無(wú)奇偶校驗(yàn)。該系統(tǒng)以微控制器AT89S52單片機(jī)為監(jiān)控模塊，系統(tǒng)工作流程如圖2所示。圖系統(tǒng)檢測(cè)流程圖發(fā)送“”指令當(dāng)單片機(jī)檢

8、測(cè)到有外部中斷時(shí)，向用戶(hù)發(fā)送報(bào)警短信息，這里每次發(fā)送和接收的指令需要有一定規(guī)格，即短信內(nèi)容必須符合時(shí)限規(guī)定的協(xié)議，使得收發(fā)雙方可解釋該指令，并處理指令提示的內(nèi)容5。TC35模塊一般提供2種短信收發(fā)模式：TEXT和PDU（protocol data unit）模式。PDU模式可采用UNICODE編碼發(fā)送英文、漢字，但合成PDU碼比較復(fù)雜，而TEXT模式只能發(fā)送英文，但無(wú)需編碼6，本程序采用TEXT模式。短消息發(fā)送流程如圖3所示。圖短消息發(fā)送流程圖當(dāng)模塊與電腦通信成功時(shí)，“超級(jí)終端”界面會(huì)顯示“SYSSTART”字樣，然后輸入“AT”回車(chē)，可以看到返回信息：“OK”。設(shè)置短信模式短消息設(shè)置命令：A

9、T+CMGF=1回車(chē)，從終端畫(huà)面看到返回“OK”，則說(shuō)明修改成功7。設(shè)置短信息的程序編寫(xiě)：send_str("AT+CMGF=1"); /短信格式為T(mén)EXTsend_str("x0d"); /x0d 回車(chē)send_str("x0a"); /x0a 換行delay_1ms(10);send_str("AT+CMGS=");send_char('"');send_str("137xxxxxxxx");send_char('"'); /上面四句是短信

10、發(fā)送的目標(biāo)號(hào)碼send_str("x0d"); /x0d 回車(chē)send_str("x0a"); /x0a 換行delay_1ms(10);send_str("alarmrn"); /文字內(nèi)容，必須是英文send_str("x1a") ; / x1a ctrl-zdelay_1ms(10);send_str("x0d"); /x0d 回車(chē)send_str("x0a"); /x0a 換行delay_1ms(10);delay_1ms(10);alarm_flag=0;“超級(jí)終端”

11、軟件，為能實(shí)現(xiàn)電腦與模塊的直接通信，第3期張橙家庭智能防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)99系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)打電話功能的實(shí)現(xiàn)設(shè)置命令為：ATD137xxxxxxxx；回車(chē)（后面11位為證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，系統(tǒng)采用的功能模塊性?xún)r(jià)比高，成本較低，可用于大面積推廣。3）該系統(tǒng)采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，從而使整個(gè)系統(tǒng)的功能更加完善、靈活、可調(diào)。4）該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、操作簡(jiǎn)單，可適用于各種類(lèi)型的住宅和人群。同時(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還存在不足之處，有一些需要改進(jìn)和進(jìn)一步完善的地方，如：沒(méi)有進(jìn)行系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)，可結(jié)合GPS精確地確定移動(dòng)系統(tǒng)的位置和去向。參考文獻(xiàn)：1丁元杰. 單片微機(jī)原理及應(yīng)用M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版電話號(hào)

12、碼），此處注意電話號(hào)碼后面一定要加分號(hào)，然后才按回車(chē)鍵，在電腦上顯示如圖4。社，2001：5669.Ding Yuanjie. Microcontrollers Principle and Application圖命令操作示意圖2M. Beijing：China Machine Press，2001：5669.鄭凌燕，葛萬(wàn)成. 基于GSM短信的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.短信息發(fā)送功能的實(shí)現(xiàn)短信息的發(fā)送分為2步：1）發(fā)送接收的手機(jī)號(hào)碼，等待應(yīng)答：“>”AT+CMGS="137xxxxxxxx"回車(chē)（此號(hào)碼為目的地址）TC35回應(yīng)：AT+CMGS=“137xxxxxxxx” &

13、gt;2）輸入短信息的內(nèi)容（只能是英文）：alarm以ctrl+z的組合鍵結(jié)束，短信息就可以成功發(fā)送出微型電腦應(yīng)用，2006，10(5)：3638.Zheng Lingyan，Ge Wancheng. Remote Control System Basedon GSM Short MessageJ. Microcomputer Applications，2006，10(5)：3638.3王書(shū)偉，張茜萍. 基于AT89S52與TC35i實(shí)現(xiàn)的短信息處理系統(tǒng)J. 信息技術(shù)與信息化，2007，6(3)：3134.Wang Shuwei，Zhang Xipin. Implement for SMS(S

14、hortMessage Service) Processing System Based on AT89S52 andTC35iJ. Information Technology and Informatization，2007，6(3)：3134.4朱純益，路建華. 單片機(jī)用作通用紅外遙控接收器的設(shè)計(jì)J. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2002，7(8)：2425.去了，手機(jī)收到的正是TC35模塊發(fā)送出來(lái)的內(nèi)容：alarm，短信息發(fā)送過(guò)程顯示如圖5。Zhu Chunyi，Lu Jianhua. Design of Microcontroller Used asUniversal Infrared

15、Remote Control ReceiverJ.Micro-5controller and Embedded Systems，2002，7(8)：2425.劉濤，張春業(yè)，韓旭東，等. 基于手機(jī)模塊TC35的單片機(jī)短消息收發(fā)系統(tǒng)J. 電子技術(shù)，2003，8(4)：1416. Liu Tao，Zhang Chunye，Han Xudong，et al. Short MessageSystem of Microcontroller Based on Phone Module TC35 J.Electronic Technology，2003，8(4)：1416.6孫磊，陳新. 基子TC35模塊的數(shù)據(jù)通信的實(shí)現(xiàn)及其應(yīng)用J. 中國(guó)數(shù)據(jù)通信，2005，12(5)：1721.圖短消息發(fā)送示意圖Sun Lei，Chen Xin. Realization of Data Communications andIts Applications Based on TC35 ModuleJ. China Data7Communication，2005，12(5)：1721.馬忠梅，籍順心，張凱，等. 單片機(jī)的C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)結(jié)論通過(guò)對(duì)家庭智能防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，可計(jì)M. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，