智能远程安防报警系统设计(共56页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上摘 要随着社会经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高,人们对居住环境的安全性、智能性等方面也提出了更高的要求，智能远程安防报警系统也应运而生，因而大大提高了用户的安全程度，有效保证了居民的人身财产安全。本文设计了一种智能远程安防报警系统，该系统是以AT89C51单片机作为中央处理器，采用被动式热释电红外线探测器，检测人或某些动物发射的红外线并转化成电信号输出报警，同时还采用烟雾探测器QM-N10，可用于检测火情，当探测器检测到警情信号时通过GPRS给用户发送相应的警情短信，同时系统还具有语音报警、记录和显示报警记录信息等功能。软件采用C语言编写，模块化程序设计；主要包括主程序、显示程序、实时时钟程序和GPRS短信程序等模块。因此该系统可以广泛的应用于仓库、小型商店、无人值守的岗位以及家庭防盗。本文设计的智能远程安防报警系统具有安装简单、使用方便、体积小、经济实惠、工作稳定、误报率低等特点。关键词：报警系统；红外线；AT89C51；GPRSAbstract With great improvement of the standard of people's living, as well as the rapid development and abroad application of microelectronics, the residential Security to people is been more and more important. The security keeping away System of smarthome is emerged as the times required. This paper designs a kind of Intelligent Long Security Alarm System, that system mainly consists of the host that takes AT89C51 Single Chip Microcomputer as the core chip, this system is the use of passive pyroelectric infrared detector. The detector can detect invader who holds up the infrared beam that come from emitter of infrared, Also used smoke detectors QM-N10 can be used to detect fire, send the appropriate police intelligence SMS via GPRS to the user when the probe detects the signal of the police intelligence system also has a voice alarm, record and display the alarm log information and other function. The software is written in assemble language, is designed according to modularization, mostly include the main procedure, display procedure，record sound procedure and voice alarm program, GPRS SMS procedures and modules. So that system can be extensively applied in warehouse, small scaled store, void post and families that guard against theft. This design of the Intelligent Teledata Security Alarm System has these characteristics: easy to install,convenient to use, inexpensive, small, steady-going,and low misinformation rate etc.Key words：alarm system；infrared；AT89C51；GPRS目 录专心-专注-专业第1章 绪 论1.1 课题研究的背景及意义随着计算机的普及和信息技术的迅猛发展，人们已经不满足于传统的居住环境，对家庭及住宅小区提出了更高的要求，智能化被引入到家庭和住宅小区当中，并迅速在世界各地发展起来。另外，经济的高速发展也带来了相当大的负面社会效应，流动人口迅速增加，盗窃抢劫等刑事案件以及家庭中大量使用的电器所带来的安全隐患使我们越来越需要一种智能型的家庭安全防范系统，能够及时发现险情并告知户主，以便将各种险情消灭在萌芽状态。因此，智能远程安防报警系统的作用是非常巨大的。 经过多年的发展，智能远程安防报警系统越来越成熟，功能越来越完善，安防报警系统已成为家居智能化重要组成部分。因此必须建立一个稳定、可靠、易操作的安防报警系统。稳定、可靠是指有警必报，无警不会误报。易操作是指家庭成员可以对一些防盗点进行方便的撤布防操作。要达到稳定、可靠必须做好硬件和软件设计，要达到易操作必须在设计观念上有所突破。因此，研发一种低价位，运行可靠的智能远程安防报警系统具有很强的现实意义和广泛的应用前景。1.2 安防报警系统的现状报警设备对于保护人们的生命和财产安全至关重要。目前防盗报警产品在我国的普及率只有20，与欧美等发达国家高达70的普及率相比，我国防盗报警产品市场的发展才刚刚起步，尤其在家庭安防报警系统方面的认可度和普及率更低。随着人们安全防范意识的提高，会有更多的人选用家庭安防报警产品，可以预见家庭安防报警系统将会有非常广阔的发展空间。现有的家庭安防报警系统按使用场所可以分为联网型和单户型两大类。联网型家庭安防报警系统由多个小型报警系统经过联网组成社区型的安防报警中心，报警中心一般使用报警接收机、计算机系统和打印机设备等。当报警事件发生时，报警点的数据显示在电子地图的相应位置，同时计算机系统可以调出报警点的配置和现场各种数据资料，供警情处理人员快速判断和处理。联网型家庭安防报警系统主要应用于新建小区，而且需要用户普遍接受该系统。单户型家庭安防报警系统是以家庭单户为独立单位的报警系统。该报警系统以家庭报警主机为核心，连接多种探测器，当出现警情时，即以有线或无线方式向主人、物管中心等报警。单户型家庭安防报警系统适用于整个小区在安防报警方面没有达成统一意见的情况下，对于希望安装安防报警系统的用户,就可以采用单户型设备；另一方面，老的小区改造会存在很多的问题，单户型较联网型具有很大的优越性，也容易被接受，因此单户型安防报警系统具有相当大的市场份额。随着现代电子技术、计算机技术、通信技术、传感技术和制造业技术等的迅速发展，有关家庭安防报警方面的产品也愈来愈丰富。近年来国内外已有博世、霍尼韦尔、艾礼富科立信、联腾、宏泰等多家品牌公司开发研制出了一系列的家庭安防报警产品，它们可以通过有线或无线的方式完成一些报警和求助等功能，并且进行了比较成功的应用。例如,上海联腾公司的报警主机LT-B2102ZXl具有电话语音远程报警功能，包括支持通过公用电话网或GPRS(手机网络)远程报警、支持连续拨打5组预置的电话号码并进行语音报警；可通过本地电话机进行报警电话号码的预置；还具有电话远程控制功能，即通过公用电话网或GPRS(手机网络)远程控制。例如,可通过电话对报警主机进行远程布防(根据提示输入密码)，打开强光灯，打开警笛报警以及对报警信号进行远程警情确认等。1.3 本文的主要工作本文主要致力于寻找一种智能远程安防报警系统，根据现在家用报警器的优缺点和通信的发展现状，在前人研究的基础上创新的将红外技术和GPRS模块加入报警器之中。考虑到不同家庭有不同的需要，在设计产品时采用模块化设计的方法，在控制器上留有接口，用户可以根据自己不同的需要购买模块组成满足的报警。 本文主要做了以下方面的工作： (1)根据系统功能要求并且考虑产品的性价比，进行系统的整体方案设计。该方案将GPRS模块加入系统之中，并采用模块化设计方法，以方便系统的调试和用户的使用。 (2)系统硬件设计。主要包括中央处理器设计、GPRS电路设计、红外传感器电路设计、烟雾传感器电路设计、显示电路设计、语音报警电路设计、实时时钟电路和电源电路设计。(3)系统软件设计。主要考虑GPRS芯片的程序设计、实时时钟程序和显示警情记录的程序设计。 第2章 整体方案设计2.1 系统的设计要求与技术指标本次毕业设计所研制系统的设计要求及技术指标：（1)交、直流两种供电方式，220V AC /12V DC；低功耗电路设计。（2)系统具备红外监测盗情及烟雾检测功能；安防监测准确、高稳定性、 长寿命、警情排除自动复位。（3)盗情检测装置采用被动式热释电传感器，火情的检测采用烟雾传感器。（4）报警拨号及短信数据采用GSM移动网络，采用GPRS模块，报警电话号可设置一个或多个。可升级实现多点监测。（5）烟雾的报警浓度：0.1 0.5%。 （6）系统具有自检功能和良好的人机对话功能。2.2 报警器的功能要求根据所研制系统的要求和技术指标，在分析整个系统的组成的基础上，采用了AT89C51单片机为系统的控制核心，主要实现两个基本功能，一是警情的实时采集并进行数据处理功能，二是通过GPRS进行远程报警功能。实现第一个功能需要四个模块，其中最主要的模块是对各点盗情的实时采集，在这个模块里需要一个BISS0001红外线处理芯片以满足系统的准确性，并将传感器前端采集到的红外线信号送入控制核心进行数据的处理；模块二是检测有害气体传感器；模块三就是这些采集到的警情信号在微控制器比较处理后进行语音报警；最后一个模块是通过LCD直观、实时的显示警情时间。实现第二个功能时需要两个模块，模块一是利用TC35i串行通信接口与AT89C51单片机进行远程多通道通信，实现集散式管理体系；模块二则是通过SIM卡与TC35i相连，这样用户可以通过短信远程接收到报警信息。2.3 系统组成框图根据系统功能的要求和系统构成的需要，其总体设计方案如图2.1所示。系统硬件组成分为以下八部分：以单片机作为中央处理器、红外线检测电路、烟雾检测电路、GPRS短信电路、语音报警电路、电源电路、实时时钟和显示电路。 电源 电路语音报警电路 AT89C51 红外检 测电路SIM 卡GPRS 短信 电路 烟雾检 测电路 显 示 电 路 实时时 钟电路 图2.1 系统组成框图实现此功能总体思路如下：通过各种前端探测器安装在用户要防范的部位，一旦有人非法入室、室内起火等情况发生时，与之相对应的报警探测器将相应的报警信号传送给AT89C51单片机，通过GPRS短信电路自动向用户发送相应警情短信。同时，启动语音电路，播放相应警情的语音提示音。实时时钟芯片记录时间，液晶显示时间和警情的汉语拼音。 第3章 系统硬件电路的设计本章详细介绍硬件电路的设计。硬件电路包括八部分：以单片机作为中央处理器、红外线检测电路、烟雾检测电路、GPRS短信电路、语音报警电路、电源电路、实时时钟和显示电路。详细阐明芯片的选择比较，所选用芯片内部组成、功能特点、外围电路及其接口电路，并设计出具体的硬件电路。3.1中央处理电路AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大AT89C51单片机可提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。本文选用了ATMEL 公司生产的8位单片机AT89C51，构成系统的主机。3.1.1中央处理电路核心芯片中央处理电路是以AT89C51为核心芯片，AT89C51是ATMEL公司采用CMOS工艺生产的低功耗、高性能8位单片机，与MCS-51单片机兼容，其功能特点为：（1）与MCS-51产品指令系统完全兼容（2）4k字节可重擦写Flash闪速存储器（3）1000次擦写周期（4）全静态操作：0Hz24MHz（5）三级加密程序存储器（6）128×8字节内部RAM（7）32个可编程IO口线（8）2个16位定时计数器（9）6个中断源（10）可编程串行UART通道（11）低功耗空闲和掉电模式AT89C51 单片机片内各功能部件简介：1. CPU（微处理器）：89C51单片机中有一个8位的CPU，与通用的CPU基本相同，同样包括了运算器和控制器两大部分，只是增加了面向控制的位处理功能。2. 数据存储器（RAM）：片内为128B，片外最多可外扩64KB。片内128B的RAM以高速RAM的形式集成在单片机内，可以加快单片机运行的速度，降低功耗。3. 程序存储器（Flash ROM）：它用来存储程序。89C51片内集成有4KB的Flash存储器，如果片内程序存储容量不够，片外最多可外扩程序存储器至64KB。4.中断系统：具有5个中断源，2级中断优先权。5.定时器/计数器：片内有2个16位定时器/计数器，具有4种工作方式。6.串行口：1个全双工的串行口，具有4种工作方式。可进行串行通信，扩展并行I/O口，7.P1口、P2口、P3口、P0口：它们是4个8位并行I/O口。8.特殊功能寄存器（SFR)：共有21个特殊功能寄存器，用于CPU对片内功能部件进行管理、控制和监视。特殊功能寄存器实际上是片内各个功能部件的控制寄存器和状态寄存器，这些特殊功能寄存器映射在片内RAM区80HFFH的地址区间内。3.1.2单片机的时钟电路时钟电路是计算机的心脏，它控制着计算机的工作节奏。AT89C51内部都有一个反相放大器，XTAL1，XTAL2分别是反相放大器输入和输出端，外接定时反馈元件就组成振荡器产生时钟送至单片机内部的各个部件。如图3.1所示。片内电路与片外器件构成一个时钟发生电路，CPU的所有操作均在时钟脉冲同步下进行。片内振荡器的振荡频率fosc非常接近晶振频率，一般多在1.2MHz12MHz之间选取，这次毕设用的时钟频率是12MHz。图3.1中C20、C21是反馈电容，其值可选择30pF。作用有两个：其一是使振荡器起振，其二是对振荡器的频率f起微调作用(C20，C21大，f变小)。3.1.3单片机的复位电路系统在启动运行时都要复位，使中央处理器和系统中的其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这状态开始工作。采用上电复位方式，在RST复位端接一个电阻R20至VCC和一个电容C22至GND(地)，就能实现上电自动复位。在上电的瞬间，电容通过电阻充电，就在复位端出现一定时间的高电平。只要保持RST引脚为高电平时间足够长，就可使CPU复位。所需高电平时间的长短与VCC上升时间和振荡器起振时间有关。10MHz时，约lms；1MHz时，约l0ms。若VCC上升时间小于20ms，那么从上电时间算起，只要保持RST引脚在高电平停留时间不小于20ms即可。图3.1中R20=5K，C22=1F，若频率为12MHz，可以保证可靠的上电复位。如果频率降低，可以适当加大电容C22。 图3.1 单片机最小系统连接电路3.2 GPRS 通信模块设计本系统的通信模块采用西门子公司推出的无线通信GPRS模块TC35i，它可以快速可靠地实现系统方案中的数据、语音传输、短消息服务(Short MessageService)和传真。模块的工作电压为3348V，可以工作在900MHz和1800MHz两个频段，所在频段功耗分别为2W(900M)和lW(1800M)。该模块包括了前期版本TC35的所有功能，同时新增加了快速的GPRS技术，采用GPRS分时复用的CLASS 8标准，具有始终在线的功能且理论上传输速率可高达171.2kbs，通信传输延时较小，最长不超过3s。模块具有AT命令集接口，支持文本和PDU模式1411的短消息、第三组的二类传真、以及2.4K，4.8K，9.6K的非透明模式。此外，该模块还具有电话簿、多方通话、漫游检测功能，常用工作模式有省电模式、IDLE、TALK等模式。通过独特的ZIF连接器，实现电源连接、指令、数据、语音信号、及控制信号的双向传输。通过ZIF连接器及50 Q天线连接器，可分别连接SIM卡支架和天线。3.2.1 GPRS 概念GPRS 的英文全称为General Packet Radio Service，中文含义为通用分组无线服务，它是利用“包交换”(Packet-Switched)的概念发展出的一套无线传输方式。所谓包交换就是将数据封装成许多独立的封包，再将这些封包一个一个传送出去，形式上有点类似寄包裹，采用包交换的好处是只有在有数据需要传送时才会占用频宽。而且可以以传输的数据量计价，这对用户来说是比较合理的计费方式，因为像Internet 这类的数据传输大多数时间频宽是间置的。此外，在GSM phase 2+的标准里，GPRS 可以提供四种不同的编码方式，这些编码方式也分别提供不同的错误保护(Error Protection)能力。利用四种不同的编码方式每个时间可提供的传输速率为CS-1(9.05K)、CS-2(13.4K)、CS-3(15.6K)及CS-4(21.4K)，其中CS-1 的保护最为严密，CS-4 则是完全未加任何保护。每个用户最多可同时使用8 个时隙，所以GPRS 号称最高传输速率为171.2K。GPRS 是一种新的GSM 数据业务，它在移动用户和数据网络之间提供一种连接，给移动用户提供高速无线IP 和X.25 分组数据接入服务。GPRS 采用分组交换技术，它可以让多个用户共享某些固定的信道资源。GSM 空中接口的信道资源既可以被话音占用，也可以被GPRS 数据业务占用。当然在信道充足的条件下，可以把一些信道定义为GPRS 专用信道。3.2.2 GPRS 系统的优点 作为移动数据业务最主要的承载方式，与其他无线通讯方式相比，GPRS 业务具有实时传输、运营费用低、网络覆盖范围广等优点。因此，基于GPRS 数据传输业务在多种行业中得到了广泛应用，如用于监控、金融、车载定位等。作为2.5G 网络，GPRS 技术是GSM 网络由2G 向3G 平滑过渡的必由之路。与2G相比较，其具有以下技术优势：(1) 资源利用率高GPRS 引入了分组交换的传输模式，使得原来采用电路交换模式的GSM 传输数据方式发生了根本性变化，这在无线资源稀缺的情况下显得尤为重要。按电路交换模式来说，在整个连接期内，用户无论是否传送数据都将独自占有无线信道。而对于分组交换模式，用户只有在发送或接收数据期间才占用资源，这意味着多个用户可高效率地共享同一无线信道，从而提高了资源利用率。(2) 实时传输GPRS 理论上可提供最高值为171.2kbit/s 的传输速率，这意味着GPRS 用户能和ISDN 用户一样快速地上网浏览，同时也使一些对传输速率敏感的移动多媒体应用成为可能。(3) 运营费用低GPRS 用户的计费以通信的数据量为主要依据，体现了“得到多少、支付多少”的原则。通常，传输1K 字节的数据需0.010.03 元，相对于短消息(SMS)、拨号上网等方式而言，采用GPRS 方式能够有效降低运营费用。(4) 支持IP 协议和X.25 协议GPRS 支持因特网上应用最广泛的IP 协议和X.25 协议。而且由于GSM 网络覆盖面广，使得GPRS 能提供Internet 和其它分组网络的全球性无线接入。3.2.3 TC35i 通信模块简介TC35i有40个引脚，通过一个ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插座连接器引出。这40个引脚可以划分为5类，即电源、数据输入/输出、SIM卡、音频接口和控制。第1-14脚为电源部分：1-5为电源电压输入端Vbatt+（接+3.3V直流电源），6-10为电源地GND，11、12为充电引脚，13为对外输出电压(供外电路使用)，14为ACCU-TEMP接负温度系数的热敏电阻；24-29为SIM卡引脚部分：分别为CCIN、 CCRST、CCIO、CCCLK、CCVCC和CCGND；33-40为语音接口，用来接电话手柄；15、30、31和32脚为控制部分，15为点火线IGT(Ignition)，当TC35i通电后必须给IGT一个大于100ms低电平，模块才启动；30为RTC backup，31为Power down，32为SYNC。16-23为数据输入/输出，分别为DSR0、RING0、RxD0、TxD0、CTS0、RTS0、DTR0和DCD0（此设计中我们只用到了RxD0、TxD0进行数据的串口传输）。TC35i的SYNC引脚有两种工作模式，可用AT命令AT SYNC进行切换。一种是指示发射状态时的功率增长情况，另一种是指示TC35i的工作状态。此设计中本模块使用的是后一种功能，当LED熄灭时,表明TC35i处于关闭或睡眠状态；当LED为600ms亮/600ms熄时，表明SIM卡没有插入或TC35正在进行网络登录；当LED为75ms亮/3s熄时，表明TC35已登录进网络，处于持机状态。a. AT命令简介TC35i的数据输入/输出接口实际上是一个串行异步收发器，符合ITU-T RS232接口标准。它有固定的参数：8位数据位和1位停止位，无校验位，波特率在300bps-115kbps之间可选，硬件握手信号用RTS0/CTS0，软件流量控制用XON/XOFF，CMOS电平，支持标准的AT命令集。下面对此设计中所用到的AT命令及通信协议做简要介绍。GSM引擎模块提供的命令接口符合GSM07.05和GSM07.07规范。GSM07.07中定义的AT Command接口，提供了一种移动平台与数据终端设备之间的通用接口；GSM07.05对短消息作了详细的规定。在短消息模块收到网络发来的短消息时，能够通过串口发送指示消息，数据终端设备可以向GSM模块发送各种命令。GSM AT指令集是由诺基亚、爱立信、摩托罗拉和HP等厂家共同为GSM系统研制的，其中包含了对SMS(Short Message Service)的控制。下面介绍本设计所用到得几个AT指令。 （1）AT <CR> 检测Module与串口是否连通，能否接收AT命令，如果返回OK 则与串口通信正常；其中<CR>是回车符。 （2）AT+CSQ<CR>检查网络信号强度和SIM卡情况，命令返回：+CSQ：*，#。其中*应在10到31之间，数值越大表明信号质量越好；#应为1到99之间。否则应检查天线或SIM卡是否正确安装。 （3）AT+CGMR <CR>查询模块版本，如返回R4A，表示模块版本号为R4。 （4）AT+IPR=19200<CR>修改串口1波特率。串口波特率修改为19200后要把串口调试工具的波特率设为相应波特率后模块才会有返回。（默认值为9600） （5）AT+CSCA=”+00” <CR>设置短消息中心号码。短信中心号码为“+00”，是西安移动公司的短信中心号码。现在运营商出售的SIM卡一般都已设置短消息中心号码，可不必再设置。 （6）AT+CMGF=? <CR>显示本命令支持的参数；返回+CMGF：(0，1)；表示此模块支持两种格式，1-TEXT模式，0-PDU模式。本设计选用PDU模式，可对其发送AT+CMGF=0命令进行设置，该模式支持中文短信的收发。 （7）AT+CMGS=数据内容的字节数<CR>发送短消息；发送短消息时，现将此命令发送，等待返回“>”,然后将预先编好的PDU串输入，若发送成功，则返回“OK”，并显示 +CMGS：信息号，若失败，则返回+CMS ERROR。b. PDU码规则目前，发送短消息常用Text和PDU(Protocol Data Unit，协议数据单元)模式，以前的Block模式现在已基本不用。使用Text模式收发短信代码简单，实现起来十分容易，但最大的缺点是不能收发中文短信；而PDU模式不仅支持中文短信，也能发送英文短信。PDU模式收发短信可以使用3种编码：7-bit、8-bit和UCS2编码。7-bit编码用于发送普通的ASCII字符，8-bit编码通常用于发送数据消息，UCS2编码用于发送Unicode字符。一般的PDU编码由A B C D E F G H I J K L M十三项组成。A：短信息中心地址长度，2位十六进制数(1字节)；B：短信息中心号码类型，2位十六进制数；C：短信息中心号码，B+C的长度将由A中的数据决定；D：文件头字节，2位十六进制数； E：信息类型，2位十六进制数；F：被叫号码长度，2位十六进制数；G：被叫号码类型，2位十六进制数，取值同B；H：被叫号码，长度由F中的数据决定；I：协议标识，2位十六进制数；J：数据编码方案，2位十六进制数；K：有效期，2位十六进制数；L：用户数据长度，2位十六进制数；M：用户数据，其长度由L中的数据决定，J中设定采用UCS2编码，这里是中英文的Unicode字符。例如：发送手机短信“朱一和王古宣在打球。”至“+90”，则输入指令：AT+CMGS=035（用户数据长度），等待返回字符“>”后输入数据00005FD598F314E00548C738B53E45BA<0x1A>。表3.1 数据分析分段含义08 91 68 31 08 10 00 05 F008 短信中心号码长度为8，91 SMSC类型为号码前加“+”号，短信服务中心号码50做了移位处理11无数据报头，无状态报告，相对有效期，服务中心不拒绝重复信息，SMS SUBMIT类型00短信参考号0D 91 68 31 18 01 75 98 F00D 表示被叫号码位数为13 "90"，91 表示号码类型为国际标准，后面为被叫号码，做了移位处理00点到点方式，由服务中心确定通信设备类型08UCS2 编码00有效期为5 分钟14信息长度0x14（20 个字节）67 31 4E 00 54 8C 73 8B 53 E45B A3 57 28 62 53 74 03 30 02编码后的用户数据0x1A结束符3.2.4 TC35i与SIM卡电路连接设计TC35i的1-5号引脚与+4.2V电源连接，6-10号引脚接地，电源与地之间接电容稳压；11、12号可作为充电模式下的电源和地的引脚（本设计中未用）；15号引脚IGT与三极管c极连接，三极管b极与单片机连接，e极接地，当三极管b极输入低电平时，三极管不导通，IGT为高电平，b极为高电平时，三极管导通，e极c极之间接近短路，IGT为低电平，可用单片机P1.1输出大于100ms的高电平来启动TC35i；18(RxD0)、19(TxD0)号引脚分与C8051F330单片机的TXD（P0.4）、RXD(P0.5)连接进行串口通信，实现单片机对模块的控制；24-29为SIM卡引脚；31为状态指示引脚，可连接图中所示电路，用发光二极管指示模块状态，如图3.2所示。 SIM 接口符合ISO7816 IC 卡标准，SIM 卡通常有六个引脚，可以方便的连接到SIM 卡座，SIM 卡和TC35i 的连接线长度不要超过200mm，以满足电磁兼容性的要求，SIM 卡有可能在使用当中被拔出。因此，在拔出SIM 之前要先置CCIN脚为低电平，这样做可以保护SIM 卡，同时也避免了TC35i 接口被破坏，这个引脚不能作为其它用途，否则将使得TC35i 模块不能识别SIM 卡。这就需要一种恰当检测SIM 卡的电路。模块上电后初始化SIM 卡，最终的结果主要是根据CCIN是高电平还是低电平来判断。如果在TC35i 的启动过程中，CCIN 为高电平，则TC35i 在初始化后能实时判断SIM 卡座上是否有SIM 卡。CCIN 为低电平说明SIM 卡座上没有SIM 卡，模块每隔一段时间就会搜索SIM 卡。一旦插上SIM 卡，CCIN 脚又变为高电平。如果在TC35i 的启动过程中，CCIN 为低电平，TC35i也会尝试初始化SIM卡，但初始化会失败。此时若SIM 卡的初始化已经结束，而没有插上SIM 卡，那么除非有紧急调用的情况，否则TC35i 将不再搜索SIM 卡；这样只有重启TC35i才能初始化SIM 卡。 图3.2 TC35i与SIM连接电路图3.3 红外传感器模块设计本设计采用带有菲涅尔透镜的热释电传感器，并附有传感器处理芯片，这样可以实现信号的过滤传送，然后进行放大输出，在本电路中传感器处理芯片BIS0001可以将传感器转换的模拟信号转变成数字信号经电路放大输出给单片机，由于是集成芯片的模式可以减少人为的误操作，使设计方案更可靠误报率更低。在此芯片及附加电路中的电阻电容都采用贴片的形式由厂家直接加工处理，精准性更高，比直接由传感器传输模拟信号再由模数转换电路转换后所得到的信号更准确，信号传输的器件越少，效果越精准。3.3.1红外防盗报警器的分类及其介绍 a.主动式红外传感技术主动红外探测器主动红外探测器由红外发射机，红外接收机和报警控制器。分别置于收发，发端的光学系统一般采用的是光学透镜，起到将红外光束聚焦成较细的平行光束的作用，以使红外光的能量能够集中传送。红外光在人眼看不见的光谱范围，有人经过这条无形的封锁线，必然全部或部分遮挡红外光束。接收端输出的电信号的强度会因此发生变化，从而启动报警控制器发出报警信号。主动式红外探测器遇到小动物，树叶，沙尘，雨，雪遮挡则不应报警，人或相当体积遮选用挡物将发生报警。b.被动式红外传感技术被动式红外传感技术是利用红外光敏器件将活动生物体发出的微量红外线转换成相应的电信号，并进行放大，处理，它能可靠的将运动着的生物体和飘落的物体加以区别。同时它还具有监控范围大，隐蔽性好，抗干扰能力强和误报率低等特点。被动式红外入侵报警器又称热释电红外入侵报警器，由光学系统，红外传感器和信息处理三部分组成。被动式热释电红外传感器通过接收移动人体辐射出的特定波长的红外线，可以将其转化为与人体运动速度、距离、方向等有关的低频电信号。传感器的电压响应度与入射光辐射变化的频率成反比，因此，当恒定的红外辐射照射在探测器上时探测器没有电信号输出，所以恒定的红外辐射不能被检测到；而物体移动速度较快，同样的入射功率小，输出的电压就会较小。只有电压达到报警阈值电平时，探测器才会有电压信号输出。根据该特性，红外探测器适用于盗情信号的检测。因此，本项目采用CT-418热释电红外传感器，当有人闯入时，立即响应，输出电平为高(4V)，持续30秒，30秒以后自动拉低为低电平(0.4V)，探测角度为110度，探测距离为7米。在异常情况下启动报警装置、启动GPRS系统发送短信到指定的号码。3.3.2 红外检测电路的工作原理首先通过热释电传感器感受人体体温发出电压信号经过IBS0001处理芯片由V0输出放大的数字信号传给单片机由中断控制。热释电传感器是一种非常有应用潜力的传感器，它能检测人或某些动物发射的红外线并转化成电压信号输出。传感器处理芯片BIS0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路，它配以热释电红外传感器和少量外接元器件就可构成被动式的热释红外开关和报警用人体热释电传感器等。热释电晶体的等效电路是一个在负载电阻上并联一个电容的电流发生器。一般在热释电传感器的前面应放置一个菲涅耳透镜，它是根据菲涅耳原理制成的，把红外光线分成可见区和盲区，同时又有聚焦的作用，使热释电人体红外传感器的灵敏度大大增加。 图3.3 红外检测电路当人进入警戒区，人体温度会引起环境温度辐射场的变化，通过菲涅尔透镜，热释电红外探头感应到的是人体温度与背景温度的差异信号，则在负载电阻上产生一个电信号，电信号的大小，决定于敏感元件温度变化的快慢。如图3.4所示。运算放大器0P1将热释电红外传感器的输出信号做第一级放大，然后耦合给运算放大器0P2进行第二级放大，再由电压比较器COPl和COP2处理后，检出有效触发信号VS区启动延迟时间定时器，输出信号V0。COP3是一个条件比较器，当输入电压Vc>VR时，COP3输出为高电平，进入延时周期。热释红外传感器使用时D、G两端分别接电源正负极，S端为信号输出。将CT-418热释电红外传感器的输出端连接到烧写好程序的控制器上就可以方便地实现对传感器的调试。3.3.3 BIS0001 红外传感处理芯片简介BIS0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路。它配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关。它能自动快速开启各类白炙灯、荧光灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机和自动洗手池等装置，特别适用于企业、宾馆、商场，库房及家庭的过道等敏感区域，或用于安全区域的自动灯光、照明和报警系统。其功能特点为： （1）CMOS数模混合专用集成电路。 （2）具有独立的高输入阻抗运算放大器，可与多种传感器匹配，进行信号与处理。 （3）􍯀双向鉴幅器，可有效抑制干扰。 （4）内设延迟时间定时器和封锁时间定时器，结构新颖，稳定可靠，调解范围宽。 （5）内置电压。工作电压范围+3V+5V。 （6）采用16脚DIP封装。 图3.4 BIS0001内部框图BISS0001各引脚的定义和功能如下： l VDD ：工作电源正端。范围为35V。 l Vss ：工作电源负端。一般接0V 。l IB ：运算放大器偏置电流设置端。经RB接VSS端，RB取值为1M左右。 l 1IN- ：第一级运放放大器的反相输入端。