基于GSM短信模块的家庭防盗报警系统毕业设计(38页).doc
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1、-基于GSM短信模块的家庭防盗报警系统毕业设计 中图分类号: 密级:UDC: 单位代码: 基于GSM的家庭防盗报警系统设计Based on GSM family security alarm system design姓 名彭关根学制全日制三年大专专 业应用电子技术研究方向导师靳孝峰职称副教授 论文提交日期 论文答辩日期 焦作大学机电工程学院焦作大学毕业设计任务书 06 级 理工 类题目 基于GSM的家庭防盗报警系统设计 学生姓名 彭关根 参加人员 06届毕业生 指导教师 靳孝峰 职称 副教授 发任务书日期 08年11月03日-第 28 页 毕业设计 中图分类号:基于GSM的家庭防盗报警系统设
2、计Based on GSM family security alarm system design专业名称应用电子技术专业学生姓名彭关根导师姓名靳孝峰 职称:副教授焦作大学机电工程学院2008年12月(一)毕业设计任务、具体要求和技术指标设计一个家庭防盗系统,采用遥控进行布撤防,用单片机和GSM短信模块组成,借助GSM移动网络,直接把报警地点的情况反映到您的手机屏幕上。并能实现火灾和煤气泄露报警。(二)毕业设计说明书内容1.单片机概况2.GSM模块介绍3.键盘显示介绍4.铁电存储器介绍5.实时时钟介绍6.后备电源7.遥 控 器8.传 感 器9.家庭防盗报警系统的软件设计(三)毕业设计应完成的图
3、纸A1图纸2张 (四)毕业设计的主要依据和参考资料 1.侯继红、李向东主编,Protel99SE实用技术技术教程。 北京:中国 电力出版社,2004 2.周乐挺主编,传感器与检测技术 。 北京:机械工业出版社,2004.8 3.林钢主编,常用电子元器件。 北京:机械工业出版社,2004.8 4.张毅刚等.MCS51单片机应用设计.哈尔滨工业大学出版社,1990 5.涂时亮等.单片机软件设计艺术.重庆:科学文献出版社重庆分社,1987 6.周航慈.单片应用程序设计技术.北京航空航天大学出版社,1990 7. 李华主编.MCS51单片机实用接口技术.北京航空航天大学出版社,1993 8.何立民.单
4、片机应用技术选编.北京航空航天大学出版社,1996(五)毕业设计期限 自2008年 10月08日至 2008年 12 月26日(六)毕业设计阶段进度计划 10.08 11.18:资料查找、方案论证、英文资料翻译、开题报告撰写。 11.1812.01周:电路原理设计,单片机软件设计,初步调试。12.0112.22:软硬件联调,实验测试。 12.2212.29:毕业论文撰写,答辩。基于GSM的家庭防盗报警系统设计作者:彭关根 指导教师:靳孝峰摘 要本系统主要由单片机和GSM短信模块组成,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,直接把报警地点的情况反映到您的手机屏幕上。它
5、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,给火灾时的逃生提供方便。并配备烟雾传感器和燃气泄漏传感器,实现防火、防燃气泄漏的作用。【关键词】单片机 GSM模块 传感器The Family guard against theft and alarm system Based on GSM ModemAuthor: Peng guan gen Director: Jin xiao fengAbstractThe System is made up of MCU and GSM Modem. It will display the alarm content in Chinese
6、directly at your mobile screen, and it recurs to the most reliable GSM mobile network. The system adopted initiative infrared sensor to detect, and it turned the traditional alarm net and alarm windows to immateriality. Besides, the system equipped the smog sensor and leakiness sensor of gas and gua
7、rded against fire and gas leakiness.【keywords】 MCU GSM modem sensor目 录引 言1第一章单片机概况21.1 AT89S51的主要性能21.2 AT89S51的管脚排列2第2章 GSM 模块32.1 HRH GSM MODEM介绍32.1.1 GSM Modem 的主要功能32.2 GSM Modem 的硬件接口32.21 GSM模块的介绍32.3 HRH GSM Modem 的软件协议32.3.1 设置短信中心号32.3.2 利用GSM MODEM 向普通手机发短信4AA 02 31 33 36 36 31 31 37 34 3
8、6 30 32 6D 4B 8B D54第3章 键 盘 显 示63.1 HD7279键盘显示芯片63.3 HD7279的典型应用电路6第4章 铁电存储器74.1 铁电存储器的特点74.2 二线制协议7第5章 实时时钟95.1 DS12887功能与特点介绍95.2 时间、日历和定闹单元95.3 DS12887引脚定义10第6章 后备电源11第7章 遥 控 器13第8章传 感 器148.1 红外传感器148.2 烟雾传感器148.3气体泄漏传感器14第9章 家庭防盗报警系统的软件设计159.1主程序流程图(图1)159.2 外部中断0中断服务子程序流程图(图2)16结论17致谢18参 考 文 献1
9、9附录:部分程序源代码20引 言目前传统的机械式(防盗网、防盗窗)安防系统在实际使用中暴露了很多隐患,例如:为其它没有安防盗窗的相近楼层形成被盗隐患、发生火灾时不易逃生等。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 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。2 以太网同样面临着线路被切断的隐患,且不易普及。3 集群系统功耗很大,网络架设和维护费用很高
10、,而且需要 购买固定的频点。针对以上通信方式的优、缺点,我设计了基于GSM短信模块的家庭无线防盗报警系统。此系统可解决这些隐患,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您的手机屏幕上。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,给火灾时的逃生提供方便。并配备烟雾传感器和燃气泄漏传感器,实现防火、防燃气泄漏的作用。 本文介绍了用AT89S52单片机实现的基于GSM短信模块的家庭防盗报警系统,以及AT89S52单片机的功能特点、GSM短信模块工作原理、传感器工作原
11、理。系统组成框图如下:GSM模块红外传感器烟雾传感器燃气泄漏传感器MCU遥控布、撤防备 用 电 源第一章 单片机概况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。1.1 AT89S51的主要性能l 与MCS-51单片机产品兼容l 4K字节在系统可编程Flash存储器,3级安全保护l 128字节的内部数据存储器l 32个可编程I/O口线l 二个16位定时器/计数器l 五个中断源l 一个全双工的串行口l 最高工作频率为33MHZl 工作电压为4.05.5V 双数据指针使得程序运行的更快1.2 AT89S
12、51的管脚排列第2章 GSM 模块2.1 HRH GSM MODEM介绍由于HRH GSM Modem 内嵌高可靠性的GSM 引擎(GSM Cellular Engine)和51 单片机系统(MCS51),标准串行接口和精简的软件接口协议将用户从繁杂的GSM 通信标准解析和调试中解脱出来,使用方便,而且公网的数据传输具有通信范围广(GSM 网络基本覆盖全国),传输稳定、可靠等特点。因此本设计选用HRH GSM Modem来进行通信。2.1.1 GSM Modem 的主要功能a.收发短信;b.借助短信实现远程小批量数据传输;c.语音通话(GSM 电话);d.数传模式实现无线实时数据通信;e.无线
13、上网(自动应答型)。2.2 GSM Modem 的硬件接口模块要求12V/500mA供电,与计算机或单片机通过串口通信,波特率9600bps,通过SIM卡座来安装SIM卡,本设计采用TC35系列的TC35i模块,硬件接口图见总的电路图。2.21 GSM模块的介绍 目前,国内已经开始使用的GSM模块有很多,而且这些模块的功能、用法差别不大。本设计采用的是西门子TC35系列的TC35i 。这种无线模块功能上与TC35兼容,设计紧凑,大大缩小了用户产品的体积。TC35i与GSM2/2兼容、双频(GSM900/GSM1800)、RS232数据接口,该模块及射频电路和基带与一体,向用户提供标准的AT命令
14、接口,为数据、语音、短消息和传真提供快速、可靠、安全的传输,方便用户的应用开发及设计2.3 HRH GSM Modem 的软件协议 aA表示ASCII 字符A,00 或00H 表示16 进制数据00。b 帧结构:帧头(固定为0AAH)指令码数据2.3.1 设置短信中心号 以北京地区为例,短信中心号为:+8613800100500,应向GSM MODEM 下发数据帧:AA 09 2B 38 36 31 33 38 30 30 31 30 30 35 30 30 (16 进制数据)如果设置成功,GSM MODEM 应答 AA 09 “+8613800100500”,如果设置不成功,GSM MODE
15、M 应答 AA 09 ERROR短信中心号设置后,保存在SIM 卡上,只需设置一次;也可以在手机上把短信中心号设置好后再装入GSM Modem,以后就不用再设置。2.3.2 利用GSM MODEM 向普通手机发短信 以向手机13661174602 发中文信息“测试”为例:首先计算或查表得到“测试”的UNICODE 编码为:6D4B(测) 8BD5(试);向GSM MODEM 下发数据帧:AA 02 31 33 36 36 31 31 37 34 36 30 32 6D 4B 8B D5GSM MODEM 可能返回于下信息:AA 01 ERROR短信未从GSM MODEM 送出,可能是未登陆网络
16、或SIM 卡故障。AA 01 OK 短信已从GSM MODEM 送出,但未送达短信中心,可能是信号质量差或天线连接不好。AA 01 SEND OK 短信已送达短信中心,并且短信中心已经下发给接收方。AA 01 SUCCESS 13661174602: 0304111023123203041110231532接收方已经收到短信(注意仅当接收方手机已经设置短信自动应答时才会返回;GSM MODEM 已设置成短信自动应答)。AA 01 FAILURE 13661174602:0304111023123203041110331532短信中心未能将短信送达接收方或接收方已经收到短信,但其给短信中心的回应
17、短信中心没有收到(注意仅当接收方手机已经设置短信自动应答时才会返回)。一般情况下,由于短信不保证实时性,所以从发送到对方接收到短信可能有5-10 秒的延时,使用中建议设置短信超时定时器长度在20-30 秒左右。短信发送成功的返回信息:先返回 AA 01 SEND OK31;如果接收方手机设置了短信自动应答,则在对方收到后返回AA 01 SUCCESS 13661174602: 0304111023123203041110231532。短信发送失败的几种可能返回信息:a. AA 01 ERRORb. AA 01 OKc. AA 01 SEND OK32 后; AA 01 FAILURE 1366
18、1174602 :0304111023123203041110331532第3章 键 盘 显 示 为了实现系统发生警情时能够向指定的号码发送短信息的功能,则必须有键盘和LED显示,来对防盗报警系统进行电话号码的预设,本设计选用HD7279作为键盘显示驱动,3.1 HD7279键盘显示芯片该芯片支持64键盘和8位数码管动态显示,与传统的键盘显示芯片8279相比,外围芯片少,与CPU仅有4线串行通信,大大的节省了CPU I/O口的资源;HD7279内部含有译码器,可直接接受BCD码或16进制码,并同时具有两种译码方式。此外,还具有多种控制指令,如左移、右移、闪烁、消隐、段寻址等;HD7279具有片
19、选信号,可方便的实现多于8位的显示或多于64键的键盘接口。3.2 HD7279键盘显示芯片引脚图3.3 HD7279的典型应用电路注: 电路图见总图注:键盘显示应用程序见附录第4章 铁电存储器4.1 铁电存储器的特点为了实现对预设电话号码的存储和对报警信息的记录,本系统采用了能够保证掉电数据不丢失的铁电存储器,该类存储器相对于传统的EEPROM有以下优点:1. 统的EEPROM写入次数有限,一般为10万次,而铁电存储器有着近乎无限次擦写的特性;2. 传统的EEPROM写入速度较慢,一般需要CPU延时几个NOP的时间来等待写入,而铁电存储器有着和RAM相同的操作速度;3. EEPROM需要较大的
20、能量来完成一次擦写,而铁电存储器在写入时属于微功耗。本设计选用了FM24C16来作为非易失性数据存储器,其特点如下: 1. FM24C16A是一种串行非易失存储器,它的结构容量为512*8位,接口方式为 工业标准二线制造串行接口,与串行EEPROM的功能操作相似,与EEPROM具有相同的引脚排列,不同之处在于,FM24C16A具有非常出色的写操作性能;2. FRAM内部采用读恢复机制操作。所以读写次数与每一次读写都有关系。FRAM结构是基于行与列阵列排布,行由A8- A2定义。 每次访问都会使一行减少一次读写寿命。铁电的擦写次数几乎可以说是无限次。即使每秒访问3000次,连续使用十年,使用寿命
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- 基于 GSM 短信 模块 家庭 防盗 报警 系统 毕业设计 38
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