摘 要：文章主要介紹了一種基于AT89C51單片機(jī)、紅外熱釋傳感器和GSM短信模塊的防盜報(bào)警器，借助安全可靠、操作方便的GSM移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳遞警情，以短消息的形式，把報(bào)警地點(diǎn)的情況反映到用戶的手機(jī)屏幕上。文章介紹了基于單片機(jī)與GSM網(wǎng)絡(luò)無(wú)線遠(yuǎn)程防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，并對(duì)其開發(fā)意義、硬件連接等進(jìn)行了敘述。

關(guān)鍵詞： AT89C51單片機(jī)；紅外熱釋傳感器；GSM模塊；AT指令

引言

近年來(lái)，隨著人們生活水平的提高，生活方式的改變，人們對(duì)于防盜報(bào)警有了更高的要求，以適應(yīng)如今復(fù)雜多變的生活環(huán)境。目前市場(chǎng)上的防盜報(bào)警系統(tǒng)是走高端路線，價(jià)格相對(duì)來(lái)說(shuō)比較貴，不適用與大眾群體。針對(duì)這一現(xiàn)狀，我們?cè)谛詢r(jià)比方面做了很大的提升。在保證為客戶帶來(lái)巨大受益的前提下提高性價(jià)比，所以一套有價(jià)值的防盜系統(tǒng)是必須要解決以上問(wèn)題。本課題在查閱大量的文獻(xiàn)和資料的基礎(chǔ)上，對(duì)比各種防盜裝置，把新的技術(shù)用到報(bào)警產(chǎn)品中去，做出穩(wěn)定、易操作、美觀廉價(jià)的防盜報(bào)警系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理

1.1 報(bào)警系統(tǒng)的構(gòu)成

從設(shè)計(jì)的要求來(lái)分析該設(shè)計(jì)須包含如下結(jié)構(gòu)：熱釋電紅外傳感探頭電路、報(bào)警電路、單片機(jī)、復(fù)位電路及相關(guān)的控制管理軟件組成。它們之間的構(gòu)成框圖如圖1所示。

1.2 工作原理

整個(gè)系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。設(shè)置在監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號(hào)，經(jīng)放大電路、比較電路送至門限開關(guān)，打開門限閥門送出TTL 電平至AT89C51單片機(jī)。在單片機(jī)內(nèi)，經(jīng)軟件查詢、識(shí)別判決等環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)發(fā)出入侵報(bào)警狀態(tài)控制信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路將控制信號(hào)放大推動(dòng)報(bào)警蜂鳴器鳴響并經(jīng)GSM模塊發(fā)送報(bào)警信息及位置短信到手機(jī)。

2 系統(tǒng)各模塊設(shè)計(jì)

2.1 以單片機(jī)為核心的控制模塊

就此設(shè)計(jì)的核心模塊來(lái)說(shuō)，AT89C51單片機(jī)就是設(shè)計(jì)的中心單元，包括單片機(jī)、輸入/輸出設(shè)備、以及外圍應(yīng)用電路等組成的系統(tǒng)。該控制模塊控制功能方框圖如圖2所示。它有一個(gè)含128個(gè)字節(jié)的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，23個(gè)I/0口，2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，5個(gè)中斷源等。在本系統(tǒng)中，兩個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中的一個(gè)用作定時(shí)器，另外一個(gè)用作計(jì)數(shù)器。兩者結(jié)合起來(lái)共同完成計(jì)時(shí)功能。AT89C51單片機(jī)定時(shí)掃描P1.4 口。當(dāng)發(fā)現(xiàn)P1.4 口由低電平變成高電平時(shí)，單片機(jī)先判斷現(xiàn)在的時(shí)間是否在報(bào)警時(shí)段內(nèi)，如果不在，不報(bào)警；如果在報(bào)警時(shí)段內(nèi)，說(shuō)明有人非法入侵，單片機(jī)將進(jìn)行一系列的動(dòng)作，它將P1.7拉高，觸發(fā)蜂嗚器發(fā)出聲音報(bào)警信號(hào)同時(shí)發(fā)送短信到用戶實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程報(bào)警。

2.2 熱釋電紅外傳感器模塊

本設(shè)計(jì)采用的是主動(dòng)型紅外線傳感器，可用來(lái)直接接受目標(biāo)物體發(fā)射的紅外線并將其裝換為電壓信號(hào)輸出。在傳感器中，自發(fā)極化的鐵電體靠捕捉大氣中的浮游電荷保持平衡狀態(tài)。當(dāng)人體靠近受到紅外輻射后，其內(nèi)部溫度會(huì)升高，介質(zhì)內(nèi)部的極化狀態(tài)便隨之降低，它的表面電荷濃度也降低了。這也就相當(dāng)于“釋放”了一部分電荷，將釋放出的電荷通過(guò)放大器放大后就成了一種控制信號(hào)并傳遞給單片機(jī)。

2.3 GSM模塊

GSM模塊作為用戶手機(jī)和控制器之間數(shù)據(jù)交換的橋梁，在本系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。該模塊與其他模塊連接構(gòu)成框圖，如圖3所示。本系統(tǒng)使用TC35 GSM模塊，具有基本通訊功能-接打電話和收發(fā)短信，并支持GPRS功能。當(dāng)傳感器檢測(cè)到高電平后，與單片機(jī)進(jìn)行串口線通信，同時(shí)發(fā)送AT指令實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與GSM模塊的通信，這樣就可以發(fā)送短信到用戶，通知報(bào)警信息。

2.4 電源模塊

本設(shè)計(jì)采用的電源模塊為USB供電電源。在設(shè)計(jì)主板上安裝micro USB （最常見的 USB 供電口）接口，將系統(tǒng)通過(guò)USB接口和適配器與220V的市電相連接，經(jīng)過(guò)降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓處理后輸出+5V的直流穩(wěn)定電壓，供給單片機(jī)、GSM模塊、傳感器等所在的系統(tǒng)使用。

3 結(jié)束語(yǔ)

基于單片機(jī)的防盜報(bào)警器在經(jīng)過(guò)反復(fù)嘗試、不斷調(diào)試下，各項(xiàng)功能得以實(shí)現(xiàn)。同時(shí)報(bào)警器實(shí)物制作成功，在紅外熱釋傳感器檢測(cè)到非正常人物活動(dòng)闖入時(shí)，可以經(jīng)單片機(jī)處理控制后報(bào)警并發(fā)送短信至用戶，達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)功能。該報(bào)警器的最大特點(diǎn)就是使用戶能夠操作簡(jiǎn)單、易懂、靈活，且安裝方便、智能性高、誤報(bào)率低。隨著現(xiàn)代人們安全意識(shí)的增強(qiáng)以及科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，相信報(bào)警器必將在更廣闊的領(lǐng)域得到更深層次的應(yīng)用。

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作者簡(jiǎn)介：周君民，內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 電力學(xué)院，電氣12-2班。

崔東東，內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 信息學(xué)院，通信12-1班。

劉永哲，內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 電力學(xué)院，電氣12-1班。

裴巖，內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 信息學(xué)院，指導(dǎo)教師。