趙秋玲，華澤珍

青島職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東青島 266000

基于GSM的多功能家居安防控制系統(tǒng)

趙秋玲，華澤珍

青島職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東青島 266000

介紹了一種基于GSM的可通過(guò)手機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制的多功能家居安防控制系統(tǒng)，其以STC15F2K61S2單片機(jī)為核心，采用傳感、GSM無(wú)線通訊和紅外遙控技術(shù)實(shí)現(xiàn)家居系統(tǒng)的本地和遠(yuǎn)程監(jiān)控。

GSM；單片機(jī)；家居安防

隨著人們物質(zhì)生活水平的不斷提高和無(wú)線通訊技術(shù)的高速發(fā)展，人們對(duì)家居安全意識(shí)日益強(qiáng)烈，希望能隨時(shí)隨地控制家用電器或獲知家居安全隱患信息。基于此，本文開(kāi)發(fā)了一種基于GSM技術(shù)的多功能家居安防控制系統(tǒng)。

1 總體設(shè)計(jì)方案

多功能家居安防控制系統(tǒng)是參照國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r、根據(jù)我國(guó)家居建設(shè)實(shí)際情況、為滿(mǎn)足新時(shí)期居民要求、并充分考慮經(jīng)濟(jì)性和可靠性而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的，系統(tǒng)總體方案如圖1所示。

整個(gè)系統(tǒng)分為感知層、數(shù)據(jù)傳輸層、中央處理層、輸出層和應(yīng)用層五個(gè)層次。

感知層的各種傳感器檢測(cè)防盜、防火和空氣質(zhì)量等信息，傳輸給STC15F2K61S2單片機(jī)進(jìn)行處理，根據(jù)處理結(jié)果，通過(guò)輸出電路控制相應(yīng)裝置報(bào)警、顯示、動(dòng)作、或發(fā)送安全隱患報(bào)警信息給戶(hù)主手機(jī)。也可利用紅外遙控通過(guò)單片機(jī)設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)或控制相應(yīng)繼電器動(dòng)作，或通過(guò)戶(hù)主手機(jī)向TC35i無(wú)線通訊模塊發(fā)送信息，經(jīng)單片機(jī)處理后進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

2 硬件設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)以STC15F2K61S2單片機(jī)控制為核心，由傳感器電路、STC89C52單片機(jī)擴(kuò)展電路、GSM無(wú)線通信電路、紅外遙控電路、語(yǔ)音報(bào)警電路、繼電器輸出電路、LCD液晶顯示電路和電源等組成。

2.1 傳感器電路

傳感器包括MQ-2煙霧傳感器、DS18B20溫度傳感器、MQ-5可燃?xì)怏w傳感器、SB-AQ1空氣質(zhì)量傳感器、濕敏電阻傳感器、BISS001紅外熱釋電人體檢測(cè)傳感器等。傳感器電路的功能是將防盜、防火和室內(nèi)環(huán)境參數(shù)如濕度、溫度、家中是否有人等信號(hào)傳送給單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)運(yùn)算處理后，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)裝置動(dòng)作或報(bào)警顯示。電路中，設(shè)有滑動(dòng)變阻器，可通過(guò)調(diào)節(jié)其阻值來(lái)調(diào)節(jié)傳感器的預(yù)置值。

2.2 GSM無(wú)線通信電路

GSM無(wú)線通信電路選用了TC35i無(wú)線通信模塊，有40個(gè)引腳，通過(guò)一個(gè)ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插座)連接器引出。其中，24-29引腳與模塊內(nèi)置SIM卡連接，開(kāi)機(jī)、聯(lián)網(wǎng)、等待、執(zhí)行命令操作與單片機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無(wú)線控制和報(bào)警提醒。

當(dāng)傳感器檢測(cè)到任何一種被檢測(cè)物質(zhì)超標(biāo)，通過(guò)TC35i無(wú)線通信模塊給設(shè)定的手機(jī)發(fā)送相應(yīng)短信，提醒在外的人們家中存在的安全隱患，請(qǐng)即時(shí)處理。

2.3 語(yǔ)音報(bào)警和LCD液晶顯示電路

采用了WT588D語(yǔ)音芯片，外圍傳感器采集信息超標(biāo)后，通過(guò)單片機(jī)控制語(yǔ)音芯片，然后驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器，及時(shí)發(fā)出警告信息，可針對(duì)人們個(gè)性需求設(shè)置不同真人聲音，方便識(shí)別警報(bào)類(lèi)別，采取不同應(yīng)急措施。

利用LCD液晶顯示電路，可通過(guò)按鍵進(jìn)行上下翻頁(yè)，上下調(diào)值，清晰反應(yīng)當(dāng)前各種被檢測(cè)物質(zhì)的狀況，并且在發(fā)生報(bào)警的同時(shí)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的繼電器動(dòng)作，保證第一時(shí)間采取簡(jiǎn)單的防范措施。

3 軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)思想，分為主程序、數(shù)據(jù)處理程序、掃鍵程序、紅外遙控程序、語(yǔ)音報(bào)警程序、無(wú)線通訊程序等。

3.1 主程序設(shè)計(jì)

主程序流程圖如圖2所示。首先，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行初始化。接著，STC15單片機(jī)采集各種傳感器信號(hào)，并進(jìn)行處理，將其與設(shè)定值進(jìn)行比較。若其中一個(gè)或多個(gè)達(dá)到報(bào)警條件，會(huì)觸發(fā)相應(yīng)繼電器動(dòng)作自動(dòng)調(diào)節(jié)環(huán)境狀況，同時(shí)會(huì)語(yǔ)音報(bào)警提醒戶(hù)主。

3.2 GSM無(wú)線通訊程序設(shè)計(jì)

GSM模塊軟件設(shè)計(jì)是通過(guò)串口發(fā)送AT指令給GSM模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)送短信的功能，設(shè)計(jì)流程圖如圖3所示。首先，串口發(fā)送字符串“AT+CMGF=1 ”給GSM模塊，設(shè)置短信為T(mén)XT模式。然后，發(fā)送“AT+CMGS=13760727792 ”，設(shè)置收信方的手機(jī)號(hào)碼。接著，將待發(fā)送短信的內(nèi)容發(fā)給GSM模塊。最后，發(fā)送十六進(jìn)制的0x1A（回車(chē)）確認(rèn)發(fā)送，這樣就能通過(guò)GSM模塊最終實(shí)現(xiàn)報(bào)警通知用戶(hù)的功能。

TP3

A

1674-6708（2015）145-0132-01

趙秋玲，副教授，碩士研究生，青島職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)教師，研究方向：自動(dòng)控制、嵌入式系統(tǒng)