馮 軍 陳文波 王 超 黃智偉

南華大學(xué)電氣工程學(xué)院

基于GSM的家居防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

馮 軍 陳文波 王 超 黃智偉

南華大學(xué)電氣工程學(xué)院

全球通信系統(tǒng)（GSM）是在蜂窩系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的，屬于第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)。經(jīng)過多年的發(fā)展，GSM技術(shù)日益成熟，并具有成熟而廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)，是主流移動(dòng)系統(tǒng)的代表。而其中的短消息業(yè)務(wù)利用信令信道傳輸，不用撥號(hào)建立連接，服務(wù)費(fèi)用低廉。

隨著電子技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，目前傳統(tǒng)的機(jī)械式（防盜網(wǎng)、防盜窗）安防系統(tǒng)在實(shí)際使用中暴露了很多隱患，所以現(xiàn)代的人們對(duì)防盜系統(tǒng)的安全化和智能化提出了更高的要求，為了解決傳統(tǒng)防盜系統(tǒng)不美觀、容易遭破壞、不穩(wěn)定性因素大等問題，本系統(tǒng)采取了用GSM報(bào)警的方案，及時(shí)將家庭安全信息快速、準(zhǔn)確的發(fā)送給用戶。

系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)是基于GSM 的家居防盜報(bào)警系統(tǒng)，用單片機(jī)來控制GSM模塊警報(bào)信息的處理以及發(fā)送。采用熱釋電傳感器模塊、聲音傳感器模塊、溫度傳感器模塊、煙霧傳感器模塊和火焰?zhèn)鞲衅髂K對(duì)家庭的情況進(jìn)行監(jiān)控，單片機(jī)根據(jù)防盜傳感器的信號(hào)判斷是否有報(bào)警信號(hào)，并通過串口控制GSM模塊以短消息的方式與用戶手機(jī)通信。系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

硬件設(shè)計(jì)

GSM模塊

TC35是siemens公司推出的新一代無線通信GSM模塊自帶RS232通訊接口，可以方便地與PC機(jī)、單片機(jī)連機(jī)通訊，可以快速、安全、可靠地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)方案中的短消息服務(wù)、數(shù)據(jù)、語(yǔ)音傳輸、（short message service）和傳真。模塊有AT命令集接口，支持各種模式的短消息以及2.4K、4.8K、9.6K的非透明模式。此外，該模塊還常用工作模式有省電模式、IDLE、TALK等模式。通過獨(dú)特的ZIF連接器，實(shí)現(xiàn)電源連接、指令、數(shù)據(jù)、語(yǔ)音信號(hào)、及控制信號(hào)的雙向傳輸。其電路原理圖如圖2所示。

圖1　系統(tǒng)功能框圖

圖2　TC35模塊的原理圖

圖3　單片機(jī)與TC35通信電路

單片機(jī)及通信

單片機(jī)選用宏晶科技推出的新一代高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾的STC89C52RC，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)，12時(shí)鐘/機(jī)器周期和6時(shí)鐘/機(jī)器周期可以任意選擇，工作頻率范圍：0～40MHz，實(shí)際工作頻率可達(dá)48MHz；用戶應(yīng)用程序空間為8K字節(jié)，片上集成512字節(jié)RAM，通用I/O口（32個(gè)）；具有通用異步串行口（UART），還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè)UART。

單片機(jī)通過向TC35發(fā)送一些AT指令集來完成通訊。數(shù)據(jù)通信中，用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的設(shè)備成為數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE；用來連接DTE及數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備稱數(shù)據(jù)通信設(shè)備DCE。串口通信時(shí)，DTE和DTE通信時(shí)，引腳RXD與TXD應(yīng)與TXD應(yīng)交叉相連；DTE與DCE通信時(shí)，相應(yīng)的RXD、TXD可對(duì)應(yīng)直接相連。系統(tǒng)中，單片機(jī)及PC是DTE，而TC35為DCE。TC35的數(shù)據(jù)輸入/輸出接口實(shí)際上是一個(gè)串行異步收發(fā)器，它符合ITU-T RS232接口標(biāo)準(zhǔn)。單片機(jī)可以通過串口直接與TC35進(jìn)行通信，RXD、TXD對(duì)應(yīng)直接相連。但TC35工作電壓為3.6V，單片機(jī)工作在5V，為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_，必須在接口加電平轉(zhuǎn)換電路。如圖3所示。

衡陽(yáng)市科學(xué)技術(shù)發(fā)展項(xiàng)目（2012KG12）

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.06.028

針對(duì)現(xiàn)行的家居安防系統(tǒng)的不足，提出以GSM為核心技術(shù)，采用單片機(jī)為微處理器，采集家居環(huán)境的數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)GSM報(bào)警。詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的工作流程以及器件的選型、主要電路圖及軟件工作流程，實(shí)現(xiàn)效果較好。