宿舍智能防盜防火報警系統的軟件設計

田明紅

【摘要】傳統的防火防盜報警系統已經暴露出了諸多弊端，現在人們在不斷的開發宿舍智能防盜防火報警系統來彌補不足，本文針對其軟件設計進行了分析。

【關鍵詞】宿舍；智能防盜防火報警系統；工作原理；結構

隨著智能化家居概念的不斷推廣及電子信息產業快速向生活領域滲透，實現家居信息化、網絡化、智能化已成為家居系統發展的新趨勢。傳統的機械式（防盜網、防盜窗）安防系統在實際使用中暴露了很多隱患，例如：為其它沒有安防盜窗的相近樓層形成被盜隱患、發生火災時不易逃生等。本課題設計用STC89C52單片機實現的基于GSM短信模塊的宿舍智能防火防盜報警系統。此系統由單片機控制模塊、液晶鍵盤模塊、GSM模塊、存儲器模塊、人體紅外感應模塊和煙霧傳感器模塊組成，可解決傳統安防系統存在的隱患，讓宿舍防盜更及時、使用更方便。它不再依賴有線電話執行報警，而是借助最可靠、最成熟的GSM移動網絡，以最直觀的英文短消息形式，直接把報警情況反映到用戶的手機屏幕上。它采用主動式紅外傳感器進行檢測，變有形的傳統防盜網防盜窗為無形。該系統采用現有電話網絡，結合射頻無線通信技術和單片機網絡控制技術，具有自動化程度高、適用性強、電路設計可靠等優點。

1、設計要求和主要內容

本設計是基于單片機的家庭防火防盜系統的設計方案，主要包括煙霧、溫度傳感器模塊，人體紅外感應模塊，GSM模塊，液晶屏顯示模塊，單片機控制模塊的設計。以下是設計要求：

（1）檢測煙霧并能進行聲光報警。

（2）檢測人體并能進行聲光報警。

（3）輸入密碼進入系統并能修改密碼。

（4）異地監控。

2、軟件的主程序設計

主要分為四大部分，鍵盤掃描程序，傳感器檢測程序，GSM模塊程序，液晶屏的顯示程序四部分組成。

本系統中，是否啟動報警裝置主要是輸入密碼進入系統，密碼輸入錯誤蜂鳴器會響，密碼正確進入系統之后，根據室內煙霧濃度、溫度的高低以及是否有異常的紅外輻射來判斷，無論檢測到哪一方有異樣，都會發出聲光報警，然后通過GSM模塊發出短信。當發出警報之后以下圖4.1為系統軟件總設計框圖：

圖4.1 總程序流程圖

3 GSM模塊程序設計

（1）TC35的連機方法

任何一個TC35模塊首次使用時，必須要測試其工作是否正常，由于其自帶RS232接口，所以我們可以用PC機的串口調試軟件進行調試。

短信模式簡介，SMS是由Etsi所制定的一個規范（GSM 03.40和GSM 03.38）。當使用7-bits編碼的時候它可以發送最多160個字符；8-bit編碼（最多140個字符）。通常無法直接通過手機顯示；通常被用來作為數據消息，例如：smart messaging中的圖片和鈴聲和OTA WAP設置。16-bit信息（最多70個字符）被用來顯示Unicode（UCS2）文本信息，可以被大多數的手機所顯示。一個以class 0開頭的16-bit的文本信息將在某些手機上作為Flash SMS顯示（閃爍的SMS和警告SMS）。

有兩種方式來發送和接收SMS信息：使用文本模式或者使用PDU（protocol description unit）模式。文本模式（可能某些手機不支持）實際上也是一種PDU編碼的一種表現形式。

短信模式的設置，GSM模塊的短信模式有2種。第1種是：TEXT模式；第2種是：PDU模式。PDU模式可以采用unicode編碼發送英文、漢字。但合成PDU碼比較復雜，而TEXT模式只能發送英文，但無須編碼。實際使用可以采用TEXT模式。

短信的發送方法，發送“AT”，AT 回車，發送接收的手機號碼，等待應答：AT+CMGS="13822376232"回車（目的地址）TC35回應： AT+CMGS="13822376232"，輸入短信息的內容（只能是英文）：Test 回車。改變波特率“AT+IPS=XXXX"。TC35的默認波特率是19.2k，實際使用時，可以改成9600或38.4K，方法如下：AT+IPR=9600 回車。

4.液晶顯示程序設計

1602液晶模塊內部的字符發生存儲器（CGROM）已經存儲了160個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯數字、英文字母的大小寫、常用的符號。

使用1602時，應首先對其進行初始化設置。通過RS確定是寫數據還是寫指令。寫指令包括使液晶的光標顯示/不顯示、光標閃爍/不閃爍、需/不需要移屏、在什么地方顯示等；讀/寫控制端設為寫模式，即低電平；將數據或指令送達數據線上；最后給E一個高脈沖將數據送入液晶控制器，完成操作。

以下圖為該模塊具體流程圖：

圖4.2 1602液晶顯示流程圖

5鍵盤掃描程序設計

按鍵掃描程序流程圖如圖所示：

16個按鍵功能如下：

按鍵0到9：分別為數字0到9；

按鍵*：退格；

按鍵#：確認；

按鍵A：上鎖；

按鍵B：修改密碼；

按鍵C：顯示密碼；

按鍵D：返回；

6 傳感器檢測程序設計

HC-SR501：1、人進入其感應范圍則輸出高電平，人離開感應范圍則自動延時關閉高電平，輸出低電平。2、光敏控制（可選擇，出廠時未設）可設置光敏控制，白天或光線強時不感應。3、溫度補償（可選擇，出廠時未設）：在夏天當環境溫度升高至30～32℃，探測距離稍變短，溫度補償可作一定的性能補償。4、兩種觸發方式：（可跳線選擇）

a、不可重復觸發方式：即感應輸出高電平后，延時時間段一結束，輸出將自動從高電平變成低電平；

b、可重復觸發方式：即感應輸出高電平后，在延時時間段內，如果有人體在其感應范圍活動，其輸出將一直保持高電平，直到人離開后才延時將高電平變為低電平（感應模塊檢測到人體的每一次活動后會自動順延一個延時時間段，并且以最后一次活動的時間為延時時間的起始點）。

MQ-2：電壓為5V，輸出TTL信號LED指示。雙信號輸出，模擬量TTL電平輸出. TTL輸出有效信號為低電平，模擬量輸出0～5V電壓，濃度越高電壓越高。煙霧檢測與人體檢測的流程圖如圖所示：

小結

該設計是以單片機為主體的基礎上加裝各種外圍設備而組成的宿舍智能防火防盜系統，實現了智能化，而且實用性很強。以傳感器技術為基礎的信息采集手段在現實社會中已是具有非常廣泛的應用和前景。