基于單片機及GSM模塊的防盜報警系統研究

李振杰　沈進　劉毛　王亞偉　張丹　馬怡恬

摘 要：文章所研究的防盜報警系統是以飛思卡爾半導體公司生產的32位單片機K60為核心處理器，依靠紅外傳感器和煙霧傳感器進行檢測，可以實現當有人非法入侵或出現火情時，以短信息方式將相關情況發送到用戶的手機，保證了用戶的家庭財產安全，并且該系統可靠性好，適應能力強。

關鍵詞：K60；GSM通信模塊；煙霧傳感器；短消息

隨著社會的進步發展，家庭的安全也越發的重要，防盜防火越來越被家庭重視，基于單片機的防盜系統穩定可靠，從根本上解決了現在家庭面臨的防盜防火問題，有效的預防了此類事件的發生。

本次項目采用單片機最小處理模塊、傳感器模塊、GSM無線通信模塊、藍牙模塊等進行，在傳感器檢測到非正常信號時進行短消息報警。基于單片機的防盜報警系統包括了GSM無線通信技術、傳感器的應用、藍牙的應用和單片機的應用等眾多知識。

1 系統結構框圖

本系統結構圖如圖1所示。電源模塊為整個系統供電，K60主控芯片自傳感器采集到相關數據，進行處理后觸發相應的任務，有警報時經過GSM模塊發出短消息通知用戶，液晶模塊可以結合鍵盤調整相應參數。

2 微處理器模塊

目前市場上有很多微處理器模塊，包括STC系列的單片機、飛思卡爾公司生產的多種型號的單片機、MSP系列的單片機和AVR系列的單片機等等，本項目在實驗過程中選擇了飛思卡爾公司生產的32位K60微處理器，這款芯片功能強大，外圍引腳口十分豐富，包括時鐘模塊、多用途時鐘信號發生器、系統集成模塊、可編程中斷定時器、通用I/O口及和中斷、UART異步串行通信、模數轉換器等，數據處理速度快。并且對項目后期實驗在功能擴展上帶來了巨大的方便。

3 傳感器模塊

3.1 紅外傳感器

本項目研究的課題是基于單片機的防盜報警系統，經過查閱資料，紅外傳感器在這方面的應用很廣泛。當有東西擋住它的紅外感應時，紅外對管設備被觸發，這樣就可以檢測到是否有人闖入。市場上也有多種型號的紅外傳感器，本項目采用了紅外線對射傳感器，這種傳感器的優點就是利用多光束綜合判斷，減少誤報虛報的可能性。用戶可以把傳感器放在門窗等比較隱蔽的位置，用戶在夜晚的正常活動不會受到影響，這樣白天和晚上都能實現有效的防盜。

3.2 煙霧傳感器

在有明火出現前大多數會有大量的濃煙產生，所以通過檢測煙霧的存在對家庭的安全來說是非常安全的。在經過大量的篩選后選用離子式煙霧傳感器。這種傳感器性能穩定可靠，被大量應用于各種防火設施中。它的工作原理是在正常情況下自身電離產生正、負離子，在電場中分別向正負極移動，電流和電壓都正常，但是一旦有煙霧進入外電離室，影響了帶電粒子的正常運動，電壓和電流就會發生改變，打破了內外電離室之間的相互平衡。這是傳感器就會把檢測到的信號進過AD轉換送到微處理器，這時GSM模塊就會在微處理器模塊的控制下發送報警消息給用戶[1]。煙霧傳感器原理圖見圖2。

4 GSM模塊

本項目在實驗中選用的是基于GSM的數字移動通信系統的通信模塊，并且是基于傳統調制解調器和GSM無線移動系統的結合的無線調制解調器。由于采用了高效的調制解調器、交織均衡、通信編碼等技術，模塊具有頻譜率高、頻率重復利用率高，容量大，安全性高等特點。模塊安裝上SIM卡之后，可以實現漫游的功能。該模塊是通過串行通信接口支持AT命令，直接通過AT命令實現簡單短消息的發送和接收、查詢和管理，而且它還支持PDU模式和文本格式的短消息[2]。

5 其它相關模塊

本項目人機界面采用12864液晶鍵盤模塊，外圍傳感器采集信息后，利用 LCD 液晶顯示電路顯示出傳感器測量出的值，可以通過按鍵設定標準值和按鍵進行上下翻頁，上下調值，按鍵也可以對系統進行設置，比如更改用戶手機號等等，帶來很多方便，避免了每次抄寫程序。清晰反應當前各種被檢測物質的狀況，并且在發生報警，保證第一時間采取簡單的防范措施。方便識別報警的類型，采取不同應急措施。

6 系統的程序設計

系統主程序流程圖如圖3 所示。

系統上電后，系統自動進行初始化，各模塊正常進行工作，將采集的數據經過A/D轉換后顯示在液晶屏上，通過微處理器處理后是否有異常信號產生，控制GSM無線通信模塊是否報警。

7 結束語

經過長期的實驗，對程序和硬件優化，防盜報警系統達到了理想的狀態，經過反復測試可以實現普通家庭的防火防盜，而且能夠以中文短信的方式很快的把情況發送到用戶的手機上，確保用戶的家庭成員的人生安全和財產安全。項目的還存在可以增強的地方，比如加入攝像頭，可以時刻把監控畫面傳輸到我們的手機上，掌握家庭里的一切，這是后期努力的方向。

參考文獻

[1]趙志亮，劉斌勝.基于傳感器技術的探測報警裝置淺析[J].山西科技，2010，25（3）：71.

[2]張敬普，李永明.基于GSM短信通訊的家居智能監控系統[J].電子設計工程，2011（21）：97-107.