基于GSM的防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

張世元

摘 要：文章設(shè)計(jì)了一種基于GSM模塊的防盜報(bào)警系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、鍵盤電路、數(shù)碼管顯示電路、人體紅外傳感器信號(hào)處理電路、聲光報(bào)警電路及SIM900A接口電路等。實(shí)現(xiàn)了手動(dòng)輸入接收端手機(jī)號(hào)碼、號(hào)碼修改并確認(rèn)后開啟防盜報(bào)警模式、有人闖入時(shí)自動(dòng)發(fā)送短信開始報(bào)警等功能。

關(guān)鍵詞：GSM模塊 防盜報(bào)警 紅外傳感器

中圖分類號(hào)：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）05（c）-0001-02

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，信息化程度越來越高，人們對(duì)生活質(zhì)量的要求也相應(yīng)提高，對(duì)安全家居智能化程度要求也日益提升。文章設(shè)計(jì)了一種基于GSM的家居防盜報(bào)警系統(tǒng)，不僅可以解決傳統(tǒng)的機(jī)械式安防系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中暴露的隱患，而且可以使家庭防盜變得更可靠、方便、及時(shí)。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

本設(shè)計(jì)包括監(jiān)控系統(tǒng)和采集系統(tǒng)兩個(gè)模塊，基本工作原理如下。首先，設(shè)定接收用戶，然后利用熱釋電型紅外傳感器檢測人體輻射的紅外線，若檢測到的紅外信號(hào)發(fā)生變化，則將其轉(zhuǎn)化為微弱的電信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)處理電路進(jìn)行濾波、放大、比較、輸出高電平作為報(bào)警信號(hào)送給MCU，如果滿足報(bào)警條件，MCU發(fā)出控制信號(hào)，通過串行通信接口，控制GSM短信模塊給用戶發(fā)短信息，實(shí)現(xiàn)防盜報(bào)警。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

監(jiān)控系統(tǒng)主要功能是通過無線接收采集系統(tǒng)發(fā)送的報(bào)警信息，如果有報(bào)警信息，則控制報(bào)警電路發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)，在OLED上顯示報(bào)警地址編碼，并向預(yù)先設(shè)置的手機(jī)號(hào)碼發(fā)送報(bào)警短信消息。通過手機(jī)APP控制藍(lán)牙模塊修改設(shè)置的報(bào)警電話號(hào)碼，再利用鍵盤向采集系統(tǒng)發(fā)送控制命令。監(jiān)控系統(tǒng)選擇STM32F407微控制器為主控芯片，如圖1所示。

（1）鍵盤顯示接口電路。

采集電路系統(tǒng)板采用獨(dú)立式鍵盤，通過STM32F407VE系統(tǒng)板的I/O口擴(kuò)展4個(gè)獨(dú)立式按鍵，設(shè)置I/O內(nèi)部上拉作為獨(dú)立式按鍵的上拉電阻。系統(tǒng)通過SPI總線控制OLED顯示電路。

（2）聲光報(bào)警電路。

當(dāng)有報(bào)警信息時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，即蜂鳴器發(fā)聲，發(fā)光管發(fā)光并閃爍，電路原理圖如圖2所示，其中PD5、PD6是STM32F407VE的I/O口。

（3）無線通信模塊。

系統(tǒng)中通過串口與無線通信模塊進(jìn)行通信，接收采集系統(tǒng)的報(bào)警信息，向采集系統(tǒng)發(fā)送控制命令等，無線模塊接口電路，如圖3所示。

（4）GPRS模塊。

短信收發(fā)模塊的作用是當(dāng)接收到MCU發(fā)出的報(bào)警信號(hào)時(shí)，啟動(dòng)短信發(fā)送功能，給設(shè)定好的手機(jī)號(hào)發(fā)送報(bào)警短信，以便能及時(shí)處理。短信收發(fā)模塊由SIM900A及外圍電路構(gòu)成GSM模塊，有一個(gè)SIM卡專門用于短信的收發(fā)工作。系統(tǒng)通過串口與無線通信模塊進(jìn)行通信，接收采集系統(tǒng)的報(bào)警信息，發(fā)送控制命令等。

2.2 采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

采集系統(tǒng)主要功能為采集熱釋電傳感器輸出的報(bào)警信號(hào)，如果熱釋電傳感器有報(bào)警信號(hào)，微控制器控制無線發(fā)送模塊向監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信息，同時(shí)控制本地報(bào)警電路發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

（1）STM32F103C8T6最小系統(tǒng)。

采集系統(tǒng)最小系統(tǒng)包括：STM32F103C8T6、晶振電路、復(fù)位電路。電路原理圖，如圖4所示。

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，PA0接熱釋電傳感器輸出的報(bào)警信號(hào)，PB7為蜂鳴器控制端，PB8～PB15為采集系統(tǒng)地址編碼設(shè)置端，RXD和TXD是串口收發(fā)引腳，連接無線串口模塊。

（2）熱釋紅外傳感器選型。

熱釋電紅外傳感器的電壓響應(yīng)度與入射光輻射變化的頻率成反比，當(dāng)恒定的紅外輻射照射在探測器上時(shí)，探測器沒有電信號(hào)輸出，當(dāng)物體移動(dòng)速度越快，同樣的入射功率下，輸出電壓就會(huì)越小，只有達(dá)到報(bào)警閥值電平時(shí)，探測器才會(huì)有電壓信號(hào)輸出。根據(jù)該特性，選擇熱釋電紅外探測器適用于警情信號(hào)的檢測。本系統(tǒng)選用的熱釋紅外探測傳感器為RE200B，處理電路選擇集成熱釋紅外處理芯片BISS0001。

（3）無線通信模塊。

系統(tǒng)通過串口與無線通信模塊進(jìn)行通信，與監(jiān)控系統(tǒng)無線模塊接口電路相同。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件由監(jiān)控軟件（主程序）及執(zhí)行軟件（子程序）兩部分組成，其中監(jiān)控軟件是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，進(jìn)行各執(zhí)行模塊之間的協(xié)調(diào)。執(zhí)行軟件用來完成報(bào)警系統(tǒng)中測量、計(jì)算、顯示、通訊等功能。

4 結(jié)語

文章給出了基于短信信息平臺(tái)的家庭安防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和系統(tǒng)組成方案，對(duì)主控模塊、傳感器模塊、短信模塊及接口電路進(jìn)行了較深入的分析和設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)的家庭安防系統(tǒng)具有硬件結(jié)構(gòu)簡單、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的遠(yuǎn)程報(bào)警及控制功能，達(dá)到了遠(yuǎn)程監(jiān)控家居的目標(biāo)，具有較好的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐娟娟.STM32F103的汽車遠(yuǎn)程防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2012，12（11）：66-69.

[2] 李榮學(xué).突發(fā)火災(zāi)盜竊智能報(bào)警系統(tǒng)中虛警率的解決[J].科技通報(bào)，2012，28（11）：191-194.