基于Android手機與單片機的智能防盜系統設計

王廬山

摘? 要：本文介紹了一種Android手機作為移動控制端， STC89C52RC單片機為底層主控芯片，人體遠紅外熱釋電傳感器、防闖入光幕及振動傳感器作為檢測裝置，通過WIFI通信來實現Android手機移動端遠程監控防盜系統。單片機將檢測到的防盜傳感器開關信號，上傳到移動手機端，移動端軟件通過數據分析。系統可以設置布防和解除布防模式，在布防模式下，當檢測到有人闖入時，Android手機收到報警提示，用戶可以通過手機控制警笛警燈發生報警聲，同時遠程拍照取證。實踐證明，本系統結構簡單、可靠性高、成本低，具有很強的實用價值和廣闊的市場前景。

關鍵詞：Android 單片機? 防盜? 遠程控制? 光幕

中圖分類號：TP277? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）09（a）-0126-03

Abstract：This paper introduces an Android mobile phone as the mobile control terminal， STC89c52rc single chip as the bottom main control chip， human far-infrared pyroelectric sensor， anti intruder light curtain and vibration sensor as the detection device， through WiFi communication to realize the Android mobile phone remote monitoring and anti-theft system. SCM will detect the anti-theft sensor switch signal， upload to the mobile phone， mobile software through data analysis. The system can set and remove the deployment mode. In the deployment mode， when someone intrudes， the Android mobile phone receives an alarm prompt， and the user can control the siren and alarm light to generate an alarm sound through the mobile phone， and take a remote photo to obtain evidence at the same time. It has been proved that the system is simple in structure， high in reliability and low in cost. It has strong practical value and broad market prospect.

Key Words：Android SCM;Anti-theft;Remote control;Light curtain

1? 系統總體設計

系統架構圖如圖1所示，基于Android手機與單片機的智能防盜系統是在傳統防盜系統的基礎上，配置了人體遠紅外熱釋傳感器、防闖入光幕墻及振動傳感器等防盜采集設備和數據傳輸設備、單片機底層控制設備、智能移動終端等處理控制設備，通過Android移動端上位機應用軟件，實現了對防盜系統的遠程監控。系統主要由數據采集層、數據處理層、驅動控制層等部分組成。

2? 系統硬件設計

2.1 單片機控制單元

單片機控制單元選用STC89C52RC單片機為控制核心，單片機與時鐘電路、電源電路及復位電路一起構成單片機最小系統。外接人體遠紅外熱釋傳感器、防闖入光幕及振動傳感器，用于檢測是否有人闖入。單片機通過串口與Wifi模塊連接，接收Android移動端發來的控制命令，向 Android移動端上傳防盜傳感器的數據。單片機控制系統接收Android移動端發來的控制命令，解析命令，從而發出控制信號，控制報警燈及警笛的動作，實現自動報警的功能。

2.2 人體遠紅外熱釋傳感器單元

人體遠紅外熱釋電傳感器放在用戶大門外面，用于檢測是否有人進入到限定區域。人體遠紅外熱釋電傳感器模塊，是基于紅外光電技術。自動感應，當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。傳感器有兩種觸發模式：不可重復觸發模式和重復觸發模式，當工作在不可重復模式時，模塊感應輸出高電平后，延時一段時間，輸出自動從高電平跳變為低電平。當工作在重復觸發方式時，感應輸出高電平后，延時時間段內，如果有人在感應范圍移動，輸出保持高電平，直到人離開，延時一段時間后高電平跳變為低電平。

感應模塊可以設置封鎖時間，在封鎖時間段，不接受任何感應信號。此功能可有效抑制各種干擾。

模塊靈敏度高，可靠性強。把模塊的輸出信號連接到單片機的IO口上，單片機通過檢測高低電平，就可以判斷是否有人闖入。

2.3 防闖入光幕墻單元

光幕墻模塊用于檢測是否有人破門而入，電路如圖2所示。

模塊放在住宅大門的兩側，檢測非法開門。光幕墻模塊的一端安裝有多個紅外光電發射管，另一端相應的有相同數量的紅外光電接收管。當一對紅外發射管、紅外接收管之間沒有障礙物時，紅外光電發射管發出的紅外光信號能順利到達紅外光電接收管。紅外光電接收管接收到紅外光信號后，輸出低電平;當有障礙物的時，紅外光電發射管發出的紅外光信號不能到達紅外接收管，電路輸出為高電平。

光幕墻模塊的輸出端與單片機相連，通過單片機檢測高低電平，就可以檢測到是否有人闖入。

2.4 振動傳感器單元

震動模塊用來檢測系統的震動，震動傳感器安裝到汽車的車門上。震動檢測電路如圖3所示，當沒有震動發生時，由于R6和R12的分壓作用，使得Q1基極電壓約等于發射極的電壓，故三極管Q1處于截止狀態;Q1集電極為低電平，CD4013中的D觸發器的時鐘輸入端為低電平，所以觸發器輸出端狀態不變，維持低電平;當有震動發生時，震動傳感器Y1產生很高的不規則脈沖電壓信號，這個電壓和R6和R12的分壓進行迭加，使得Q1基極電壓小于發射極的電壓，故三極管Q1處于導通狀態;Q1集電極為高電平，CD4013中的D觸發器的時鐘輸入端從低電平跳變為高電平，所以觸發器輸出端變為高電平;延時一段時間后，又恢復成高電平。模塊輸出端與單片機直接相連，通過單片機來檢測高低電平，從而檢測環境是否有震動，起到報警作用。

2.5 警燈警笛驅動單元

警燈警笛采用購買現成的產品，驅動采用NPN三極管和繼電器驅動，驅動電路與單片機相連，當單片機輸出低電時，三極管Q1導通，繼電器JDQ通電，開關閉合，警燈警笛模塊得電，發出報警聲音和光，報警驅動電路如圖4所示。

3? 系統軟件設計

3.1 底層軟件設計

系統首先對程序進行初始化，之后開始檢測人體遠紅外熱釋傳感器、防闖入光幕墻及振動傳感器的信號，關閉警燈警笛。然后將當前防盜傳感器數據通過Wifi上傳到上位機Android移動端，上位機應用進行智能分析，判斷是否有人闖入。接著等待上位機發送控制指令，接收指令成功后，單片機系統根據工作模式進行操作。在布防模式下，單片機解析上位機的命令，當上位機發出報警控制信號時，警燈警笛工作，發出報警聲音和光，同時上位機會自動拍照取證。在非布防模式下，單片機對理會上位機的命令，報警系統不工作。

3.2 Android移動端軟件設計

上位機Android移動端應用程序采用Android編寫，編程環境采用 Studio，上位機主要通過Wifi與單片機的數據通信，傳輸用戶所設定的相關參數值和控制命令，實現系統的遠程控制功能。系統上位機界面主要包括門、窗、人異常檢測及布防控制等選項，該界面實時顯示當前防盜傳感器的情況，用于用戶對當前防盜實時的監測。同時當有盜竊發生時，上位機Android移動端應用程序還要啟用遠程拍照取證。

4? 結語

基于Android手機與單片機的智能防盜系統集信息采集、傳輸、應用與指揮決策于一體，實現了對家庭防盜遠程監控。根據設計思想制作實物，經驗證功能實現良好。本系統利用單片機和Android平臺的結合，不僅實現低成本檢測、顯示和報警，而且通過串口WiFi設備還能將系統數據無線傳輸到用戶的智能手機上，真正實現了遠程的智能防盜報警。

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