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基于GSM的住宅智能報警系統的設計

作者: 時間:2008-05-08 來源:微計算機信息 收藏

  一 引言

本文引用地址:http://www.j9360.com/article/82289.htm

  隨著經濟的不斷發展,人們的生活水平得到了顯著提高;尤其是物質生活水平的提高,安全方面的問題越來越引起人們的重視。為了保障自家的財產安全,許多樓房住戶都在自家地下室和住房的門、窗上安裝了防盜門和防護欄等。然而,這些設備在防盜的同時,也帶來了許多弊端:如,若防盜門鑰匙丟失,會給戶主帶來很大的麻煩;家中遇到緊急情況,這些防盜設備也會給逃生及消防救援帶來諸多不便。隨著科學技術的不斷進步,尖端科學技術應用的普及,許多智能化的報警系統也應運而生,它們將更便捷、更可靠地保障住戶的財產安全。在本文中,筆者設計了一種基于的住宅,該系統滿足了現代住宅防盜的需要。

  二 系統工作原理

  該系統利用熱釋對防區實時監視,單片機是整個系統的核心控制部件,傳感器觸發的開關報警信號經過信號處理電路后輸入到單片機;單片機對信號加以判斷,然后發出命令,通過執行機構使系統按照一定的順序進行工作。這里包括:當智能檢測器發現異常情況時,一方面采用現場聲、光、電報警,以威懾犯罪分子,另一方面,引入先進的通訊技術,利用無線通訊網絡,將家中的情況傳遞給戶主,戶主在得到信息后,可以立即采取有效的應急措施,如,打電話給當地物業、110求救中心等,對事故進行緊急處理;另外,本系統可通過加密和解密以切換布防和撤防狀態。系統結構如圖1所示。


圖1 系統結構框圖

  三 系統主要部件

  3.1 熱釋

  在電子防盜領域中,熱釋因其隱蔽性好,功耗小,價格低廉、技術性能穩定,受到廣大用戶的歡迎。其工作原理:人體體溫一般在37度,會發出波長約10μM左右的紅外線,傳感器的紅外探頭靠探測人體發射的紅外線進行工作。它的感應源通常采用熱釋電元件,在接收到人體紅外輻射溫度發生變化時會失去電荷平衡,進而向外釋放電荷,后續經一系列信號處理電路,便能產生報警信號[1]。為了僅對人體的紅外輻射敏感,在該傳感器的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲涅耳濾光片,以增強聚集紅外線,起到有效限制環境干擾的作用。

  3.2 GSM模塊

  本設計采用的是西門子公司推出的新一代無線通信GSM模塊TC35,該模塊的工作電壓為3.3~5.5V,可以工作在900MHZ/1800MHZ兩個頻段,自帶RS232通訊接口,可以方便地與PC機、單片機連機通訊,安全、可靠地實現系統方案中的數據、語音傳輸、短消息服務和傳真。其中,由于短消息具有實現簡單、通信成本低、保密性好、直接面向用戶手機且不受地域限制等特點,是目前利用最為廣泛的通訊方式[2]。在該報警系統中,將用戶手機作為接收終端,當家中有警情發生時,手機會自動收到一條來自的報警短信,這樣便可實時、可靠、快捷的實現遠程報警。

  四 的設計

  4.1 硬件電路設計

  4.1.1監測電路設計

  這一部分為整個系統的動作核心。當傳感器監測到人體發出的紅外線后便輸出熱電信號,由于該信號非常微弱且夾雜有干擾信號,因此設計了特殊的信號處理電路(采用運算放大器,配合周邊電路形成具有帶通濾波器功能的放大電路)分離出熱電信號,并將其放大數千倍;通過參數的優化設計,配合比較器電路進一步消除流動熱空氣造成的干擾。然后對兩級放大后分離出的熱電信號進行分析判斷。為防誤動作,信號將與門限電平進行比較,產生高電平信號輸出。最后將不同探頭產生的信號通過或非門引入到單片機的INT1口,待中斷以執行相應的動作;當沒有中斷時,系統處于待機狀態,這樣可以降低系統功耗。電路結構見圖2。

  4.1.2聲光電報警系統設計

  當單片機監測到有人進入防區里時,智能報警系統便通過蜂鳴器進行聲音報警,同時發紅光二極管進行閃爍,起到威懾犯罪分子的作用。本設計中也引入了高壓發生器,當連接的繼電器常開觸點閉合后,經升壓可使次級輸出高壓,將其引至報警裝置外殼,如果作案者意圖破壞報警裝置,在接觸到其外殼時,即便帶有手套,高壓也能擊穿手套通過人體放電,這將有效阻止犯罪分子的進一步作案,但也不會對其造成永久性的傷害。

  4.1.3 GSM通訊系統設計

  單片機和TC35的通訊,一般采用串行工作方式1,數據格式為10位。其中,1個起始位(0),8個數據位(最低位在前),1個停止位(1)[3]。其波特率的值取決于定時器T1的溢出率和特殊功能寄存器PCON中的SMOD位的值。由于單片機的TXD和RXD電平為TTL電平,而TC35進行通訊時經過RS-232接口,TTL電平和RS-232電平互不兼容,所以兩者接口時,必須進行電平轉換,在此使用MAX232芯片。

圖3 電平轉換電路圖

  4.1.4布防和撤防狀態的切換

  通過對系統加密、解密的方法,進行布防和撤防狀態的切換。系統初始化過程中,在單片機里設置了特定的密碼。當家人回到家時,可通過正確輸入該密碼以撤防。此時,在室內自由活動將不會產生報警。外出時,可操作鍵盤使系統重新進入設防狀態。需要注意的是:在布防狀態下,檢測到報警信號后系統需經過一段延時后,再次核查該信號是否存在,若存在,而又沒有撤防,則產生相應的警報(聲光電效果和短信息告知戶主)。這個延時非常必要,由于主人離開自設的防區需要一段時間,若沒有這個延時,那么主人自己經過防區時,也會產生誤報警。

  4.2 軟件設計

  單片機主要實現對人體發出的紅外線的監測、執行相應的聲光電報警、進行遠程通訊及布防和撤防狀態切換等功能。在軟件編程時,按功能劃分模塊,并采用51系列單片機的匯編語言以實現。對于GSM通訊部分,主要是單片機通過串口向TC35模塊發送標準的AT命令,通過特定的命令發送和接收短信。短信的具體收發過程由TC35模塊自動實現,不受單片機的控制[4]。以下列出了相關的流程圖4、5。

圖4 主程序流程圖

圖5 中斷程序流程圖
 
  五 結束語

  該系統的創新點:住宅防區中出現警情時,系統可自動聲光電報警以給闖入者更強大的威懾;并通過GSM模塊實現遠程告知戶主警情,使之立即采取有效的應急措施,使防盜效果更佳;另外增加了加密解密的措施,以實現系統布防與撤防狀態的切換,真正實現了為戶主按需服務的功能。該系統也可擴展到整座樓宇,甚至整個生活小區。因此,具有廣闊的使用空間和發展空間。

參考文獻

[1]http://www.icembed.com/info-13451.htm.

[2]袁佑新 黃曉研等  基于GSM的汽車防盜報警系統設計[J].中國水運.2007.3,5(3):142~143.

[3]何橋  單片機原理及應用[M].北京:中國鐵道出版社,2004.3

[4]員天佑 謝閱  基于GSM的遠程住宅智能監控系統的設計與實現[J].微計算機信息.2006,5-1:95~96,53

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