[摘要]本文介紹了一種基于GSM網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)防盜智能控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用GSM短信模塊來發(fā)送、接收消息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)家居安全的監(jiān)控。選用多種傳感器采集室內(nèi)信息，運(yùn)用信息融合技術(shù)，獲得較為可靠的報(bào)警信息。業(yè)主接到報(bào)警信息后，回復(fù)短息以控制和處理現(xiàn)場(chǎng)情況，達(dá)到保證家居安全和防盜的目的。

[關(guān)鍵詞]單片機(jī)  防盜報(bào)警系統(tǒng)  GSM  傳感器

作者簡介：焦锏（1982.4.5-），職稱：助教.研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，學(xué)歷：燕山大學(xué)信息與通信技術(shù)研究生在讀；侯俐（1983.3.4-），職稱：助教，研究方向：計(jì)算機(jī)軟件，工程，學(xué)歷：東北大學(xué)軟件工程碩士。

隨著生活水平的提高，特別是物質(zhì)生活水平的不斷提高，人們對(duì)自己的個(gè)人安全和家庭財(cái)產(chǎn)安全越來越重視，安全已成為一種市場(chǎng)需求?；贕SM的室內(nèi)防盜智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)可解決這種安全的需求，讓家庭防盜更及時(shí)、使用更方便。

一、系統(tǒng)總體思想

設(shè)計(jì)中系統(tǒng)主要用在獨(dú)立用戶的一對(duì)一通信情況下，通信的媒介是 GSM 網(wǎng)絡(luò)，通過該網(wǎng)絡(luò)傳輸 SMS報(bào)警短信息。由于利用了現(xiàn)有用戶的手機(jī)和 GSM通信網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)采用 SMS進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，因此整個(gè)系統(tǒng)在價(jià)格等方面都有很大的優(yōu)勢(shì)，在技術(shù)方面也基本能滿足特定用戶的需求。此外還可以根據(jù)控制要求對(duì)控制終端的硬件和軟件經(jīng)過相應(yīng)的修改，從而可以用于小區(qū)聯(lián)合防盜系統(tǒng)、汽車防盜系統(tǒng)以及各種涉及到一對(duì)一的遠(yuǎn)程通信控制中，并且系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法相對(duì)容易，性價(jià)比較高。因此這套系統(tǒng)在室內(nèi)防盜控制方面有較大的使用價(jià)值，具有比較廣闊的市場(chǎng)前景。

（一）總體方案設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)就是利用基于 GSM系統(tǒng)的移動(dòng)平臺(tái)之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的短信息業(yè)務(wù)，將移動(dòng)通信與報(bào)警功能結(jié)合起來：當(dāng)出現(xiàn)警情時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)將報(bào)警信號(hào)通過短信息的方式發(fā)送出去，使之能隨時(shí)跟隨主人，及時(shí)的向不在現(xiàn)場(chǎng)的主人顯示警情信息。當(dāng)主人收到短信息后，馬上回復(fù)一條短信息給報(bào)警系統(tǒng)，使報(bào)警系統(tǒng)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作如反鎖房門，之后報(bào)警系統(tǒng)給手機(jī)用戶發(fā)送房門已經(jīng)反鎖信息等。用這種方法設(shè)計(jì)出來的報(bào)警系統(tǒng)，不但可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)報(bào)警系統(tǒng)的不足，克服傳統(tǒng)報(bào)警系統(tǒng)諸如報(bào)警警鈴噪音擾民、報(bào)警范圍有限、有效性低等缺點(diǎn)，而且也是移動(dòng)通信系統(tǒng)增值服務(wù)的一種開發(fā)利用。

（二）系統(tǒng)中的移動(dòng)通信模塊通過單片機(jī)的RS232 串口與移動(dòng)通信模塊連接，短信息編碼為 ETSI（歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)）的GSM07.05標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)性價(jià)比以及系統(tǒng)的實(shí)際功能要求等，系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)作為控制器，通過其標(biāo)準(zhǔn)的全雙工串口與移動(dòng)通信模塊進(jìn)行通信。由傳感器將采集到的報(bào)警信號(hào)發(fā)送至單片機(jī)，單片機(jī)通過判斷，發(fā)送控制指令到移動(dòng)通信模塊，移動(dòng)通信模塊接到指令后調(diào)用預(yù)先設(shè)計(jì)好的報(bào)警短信息，利用 GSM 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給用戶手機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能；用戶接到報(bào)警短信息后，可回復(fù)短信息到報(bào)警系統(tǒng)，系統(tǒng)通過判定用戶回復(fù)的短信息內(nèi)容，控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)施相應(yīng)得防盜措施。其中單片機(jī)作為控制中心，配有警情采集模塊、移動(dòng)通信模塊、報(bào)警模塊、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等模塊。

二、系統(tǒng)的軟件程序設(shè)計(jì)

（一）移動(dòng)通信模塊部分的程序設(shè)計(jì)

系統(tǒng)開機(jī)運(yùn)行初始化以后，將處于等待手機(jī)用戶進(jìn)行身份認(rèn)定的狀態(tài)，只有系統(tǒng)認(rèn)定手機(jī)用戶之后，控制系統(tǒng)才會(huì)發(fā)送給被認(rèn)定的主人一條確認(rèn)短信。若設(shè)防信號(hào)無效，則控制系統(tǒng)不檢測(cè)其狀態(tài)。只有設(shè)防信號(hào)有效后，系統(tǒng)才將處于不斷的檢測(cè)控制系統(tǒng)狀態(tài)和接收用戶短信息的狀態(tài)之中，若控制系統(tǒng)檢測(cè)到有非法入侵信號(hào)時(shí)，就會(huì)發(fā)送報(bào)警短信息給用戶手機(jī)，可設(shè)定只發(fā)送一次短信息，并且發(fā)送本地報(bào)警信號(hào)，持續(xù) 10秒。當(dāng)用戶手機(jī)發(fā)送固定格式的短信息給系統(tǒng)時(shí)，控制系統(tǒng)接收并判斷，然后根據(jù)判斷結(jié)果給予相應(yīng)的回復(fù)，以實(shí)現(xiàn)手機(jī)用戶和系統(tǒng)的互動(dòng)操作。

（二）串行通信部分的設(shè)置

移動(dòng)通信模塊可以通過指令成功的收發(fā)預(yù)先設(shè)定的短信息，但是現(xiàn)在的問題是這些報(bào)警短信息的收發(fā)都是通過計(jì)算機(jī)控制的，必須將其改用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)控制從而以脫離計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)和移動(dòng)通信模塊的數(shù)據(jù)傳輸是通過 DB9針的 RS232 串口通信來實(shí)現(xiàn)的。目前較為常用的串口有 9

針串口（DB9）和25針串口（DB25），通信距離較近時(shí)（<12m），可以用電纜線直接連接標(biāo)準(zhǔn) RS232端口 （RS422，RS485 較遠(yuǎn)）；若距離較遠(yuǎn)，需附加調(diào)制解調(diào)器（MODEM）。其中最簡單并且最常用的是三線制接法，即：地、接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)三腳相連。

設(shè)計(jì)中采用的就是最常用的串口三線制連接方法，這樣是為了實(shí)現(xiàn)兩種工作方式。一是當(dāng)計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)和單片機(jī)連接時(shí)用，這是為了調(diào)試的需要。二是移動(dòng)通信模塊與單片機(jī)連接時(shí)用，這主要是觀察最終結(jié)果。在連接串口的時(shí)候，必須要注意一個(gè)原則：接收數(shù)據(jù)針腳（或線）與發(fā)送數(shù)據(jù)針腳（或線）相連，彼此交叉，信號(hào)地對(duì)應(yīng)相接。這樣才能保證連接線的正確，而且連接好后用串口調(diào)試工具測(cè)試，以免因?yàn)檫B接線的不正確導(dǎo)致無法通信。

（三）串行通信的實(shí)現(xiàn)

根據(jù)信息的傳送方向，串行通訊可以進(jìn)一步分為單工、半雙工和全雙工三種。按通訊方式又分為異步通訊和同步通訊兩種。在單片機(jī)系統(tǒng)中，主要使用異步通訊方式。串口通信工作在查詢方式和中斷方式時(shí)單片機(jī)都可以接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。

AT89C51單片機(jī)有工作在異步通訊方式下的一個(gè)全雙工串行口。本文采用的是單片機(jī)按查詢方式接收串口數(shù)據(jù)，這樣設(shè)計(jì)主要是因?yàn)橐苿?dòng)通信模塊發(fā)送的是短信息數(shù)據(jù)碼流，數(shù)據(jù)量很大，比如一條普通的短信碼流的字符都是 130個(gè)以上，如果按中斷處理方式處理，每傳送一個(gè)字符都要進(jìn)行中斷，啟動(dòng)中斷控制器，還要保留和恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)以便能繼續(xù)原程序的執(zhí)行，花費(fèi)的工作量很大，這樣就需要大量數(shù)據(jù)交換，系統(tǒng)的性能也會(huì)因此大大降低。

系統(tǒng)使用的電源選取12V，為此設(shè)計(jì)了以7812芯片為主的12V直流穩(wěn)壓電源。

三、傳感器

（一）紅外傳感器

對(duì)于防盜傳感器，本系統(tǒng)采用主動(dòng)式紅外對(duì)射傳感器。

（二）煙霧傳感器

文中選用離子式煙霧傳感器。

（三）氣體泄漏傳感器

選用電化學(xué)型氣體傳感器，電化學(xué)型氣體傳感器可分為原電池式、可控電位電解式、電量式和離子電極式四種類型。我們選用可控電位電解式傳感器，可控電位電解式傳感器是通過測(cè)量電解時(shí)流過的電流來檢測(cè)氣體的體積分?jǐn)?shù)，需要由外界施加特定電壓，除了能檢測(cè)CO，NO，N02，02，S02等氣體外，還能檢測(cè)血液中的氧體積分?jǐn)?shù)。

參考文獻(xiàn)

[1]鄧軍龍。手機(jī)和單片機(jī)控制系統(tǒng)的理論與應(yīng)用研究[D]廣東工業(yè)大學(xué)，2002

[2]趙沖，代茗樞?；?GSM的防盜報(bào)警系統(tǒng)[J]西安科技大學(xué)學(xué)報(bào)（增刊），2006，（26）：185-198

[3]周學(xué)冰。短信息（SMS）與 WAP的開發(fā)及應(yīng)用[M]電子工業(yè)出版社，2005：22-45

[4]陳雷，丁曉明，李強(qiáng)。GSM短消息系統(tǒng)在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用[J]中國數(shù)據(jù)通信，2003，（3）：58-61

[6]丁園園，趙維琴?；贛CS-51單片機(jī)的自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)[J]儀表技術(shù)，2000（2），126~156