基于GSM家庭防盗报警系统的设计.doc

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2020年4月19日

基于GSM家庭防盗报警系统的设计

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基于GSM家庭防盗报警系统的设计

摘要：
随着超大规模集成电路、通信技术、单片机技术的迅猛发展和人们保安意识的日渐增强，利用单片机及其它外围芯片实现自动报警已成为可能，而且是一种发展趋势。它不但有体积小、安装方便、功能较齐全等优点，而且有很高的性价比，因此应用前景广泛。可是现有市场上的家用报警器都有一些不足之处，因此在现行产品的基础之上研制一种新型的家用智能防盗报警器，进一步完善报警器的功能，提高它的可靠性，具有实际意义。这对于保障居民的生命财产安全，提高公安、消防、医疗、保安等部门的快速反应能力，有着重要的价值。
本文在现有的家庭报警器基础之上，将无线通信模块引入报警系统，使系统可经过固定电话线和无线通信模块向外界报警，这样就克服了报警器因电话线被恶意剪断而失去报警功能的问题。
采用模块化的设计思想，系统功能划分为三个部分：主模块、移动通信模块、警情采集模块。用户能够根据自己的需要和经济承受能力，购买相应的模块组合成满意的家庭报警器。主模块是系统的核心模块，其它部分作为功能模块。在主模块中预先留有各个功能模块的接口，而且将它们相应的软件驱动程序存入主模块之中，能够实现即插即用。
本文对以上三个部分的软硬件设计作了详细的阐述，详细介绍了核心芯片的选择，外围电路的连接，芯片与芯片之间的连接电路，程序设计方法和相应的软件，并给出了关键软件的程序源代码。
根据项目的要求研制了一款家庭报警器，满足用户要求。本文在最后指出了家庭报警器的发展方向。
关键词：报警器，双音多频，GSM

第1章绪论
1.1课题来源及研究意义
随着超大规模集成电路、通信技术、单片机技术的迅猛发展和人们保安意识的日渐增强，利用单片机及其它外围芯片实现自动报警已成为可能，且是一种发展趋势。它不但有体积小、安装方便、功能较齐全等优点，而且有很高的性价比，因此应用前景广泛。可是现在市场上的家用报警器都有明显的不足之处，因此在现行产品的基础之上研制一种新型的家用防盗报警器，进一步完善报警器的功能，提高它的可靠性，具有实际意义。这对于保障居民的生命财产安全，提高公安、消防、医疗、保安等部门的快速反应能力，有着重要的价值。
1.2报警器发展历程和研究现状
报警器的发展与微电子技术的发展息息相关，它大致可分为三个发展阶段，对应着三代产品[1]：
第一代是利用纯分离元件组成的产品，其特点是电路组成复杂，功能单一，可靠性较差，体积较大。
第二代是利用集成芯片(IC)和分离元件组成的产品，其特点是电路组成较复杂，可是能够实现多种功能，可靠性比第一代产品高。
第三代是以单片机为核心，外加其它集成芯片和分离元件组成的产品，其特点是功能齐全，可靠性高，具备一定的智能化功能，但电路组成较复杂。
现在市场上主要以第三代产品为主，前两代产品由于功能单一的原因基本己经被淘汰。第三代报警产品又可分为两类，一类是适合单个家庭应用的独立报警器，另一类是适合小区联防报警的联网报警系统。
作为单个家庭用的报警器，产品己经比较成熟，而且功能也比较齐全。多数产品采用单片机作为控制核心部分，经过电话线实现向外界报警功能。可是这种报警器有着自身的不足之处，作为一个独立的系统，它缺乏与外界联系的有效手段，虽然它能够经过固定电话与外界联系，可是一旦电话线被恶意剪断，则将失去电话报警功能。

第2章总体方案设计
现行家用报警器的功能虽然己经比较齐全，可是并不完善。一个明显的不足之处是：因为它们是经过电话线实现向外界报警功能，因此当电话线被恶意剪断时则失去向外界报警的功能。因此，本文将提出一种整体设计方案，以求解决原有家用报警器的不足，完善其功能，提高其可靠性。
根据产品功能要求和产品的性价比，决定采用单片机技术与移动通信技术进行总体方案设计。
2.1报警器的功能要求
根据用户提出的实际要求，本文所研制的报警器的功能要求如下[2-3]：
(1)可实现非法侵入、火灾、煤气和家庭紧急情况多种报警。
(2)可经过固定电话与电话网络联接，报警时能迅速拨打存储的号码。
(3)可经过移动电话与移动电话网络连接，实现向外界报警。
(4)可预先存储10组号码，且掉电不丢失。
(5)可录下20s报警资料，能够更改，且掉电不丢失。
(6)传感器采用无线数据通信。
(7)有报警记忆功能。
(8)可实现异常情况的自动复位。
2.2总体设计方案
根据系统功能的要求和系统构成的需要来设计报警器，其总体设计方案如图2.1所示。采用单片机作为控制中心，配有双音多频（DTMF）收发电路、移动通信模块、语音录放电路、警情采集电路、看门狗电路、声光报警电路[4-6]。
当警情采集电路采集到警情信号时，单片机立即接通报警