基于單片機的智能家用報警系統設計

隨著(zhù)國民經(jīng)濟的增長(cháng)、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們需要對室內環(huán)境的安全進(jìn)行有效的監控和及時(shí)的報警。傳統安防設備如防盜窗、防盜門(mén)等在使用時(shí)存在靈活性弱，有效性和及時(shí)性差等缺點(diǎn)。如果有一種家用智能報警系統，在室內環(huán)境產(chǎn)生異常時(shí)能夠及時(shí)發(fā)現、報警和通知主人，人們的生活環(huán)境將會(huì )更加安全。嵌入式技術(shù)和傳感技術(shù)的發(fā)展為這一系統的實(shí)現提供了可能。

本設計提出了一個(gè)基于STC89C52單片機控制GSM的智能家用報警系統，對房屋災情進(jìn)行實(shí)時(shí)監控和報警。系統使用溫度傳感器對室內溫度進(jìn)行檢測并且在數碼管顯示;使用熱釋電紅外傳感器檢測屋內是否有人非法侵入，檢測數據傳入單片機，單片機對數據進(jìn)行分析和處理，若有異常，進(jìn)行蜂鳴報警，并控制GSM系統向主人發(fā)送信息。該智能報警系統可以根據環(huán)境變化及時(shí)做出反應，從而保證家居環(huán)境的安全。

1 系統硬件設計

1.1 系統總體設計

系統基于STC89C52單片機，主要的模塊有熱釋電紅外傳感模塊、溫度檢測模塊、蜂鳴器報警模塊、數碼管顯示模塊和GSM短信報警模塊。系統整體框架如圖1所示。

1.2 溫度檢測及顯示模塊設計

溫度檢測及顯示模塊采用數字溫度傳感器DS18B20，DS18B20數字溫度計接線(xiàn)方便，封裝成后可應用于多種場(chǎng)合，耐磨耐碰，體積小，使用方便，并且具有超強的穩定性和卓越的靈敏性。溫度檢測電路如圖2所示。

1.3 熱釋電紅外傳感模塊設計

熱釋電紅外傳感模塊主要用來(lái)對室內是否有人體進(jìn)行檢測，主要由熱釋電紅外傳感器RE20HDB和BISS0001處理芯片構成。BISS0001是CMOS類(lèi)具有獨立的高輸入阻抗運算放大器，可以與多種傳感器匹配，進(jìn)行信號處理，能有效的抑制其他信號的干擾，穩定性高，調節范圍廣。

若有人進(jìn)入熱釋電紅外傳感器的掃描范圍內，RE200B產(chǎn)生微弱的電壓變化使得芯片被觸發(fā)，經(jīng)過(guò)BISS0001芯片的兩級放大后，在VO信號輸出端產(chǎn)生3.3 V左右的電壓;當沒(méi)有人經(jīng)過(guò)時(shí)，VO端輸出0 V，輸出電壓送入單片機進(jìn)行判斷和處理，從而實(shí)現了人體檢測。

1.4 GSM短信報警模塊設計

GSM模塊主要由TC35i、電源電路、串口電路和GSM保護電路組成。TC35i新版西門(mén)子工業(yè)GSM模塊是一個(gè)既支持英文短信又支持中文短信息的工業(yè)級GSM模塊，支持數據和語(yǔ)音兩種格式的SMS短信發(fā)送形式，且格式的設置都可通過(guò)AT命令來(lái)實(shí)現。TC35i短信模塊體積小、重量輕、耗能低，具有SIM應用工具包和AT命令集控制等優(yōu)點(diǎn)。電源電路為GSM提供合適的電壓。GSM保護電路用于防止供給電壓過(guò)大。

2 系統軟件設計

系統以C和匯編語(yǔ)言為編程語(yǔ)言。該系統通過(guò)傳感器對室內環(huán)境條件進(jìn)行檢測，檢測數據傳送給單片機，由單片機對數據進(jìn)行處理并采取相應措施。系統程序流程如圖3所示。系統啟動(dòng)之后，首先進(jìn)行初始化操作，為了能夠及時(shí)顯示溫度以及對非法入侵報警，系統采用中斷技術(shù)，使用單片機定時(shí)中斷TO，每隔500 ms中斷一次。打開(kāi)中斷后，系統開(kāi)始進(jìn)行工作，當有人進(jìn)入時(shí)，系統調用GSM短信發(fā)送程序，并進(jìn)行蜂鳴器報警，為了讓報警產(chǎn)生效果，將報警時(shí)間延遲2分鐘。GSM發(fā)送短信程序設計的流程圖如圖4所示。

3 系統測試

系統軟硬件設計完成后，對各模塊進(jìn)行測試。接通電源后，數碼管能夠正常顯示當前室內的溫度，并且隨室內溫度的改變而改變，表明溫度檢測和顯示模塊功能正常;然后，對是否能夠檢測到人體進(jìn)行了測試，當有人進(jìn)入熱釋紅外傳感器掃描范圍內時(shí)，系統報警并且發(fā)送短信息到指定手機，沒(méi)有人體進(jìn)入時(shí)，系統不報警，表明報警和短息通知功能正常。因此，該系統的溫度檢測、顯示、報警和發(fā)送短信功能均正常。

4 結論

此家用報警系統，主要以防盜和室內溫度檢測為主，防盜報警體現于發(fā)送短信報警和驅動(dòng)蜂鳴器報警，室內溫度檢測主要將其顯示于數碼管。整個(gè)設計的創(chuàng )新點(diǎn)在于系統的自動(dòng)化和智能化，實(shí)用性強。使用簡(jiǎn)單實(shí)用的傳感器，融合聲、溫、電、網(wǎng)絡(luò )信息傳輸等技術(shù)，系統易于實(shí)現。此外，系統的設計思想為智能家居、智能安防等系統的開(kāi)發(fā)提供參考價(jià)值。