毕业论文-基于单片机的智能防盗系统的设计与实现

1、大连东软信息学院本科毕业设计（论文） 论文题目：基于单片机的智能防盗系统设计与实现系 所： 电子工程系 专 业： 电子信息工程（嵌入式系统工程方向） 学生姓名： 学生学号： 指导教师： 导师职称： 副教授 完成日期： 2014年 4月 28日 大连东软信息学院Dalian 大连东软信息学院毕业设计（论文） 摘要 IV基于单片机的智能防盗系统设计与实现摘 要随着各类突发事件的频频发生，人们的安全防范意识也随之提高，同时各种社会不安全因素也在困扰着我们的生活，传统的安全防范措施，如钢制防盗门和钢制的防盗窗已无法满足人们的需求。因此社会迫切的需要一种不仅性价比高，而且要运行可靠的，可以将非法入侵者拒

2、之户外的智能防盗系统。在电子技术发展迅猛的当下，基于单片机的控制系统广泛应用于各个领域中，同时随着家居智能化技术的不断成熟，人们对智能化家居也是更加青睐。本文鉴于以上的种种因素，设计了一个基于单片机的智能防盗系统。此设计以STC89C52单片机系统为核心，并利用无线GSM短信模块以及传感器技术等组成了智能防盗系统，系统软件部分应用了单片机的C语言进行设计，用来实现设计中需要的全部控制功能。通过红外热释电传感器感应人体散发的红外线，当人移动在危险范围内，传感器就会感应到，将信号发送给单片机，经过单片机处理，判断所接受信号是否符合报警条件，一旦符合报警将通过串行通信接口RS232，控制GSM短信模

3、块给用户发短信息，第一时间保护用户的财产安全。关键词：单片机，无线GSM短信模块，热释电红外传感器，智能防盗大连东软信息学院毕业设计（论文） AbstractDesign and Implementation of Intelligent Anti-theft System Based on Single Chip AbstractWith the frequent occurrence of all types of emergencies, peoples awareness of security also increases, but also a variety of social

4、insecurity affects our lives, traditional security measures, such as steel security doors and steel anti-theft window has been unable to meet peoples needs. Hence society urgently needs a kind of intelligent anti-theft system not only cost-effective, but also to run reliably, can resist the illegal

5、intruders from the outside. The electronic technology develop rapidly at the moment, control system that based on single-chip microcomputer is widely used in various fields, at the same time the technology of intelligent home continue to mature, intelligent home are also good graces by more people.

6、This article view of the above factors, design an intelligent anti-theft System based on MCU.This design with STC89C52 SCM system as the core, and use the GSM SMS wireless module and sensor technology in this intelligent anti-theft system, the part of system software used the SCM C language to carry

7、 on the design, to achieve required full control functions in the design. By pyroelectric infrared sensor senses infrared ray that the body exudes, when people move within the dangerous range, the sensor will sense that sends a signal to the microcontroller, after the SCM processing, to determine wh

8、ether a received signal conforms to the alarm condition, once conform to the alarm will be through the RS232 serial communication interface, to control the GSM SMS module send short messages to users, the first time to protect property safety of users.Key words: MCU, Wireless GSM Short Message Modul

9、e, Pyroelectric Infrared Sensor, Intelligent Anti-theft大连东软信息学院毕业设计（论文） 目录目 录 TOC o 1-3 u 摘 要 PAGEREF _Toc387741829 h IAbstract PAGEREF _Toc387741830 h II第1章绪 论 PAGEREF _Toc387741831 h 11.1 课题研究背景与意义 PAGEREF _Toc387741832 h 11.2 课题研究内容与方法 PAGEREF _Toc387741833 h 11.3 课题研究现状 PAGEREF _Toc387741834 h 2

10、第2章关键技术介绍 PAGEREF _Toc387741835 h 32.1 传感器选型 PAGEREF _Toc387741836 h 32.2 单片机选型 PAGEREF _Toc387741837 h 32.3 通信接口选型 PAGEREF _Toc387741838 h 42.4 GSM技术介绍 PAGEREF _Toc387741839 h 4第3章系统需求分析 PAGEREF _Toc387741840 h 53.1 系统设计目标 PAGEREF _Toc387741841 h 53.2 系统功能需求 PAGEREF _Toc387741842 h 53.2.1 单片机最小系统需求

11、分析 PAGEREF _Toc387741843 h 53.2.2 红外热释电模块需求分析 PAGEREF _Toc387741844 h 53.2.3 GSM模块需求分析 PAGEREF _Toc387741845 h 63.3 系统开发环境 PAGEREF _Toc387741846 h 63.4 系统可行性分析 PAGEREF _Toc387741847 h 63.4.1 技术可行性 PAGEREF _Toc387741848 h 63.4.2 系统安全性分析 PAGEREF _Toc387741849 h 6第4章系统设计 PAGEREF _Toc387741850 h 84.1 系统

12、设计指导原则 PAGEREF _Toc387741851 h 84.2 体系结构设计 PAGEREF _Toc387741852 h 84.3 硬件设计 PAGEREF _Toc387741853 h 94.3.1 单片机最小系统设计 PAGEREF _Toc387741854 h 94.3.2 红外热释电电路设计 PAGEREF _Toc387741855 h 94.3.3 GSM短信电路设计 PAGEREF _Toc387741856 h 104.4 软件设计 PAGEREF _Toc387741857 h 104.4.1 控制流程设计 PAGEREF _Toc387741858 h 10

13、4.4.2 功能模块设计 PAGEREF _Toc387741859 h 12第5章系统实现 PAGEREF _Toc387741860 h 135.1 环境配置 PAGEREF _Toc387741861 h 135.2 硬件实现 PAGEREF _Toc387741862 h 135.3功能模块实现 PAGEREF _Toc387741863 h 135.3.1 主函数模块功能实现 PAGEREF _Toc387741864 h 135.3.2 中断服务程序实现 PAGEREF _Toc387741865 h 135.3.3 报警电路程序实现 PAGEREF _Toc387741866 h

14、 145.3.4 信号采集电路流程图 PAGEREF _Toc387741867 h 155.4系统集成与调试 PAGEREF _Toc387741868 h 16第6章系统测试 PAGEREF _Toc387741869 h 176.1 测试方案 PAGEREF _Toc387741870 h 176.2 测试方法以及结果 PAGEREF _Toc387741871 h 176.3 系统功能结论分析 PAGEREF _Toc387741872 h 19第7章结论 PAGEREF _Toc387741873 h 20参考文献 PAGEREF _Toc387741874 h 21致 谢 PAGE

15、REF _Toc387741875 h 22附录A PAGEREF _Toc387741876 h 23大连东软信息学院毕业设计（论文）- 第1章绪 论防盗系统已经被越来越广泛的应用，在工厂、汽车、以及公共场所都会看到它的存在。随着社会的进步，人们的居住环境越来越好，人们也越来越重视自己的个人安全和财产安全，对居住环境的安全问题提出了更高的要求；同时，经济的飞速发展也伴随着城市流动人口的增加，给城市的社会治安增加了新的难题。要保障个人、家庭以及住宅的安全，防止偷抢事件的发生，就必须有自己的安全防范系统。无接触、智能化的报警是现在防盗控制系统实现的发展方向。在工业的快速发展之下，防盗系统对于计算

16、机、微电子、以及传感器等高新技术的应用和研究得到了较好的发展。并且防盗系统已经被应用于普通家庭当中，适应了社会上越来越高的应用要求。1.1 课题研究背景与意义随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断发展，人们生活水平得到很大的提高，尤其是物质生活水平的提高。人们对私有财产的保护意识在不断的增强，防盗系统也在向前发展，然而传统的防盗系统已经不能满足人们生活水平的要求。为了保障自家的财产安全，很多楼房住户都采取了相对应的防护措施，虽然这些措施有时可以保证用户的财产安全，但是在面对突发状况的时候就会带来很多的弊端。然而随着社会的不断发展进步，科学技术的普及应用，同时也应运而生了许多智能化的报警系统，

17、此种系统将更便捷、更可靠、更安全地保障用户的财产安全。本设计就是为了满足现代住宅防盗的需要而设计的基于51单片机及GSM短信模块的家庭式智能防盗系统。基于单片机的智能防盗系统利用GSM模块和热释电红外传感器等作为报警终端，免去了电缆的束缚，改善了屋内的环境，对于系统的施工也提供了很大的方便。可以实现一点与多点之间的信息交流，系统特别利用无线信息发送、接收的方式使整个报警过程更加隐蔽，更加可靠。这将不仅在居家安全领域甚至在更多的领域都会得到很好的应用。1.2 课题研究内容与方法本系统是为了满足人们对于现代住宅防盗的需要而进行设计的基于51单片机以及GSM短信模块的家庭式智能防盗系统。采用单片机S

18、TC89C52作为智能防盗系统的检测和控制核心，采用由单片机控制的传感器感应人体辐射的红外线，利用热释电型红外传感器检测人体辐射的红外线，当检测到红外信号变化时，将其转化为微弱的电信号，经过信号处理电路对电信号进行滤波、放大、比较、输出高电平作为告警信息送给MCU，MCU判断是否报警，如果满足报警条件，就会发出控制信号，实现防盗报警的目的。该电路主要分为电源模块、接GMS模块、以及热释电红外模块等几个部分。电源模块采用芯片78L05，通过串行通信接口RS232，控制GSM短信模块给用户发短信息，红外热释电模块采用了单片机STC89C52进行驱动的。基于这些完备而可靠的硬件设计，使用了一套完善的

19、软件编程，实现了智能防盗系统的基本功能。1.3 课题研究现状国内目前经济正处于曲折中发展的过程，面对世界以及国内本身带来的制约因素，就必须在各方面占有主动，而非被动。为了解决防盗系统中的众多问题，提高防盗的质量和效率，可以使用智能的系统进行防盗，从而避免了普通防盗系统所不能跟踪的场面发生，保证了防盗系统的安全性。并且由于实际的需要，对它的功能要求也越来越高，这样不仅可以解决如何将家庭被盗损失降到最低，而且可以给住户更便捷、更可靠的保障。另外减少了人力资源的使用，大大减少资金的投入。本论文所研究的内容就是基于单片机的智能防盗系统。基于单片机智能防盗系统问世以来，国内以及有很多厂商和企业的防盗系统

20、都相继面世，并且竞争激烈，供求关系也还处于平和期。但是智能是社会进步所必须的产物，它必将在未来的社会防盗系统中占据重要地位。对于本系统使用的红外线热释电传感器，它是80年代时新兴发展起来的一种新型的灵敏度较高探测元件。是一种可以检测通过人体发射的红外线从而输出电信号的传感器，它能组成防入侵报警器或各种自动化节能装置。它可以经过非接触形式检测出人体所辐射的红外线能量变化，并将其转换成电压信号输出。将这个电压信号加以放大，便可驱动各种控制电路。现在市场上拥有的防盗系统有很多的种类。但不是功能过于简单，达不到智能报警的目的，就是价格方面相当的昂贵，不是大众消费水平可以承担的。本文所设计的防盗系统是基

21、于单片机的，因此价格方面是人们都可以承受的，而且还可以通过短信GSM进行智能报警，更加满足了现代人们的需求。大连东软信息学院毕业设计（论文）第2章关键技术介绍2.1 传感器选型传感器是一种检测性的装置，它能感受到被测量的信息，并能将检测中感受到的信息，按照一定的规律变换成为电信号或者是其他所需形式的信息输出，以便用来满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等相关的要求。传感器是实现自动检测和自动控制中的首要环节。因为本设计中需要的具有感受人体散发的红外线的传感器，因此本文中的传感器运用了热释电红外传感器。热释电效应是它的主要工作原理。热释电效应，是指在当某些绝缘物质的表面温度发生变化时，伴

22、随着温度的上升或者是下降，材料的表面发生了极化的现象，即材料的表面上会产生电荷的变化，从而使物质表面电荷失去平衡，最终电荷变化将以电压或电流形式输出。它被广泛地用在辐射和非接触式温度测量、红外光谱测量等应用中。通过红外热释电传感技术，利用人体的温度作为检测目标，当人进入探测区域时,红外传感器将人体温度传递给信号处理系统，其中就是电平从低到高，然后将电平传给单片机，经过内置程序的处理后，驱动短信模块报警电路开始报警。2.2 单片机选型单片机系统的重要性根据其名字就能体现出来，是单片机运行的最基础电路。有了最小系统，系统就可以完成运行。单片机简称单片微控制器，是在一块芯片中集成了CPU中央处理器、

23、ROM程序存储器、RAM数据存储器、定时器/计数器和多种功能的I/O输入/输出接口的一台微型计算机。单片机可以完成负责的计算，逻辑控制和通信。单片机的最小系统也可理解为是用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。单片机最小系统是系统控制的核心，它主要负责系统运行的控制，他是存储程序的芯片。单片机上电后，程序会开始运行，各个部件在此时进行初始化，完成初始化后，单片机控制传感器等部件进行协同作业，完成测量、显示和动作等几部分步骤。本系统采用的STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，

24、但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、有效的解决方案。 具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM， MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断

25、继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。2.3 通信接口选型RS-232通信接口是一种标准的串行接口，其通信标准在国际上得到了广泛的应用。在电气特性上RS-232采用负逻辑，要求高、低两信号间有较大的幅度，标准规定如下：逻辑“1”：-5 -15V。逻辑“0”：+5 +15V。RS-232标准接口有25条线，4条数据线、11条控制线、3条定时线、7条备用和未定义线，常用的只有9根。通常的应用系统中，往往是CPU和I/O设备之间传送信息，两者都是DTE，本系统就是PC和单片机之间的通信，双

26、方都能发送和接收，它们的连接只需要使用三根线即可，即RXD,TXD和GND。本系统中采用的是RS-232总线标准与GSM模块进行通信，在电路设计时采用RS-232通信收发器芯片为MAX232。2.4 GSM技术介绍本系统为了实现远程报警功能，将采集到的非法入侵的信息第一时间发给用户，因而采用了GSM移动通信模块。它是基于TDMA的数字蜂窝移动通信系统，是世界上第一个对数字调制、网络层结构和业务作了规定的蜂窝系统。本系统使用的是西门子公司的TC35型GSM模块，是比较常用的GSM模块，可工作在GSM900 MHz和GSM1800MHz 两个频段。它体积小、安装方便，通过40脚ZIF(零插拔力)连

27、接器与应用电路连接，并通过一个串行接口与应用电路实现信息交换。大连东软信息学院毕业设计（论文）第3章系统需求分析3.1 系统设计目标本系统的主要功能是智能防盗系统，满足人们对于现代住宅防盗的需要，当家中没有人的时候，可把报警系统设置在外出布防状态，探测器工作起来,当有人闯入时，热释电红外传感器将探测到动作，在监测点上设置的红外探头将会采集到的人体辐射的红外线转换成电信号，经过一系列电路的转化发送到门限开关，然后打开门限阀门送出TTL电平至STC89C52单片机，经单片机处理运算后驱动执行短信报警电路使GSM模块，向用户发送短信息实现远程防盗报警功能。系统主要包括硬件和软件两部分。硬件电路包括单

28、片机最小系统电路、液晶显示电路、红外热释电电路、电源电路以及接GSM电路。这几部分电路就是最基本的电路，将这基本电路连接后皆可以将电路有效的实现功能。硬件电路搭建完成后，就需要利用软件代码实现具体功能。如果说硬件电路是基础，软件就是功能实现的核心。软件的主要的功能是分为主函数、液晶显示程序、GSM程序。这几部分函数够成了系统的功能。3.2 系统功能需求3.2.1 单片机最小系统需求分析单片机系统是系统控制的核心，主要是控制系统的相应的各个相关传感器和功能模块。单片机最小系统主要有复位电路、时钟振荡电路两部分。单片机主要是存储程序和控制芯片，并判断传感器的信号，控制功能模块根据不同的条件，执行不

29、同的动作。时钟振荡电路是非常重要的，其主要责任是给单片机及这个系统提供时钟信号，使系统能够正常的运行。本系统选用的是12M晶振。复位电路是保证系统运行安全的最基本的保证，单片机内部有复位电路，可是复位电路在程序跑飞的情况下无法进行复位。为了系统的安全起见，必须设计外部复位电路，在系统和外部环境不稳定的情况下，复位电路就可以发挥它的作用，使系统重新运行，保证了系统的安全稳定。以符合在系统设计的初衷。3.2.2 红外热释电模块需求分析热释电效应，是指当某些绝缘物质的表面温度发生变化时，伴随着温度的上升或者是下降，材料的表面发生了极化的现象，即材料的表面上会产生电荷的变化，从而使物质表面电荷失去平衡

30、，最终电荷变化将以电压或电流形式输出。它被广泛地用在辐射和非接触式温度测量、红外光谱测量等应用中。红外热释电传感器是本系统使用的传感器，它承担着采集信息的重要责任，系统最后的核心功能是否实现，红外线电路是关键。红外线主要的功能是整个系统的神经元，系统通过红外热释电传感器，实时检测房屋附近是否有非法入侵者，这样控制系统才能有效实现智能防盗系统的功能。3.2.3 GSM模块需求分析GSM是当前应用中最为广泛的移动电话标准。GSM系统具有如下所列几项重要的特点：网络容量大、通话清晰、手机号码资源丰富、信息灵敏、稳定性强不易受干扰、手机耗电量低、通话死角少、机卡分离。本系统使用该模块本为了实现远程报警

31、功能，将采集到的非法入侵的信息第一时间发给用户，因而采用了GSM移动通信模块。本系统使用的是西门子公司的TC35型GSM模块，是比较常用的GSM模块，可工作在GSM900 MHz和GSM1800MHz 两个频段。它通过40脚ZIF(零插拔力)连接器与应用电路连接，并通过一个串行接口与应用电路实现信息交换。3.3 系统开发环境 硬件配置：硬盘：25GB，内存：256MB，操作系统：Windows 7开发工具：Keiluvision4 / Protel99SE3.4 系统可行性分析3.4.1 技术可行性 本系统功能全面，考虑周全，能够充分的考虑实际使用的情况。并实现了全部功能。系统中采用STC公司

32、的单片机，其功能强大。性能优良，稳定性很高。对于系统的稳定运行有着很大的保证。系统功能全面，共包括电源模块、GSM短信模块、红外热释电模块。让系统的人机交互界面更加人性化，让系统的第一印象更加良好，增加其市场影响力。3.4.2 系统安全性分析本系统的安全性主要靠合理的系统模块划分，各个模块分工明确，功能明确，对于系统的问题检查和系统的维护带来了非常好的便利。能够有效地提高系统的运行效率。保证不会运行过程中出现问题后长时间查找问题，无法找到问题。安全性在软件方面也有体现，程序在编写过程中也是按照模块化的方式进行编程。在系统程序调用的过程中会更加一目了然的看到问题所在，也会增强了系统的可维护性。单

33、片机最小系统中的复位电路也是系统运行安全的保证。由于单片机的运行环境并不能保证在稳定不变，难免单片机会死机或程序无法运行，软复位无法重新启动系统以后复位电路在此时就起到非常关键的作用。保证系统的正常启动，恢复系统功能。第4章系统设计4.1 系统设计指导原则（1）先进性利用红外热释电传感器，感应人体散发的所散发的红外线，通过单片机进行实时判断环境周围的安全性，及时报警给用户。（2）可靠性及安全性系统中采用安全可靠的STC89C52单片机作为系统的核心，这就能保证了在系统运行过程的出错率降低；采用红外热释电传感器感应人体散发的红外线，这就保证了一旦人移动在危险范围内，传感器就会感应到，将信号发送给

34、单片机，经过单片机处理，判断所接受信号是否符合报警条件，一旦符合报警将通过串行通信接口RS232，控制GSM短信模块给用户发短信息，确保用户的财产安全。4.2 体系结构设计系统设计可分为硬件设计和软件设计两部分。根据我们需求，合理选择元器件进行设计。为了制作出想要的电路板，硬件设计主要涉及到构造原理图，并用KEIL软件对原理图进行仿真，这一步最为重要，它是本系统设计能否成功的关键。当仿真测试出我们想要的结果后，就可进行下一步软件设计部分，应该结合硬件电路所要实现的功能进行设计。主要对红外热释电传感器输出信号进行处理。当热感应或者空气浓度变化的时候，系统对环境进行检测，产生信号并由单片机处理，及

35、时的进行报警操作，达到防盗的目的。根据需求调研结果确定本系统主要包括以下功能模块，如图4.1所示。图4.1 系统体系结构4.3 硬件设计4.3.1 单片机最小系统设计单片机的最小系统就是用最少的元器件组成，为了不仅能让单片机正常的工作，而且还需要发挥系统的功能。在本设计中最小系统除了主控芯片STC89C52，还包括其它外围电路，如输入/输出设备、复位电路、时钟振荡电路。其中时钟振荡电路主要为系统提供外部时钟。还需要连接电源正端和电源地。这样就设计出了一个单片机的最小系统，如图4.2所示。图4.2 单片机最小系统电路图4.3.2 红外热释电电路设计利用红外热释电传感器检测人体辐射的红外线，当检测

36、到红外信号变化时，将其转化为微弱的电信号，经过信号处理电路对电信号进行滤波、放大、比较、输出高电平作为告警信息送给MCU，MCU判断是否报警，如果满足报警条件，就会发出控制信号。热释电红外传感器是通过接收移动人体辐射出的特定波长的红外线，可以将其转化为与人体运动速度，距离，方向有关的低频电信号。人体都有恒定的体温，会发出10M左右特定波长的红外线，探测人体所发射的10M左右的红外线是红外探头进行工作的依据。通过滤光片增强人体发射的10M左右的红外线后聚集到红外感应源上。热释电元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生报警信号，因此红外感应

37、源通常采用这种元件。具体电路图如图4.3所示。 11234JP2VCC图4.3 红外热释电模块4.3.3 GSM短信电路设计GSM系统具有如下所列几项重要的特点：网络容量大、通话清晰、手机号码资源丰富、信息灵敏、稳定性强不易受干扰、手机耗电量低、通话死角少、机卡分离。GSM短信电路的应用是为了实现方便用户及时收到信息，采取相应的措施，保证个人财产的安全。在本系统中如果判断满足报警条件，那么MCU就会发出控制信号，通过串行通信接口RS232，控制GSM短信模块给用户发短信息，实现防盗报警。具体电路图如图4.4所示。图4.4 GSM模块电路图4.4 软件设计4.4.1 控制流程设计当单片机检测到外

38、部热释电传感器送来的脉冲信号后，表示有人闯入监控区，从而经过单片机内部程序处理后，驱动短信模块报警电路开始报警，报警持续40毫秒后自动停止报警，然后程序开始循环工作，检测是否还有下次触发信号，等待报警从而使报警器进入连续工作状态。本系统中主要控制的就是实时监视系统红外热释电传感器的状态，当系统的状态达到系统设定的条件，系统报警系统开始运行。系统软件控制流程图如图4.5所示。 图4.5 系统流程图4.4.2 功能模块设计当用户没有开启智能防盗系统的时候，即便有不法分子入侵也不会产生任何报警信号；只有在用户开启了智能防盗系统时，当有人员非法入侵的时候，会产生报警信号，通过短信发送给用户进行报警。从

39、软件的功能不同可分为两大类：一是主程序，它是整个控制系统的核心，专门用来协调各执行模块和操作者的关系，它负责外围模块的控制、调用。主控函数接受传感器的数据和按键的数据。如果有需要会将数据传输到相应的芯片或者显示电路。它是各个子程序的入口，将控制转换到相应的子程序中，起到引导作用。二是子程序，它是用来完成各种实质性的功能，如测量、计算、显示、通讯等。每一个子程序也就是一个小的功能执行模块。当搜索到报警要求的信号后，调用报警子程序即可完成报警功能。具体系统软件功能框图如图4.6所示。图4.6 系统软件功能框图大连东软信息学院毕业设计（论文）第5章系统实现5.1 环境配置本设计在Windows 7系

40、统上进行软件开发和测试，用到了Keil uVision4软件进行程序的编译，在配置里勾选生成Hex可执行文件后，再通过STC_ISP软件，连接串口下载至单片机上，进行烧写测试。Keil uVison4进行51系列单片机的软件开发过程有以下几个步骤：（1）建立一个工程项目，选择对应开发的芯片。（2）建立一个新的编译窗口，将汇编或C语言文件写好并保存添加至对应的工程项目中。（3）用项目管理器生成各种应用程序，此处是Hex文件。（4）检查并修改编译生成时的错误，直到编程通过为止。（5）生成对应的应用程序，此时可以用STC_ISP进行下载烧写。5.2 硬件实现当有非法者入侵时，红外热释电传感器接收到信

41、号，信号经过放大电路的放大，进行高增益，低噪声放大，输出高电平，由单片机的INTO口进行数据的采集。当P2.0输出高电平时，NPN三极管导通，驱动GSM模块发送防盗报警短信。具体硬件电路的PCB版图实现部分详见附录A。5.3功能模块实现5.3.1 主函数模块功能实现当红外热释电传感器接收到脉冲信号后，表示有人闯入监控区，从而经过单片机内部程序处理后，驱动短信模块报警电路开始报警，报警持续40毫秒后自动停止报警，然后程序开始循环工作，检测是否还有下次触发信号，等待报警从而使报警器进入连续工作状态。5.3.2 中断服务程序实现利用中断方式可以实现报警持续时间未到40毫秒时，用手工按键停止短信报警的

42、作用。手工按键停止报警中断服务程序工作流程图，如图5.1所示。 图5.1 中断服务程序工作流程图5.3.3 报警电路程序实现报警电路控制端由单片机的P2.4端来完成，高电平有效。当P2.4输出高电平时，驱动GSM模块发送防盗报警短信。短信报警电路流程图如图5.2所示。 图5.2 短信报警电路流程图5.3.4 信号采集电路流程图本设计需要采集五路报警信号，设计中采用了热释电红外传感器进行输入信号的采集。当有非法者入侵时，红外热释电传感器接收到信号，信号经过放大电路的放大，进行高增益，低噪声放大，输出高电平，由单片机的INT0口进行数据的采集。信号采集流程图如下图5.3所示。图5.3 信号采集电路

43、流程图5.4系统集成与调试这里采用Keil编程工具，需先根据要求划分模块，优化结构；再根据各模块特点确定何为主程序，何为子程序，何为中断服务程序，相互间如何调用；再根据各模块性质和功能将各模块细化，设计出程序流程图；最后才根据各模块流程图编制具体程序。调试时应先调主程序，实现最基本最主要的功能，在此基础上再将各模块功能往主程序上堆砌，直至各模块联调、统调，实现全部功能。本设计最终实现了它的基本功能，当用户没有开启智能防盗系统的时候，即便有不法分子入侵也不会产生任何报警信号；只有在用户开启了智能防盗系统时，当有人员非法入侵的时候，会产生报警信号，经过单片机的处理，通过短信发送给用户进行报警。第6

44、章系统测试本文研究了基于STC89C52单片机的智能防盗系统设计原理与实现方法，包括硬件设计和软件设计。首先根据要求在Protel99SE里绘制好每个模块的电路图，再与单片机端口相连，然后将程序设计下载到单片机中进行仿真，经过多次的修改和调试，仿真的结果终于达到了要求。在进行硬件电路焊接的时候，要选择正确的元器件，在实验板上布置好连接线。焊接完成后，对硬件进行测试，检查串口是否接错，测量电源电压是否正常，复位电平是否正确等等。软件测试是一项非常重要而且复杂化的步骤。软件测试在软件的整个生存期中起着重要的作用，能够验证软件的存在的不足和问题，对于软件的质量保证是不可缺少的一部分。本系统测试包含以

45、下几个方面。6.1 测试方案软件测试：使用Keil软件分别分步运行程序和全速运行，都无错误报告。程序软件仿真通过。硬件测试：电路板焊接完成以后，根据原理图使用电压表在电路板上进行点测试，检查导线连接的焊盘是否有短路和短路现象。测试结果为电路中焊点部分有虚焊现象存在，有点烙铁进行简单修补后电路板导线全部通过测试。没有短路和断路现象存在。6.2 测试方法以及结果单片机系统的调试应包括硬件及软件两部分，主要是通过调试发现硬件及软件中存在的问题，查看其运行结果是否符合设计要求硬。件仿真测试：首先进行单步运行，可以观察查看相应寄存器中的数据变化，根据观察寄存器中的数据变化与预想的相同。系统运行正常，可以

46、实现预期设计的各项功能。仿真结果基本完成了显示系统的基本功能，再对系统进行实际调试，首先应对硬件进行静态调试，同时对系统软件进行初步调试，此后再对软件和硬件进行动态调试，最后才能使系统进入正常工作.程序调试完毕后，利用编程器将程序加载到单片机中，使整个系统运行起来。将各个部分组合以后系统平台就搭建完成。搭建完成后的效果如图6.1所示。图6.1 系统实物图进入系统后在监控模式下无入侵者时屏幕显示如图6.2所示。图6.2 无入侵者是屏幕显示图进入系统后在监控模式下有入侵者时屏幕显示如图6.3所示。图6.3 无入侵者是屏幕显示图进入系统后在非监控模式下屏幕显示如图6.4所示。图6.4 非监控模式下屏

47、幕显示图系统测试结果如表6.1所示。表6.1 测试结果功能模块测试方法预期输出实际输出LCD显示功能进入系统以后按下按键LCD显示为非监控模式LCD显示为非监控模式LED灯报警功能进入系统以后将传感器指向人LED灯持续亮40ms后熄灭LED灯持续亮40ms后熄灭短信报警功能进入系统以后将传感器指向手机收到报警短信手机收到报警短信6.3 系统功能结论分析模拟有非法入侵者进入的试验，对结果进行结果分析，在有入室盗窃发生的情况下，系统会自动发送短信。保证用户及时报警，较少财产损失。不至于因为发现不及时导致的各种损失。根据这结果可以得出结论，智能防盗系统的功能基本实现。完全能够满足设计当初的要求，系统

48、设计成功。大连东软信息学院毕业设计（论文）第7章结论经过了几个月的学习制作，终于完成了基于51系列单片机智能防盗系统的硬件以及软件设计。系统功能基本达到了预期效果。在设计过程中，我通过大量的查阅资料，认真研究教材，并通过指导老师和专业人员的帮助得到许多相关的信息。在这次设计中，我学到了以前在理论中没有学到的东西，毕业设计就是理论结合实际的实战。在完成设计的过程中锻炼了我独立发现问题和解决问题的能力。在毕业设计中提高了我的设计能力，让我的设计更加规范，设计经验更加丰富。让我在各个方面都得到了进步。此次设计让我学到了许多知识，培养了我的调查研究、查阅文献、收集资料和理论分析的能力；分析问题和解决问

49、题的能力。提高自身实践技能，达到理论知识和实际应用的统一，让我受益匪浅。实作的过程也就是探索如何将设计变为现实的过程，通过这次实作，让我深深地感觉到我们在学校所学知识的重要性。设计知识在实际工程设计环节中必不可少，这也让我感觉到自己所学知识的优势及不足，觉得平时的知识积累的还不够，仍然有好多东西等着我去学习！今后要不断地提高自身的综合素质；同时认识到实践也是一个不可缺少环节，只有不断地通过理论与实践相结合，不断发现问题解决问题，才能创作出更好的毕业设计作品。实作使我对课题在理论上有了一个深层次的研究，开阔了自己的设计思路，也是对我在实践环节中遇到问题的补充。通过对智能防盗系统的设计，对单片机电

50、路设计有了更加深刻的了解，对硬件电路和软件代码的设计都有了更加深刻的了解。通过系统的设计，对STC89C52单片机有了充分的了解。对于单片机的资源利用和控制都有了更加深刻的认识，也有让系统实现有了更加深刻的了解。通过软件的设计，对于C语言的使用熟练了很多，使用C语言对单片机进行控制，并对单片机的外围电路进行控制，通过各个不同模块功能的实现以实现整个系统的功能。参考文献1 李华MCU-51系列单片机实用接口技术M，北京航空航天大学出版社，20062 许育诚软件测试与质量管理M，电子工业出版社，20043 景新梅软件产业原动力J，中国计算机报，2005，7（3）：32-334 刘湘涛，江世明单片机原理与应用M，电子工业出版社，20065 万福军单片微机原理系统设计与应用M，中国科学技术大学出版社，20056 胡辉单片机原理及应用设计M，中国水利水电出版社，20057 缪学勤解读IEC61158第四版现场总线标准J，仪器仪表标准化与计量，2007，3（8）：1-48 刘艺，徐大琴嵌入式系统设计大学教材M