基于单片机控制的GSM短信模块家庭防盗报警系统分析研究 通信工程管理专业

基于单片机控制的GSM短信模块家庭防盗报警系统摘要随着人们生活水平的提高，收入也有了大幅提升，大部分家庭进小康阶段，人们对生活有了更高的需求和要求。进入21世纪以来，电子设备，家用电器，通信设备这些都走入了大部分老百姓的家庭中，但随之而来的便是安全的隐患，新老小区物业管理参差不齐。一些部分老的居民楼里面，还是会经常发生门窗被撬甚至是入室偷窃的案例。年轻工作的人经常会出差或者加班，有人入室偷窃由于屋子里没有人，或者没有监控设备，导致丢失重要的财产，造成严重的个人损失，又或者晚上熟睡时，被小偷摸进来，因为没有及时发现同样也会造成这种难以挽回的后果。基于以上这种情况，我们可以得知，传统的防盗安全措施，例如防盗门，防盗窗，已经不能满足于现代人对安全的需求。科技的进步与产品的创新都是为了改变、提升我们的生活品质，使我们的生活变得安全，方便。本文鉴于以上情况，建立了一个基于单片机控制的GSM短信模块的家庭防盗报警系统。本设计采用了STC89C51单片机系统，SIM900AGSM短信发送模块及人体感应模块。本文给出了基于单片机控制的GSM短信模块家庭防盗报警系统介绍，内容包括传感器选型、单片机选型，掌握信号采集和传输原理,单片机控制原理,软件控制算法设计及程序代码编写,硬件电路设计及电路图绘制等，所涉及出的产品具有性价比高，结构较简易，上手速度快等优点，完整实现了对家庭防盗，远程通知的功能实现，有较好的应用前景。关键词：人体感应短信发送STC89C51SIM900AGSMHomeburglaralarmsystembasedonGSMshortmessagemodulecontrolledbysinglechipmicrocomputerABSTRACTWiththeimprovementofpeople'slivingstandard,incomehasalsobeengreatlyimproved,mostfamiliesenterthewell-offstage,peoplehavehigherneedsandrequirementsforlife.Sincethebeginningofthe21stcentury,electronicequipment,householdappliancesandcommunicationequipmenthaveenteredthehomesofmostordinarypeople,butwiththemcomehiddendangersofsafety.Thepropertymanagementofoldandnewcommunitiesisuneven.Insomeoldresidentialbuildings,doorsandWindowsareoftenbrokenintoorevenstolen.Youngworkersoftengoonbusinesstripsorworkovertime.Somepeoplebreakintohousesandstealbecausenooneisinthehouseorthereisnomonitoringequipment,resultinginthelossofimportantpropertyandseriouspersonalloss.Basedontheabovesituation,wecanknowthatthetraditionalsecuritymeasures,suchassecuritydoors,securityWindows,hasbeenunabletomeettheneedsofmodernsecurity.Theprogressofscienceandtechnologyandtheinnovationofproductsareallforthepurposeofchangingandimprovingourlifequalityandmakingourlifesafeandconvenient.Inviewoftheabovesituation,thispaperestablishesahomeburglaralarmsystembasedonGSMshortmessagemodulecontrolledbysinglechipmicrocomputer.ThisdesignUSESSTC89C51single-chipmicrocomputersystem,SIM900AGSMshortmessagesendingmoduleandhumanbodyinductionmodule.GSMSMSmodulearepresentedinthispaper,basedonsinglechipmicrocomputercontrolfamilysecurityalarmsystemisintroduced,includingthesensorselection,selectionofsinglechipmicrocomputer,thecontrolsignalacquisitionandtransmissionprincipleofsinglechipmicrocomputercontrolprinciple,softwarecontrolalgorithmandprogramcodedesign,hardwarecircuitdesignandcircuitdiagramdrawing,etc.,involvedintheproducthashighcostperformance,thestructureissimple,tofittheadvantagesoffastspeed,thefullimplementationofthehomeguardagainsttheft,therealizationofthefunctionoftheremotenotifications,hasgoodapplicationprospect.Keywords：BodysensingSMSsendSTC89C51SIM900AGSM目录第一章绪论 51.1前言 51.2国内外发展现状和前景 51.3设计任务和要求 61.4主要内容 6第二章系统设计方案 72.1系统整体设计思路 72.2系统方案设计 72.3人体红外传感器 82.451单片机 92.5SIM900A短信模块 12本章小结 12第三章硬件电路设计 133.1电源电路设计 133.2人体红外探测信号输入电路设计 133.3时钟电路与复位电路的设计 143.4声光报警电路原理图 153.5按键输入电路 153.6指示灯电路 163.7GSM通信模块电路 16第四章软件设计 184.1软件程序的实现 184.2主程序流程工作图 184.3短信模块报警流程图 204.4紧急报警子程序流程图 214.5信号采集电路流程图 23本章小结 24第五章软硬件联调 255.1实物静态图 255.2实物电源通电图 265.3实物布防工作图 275.5短信图 28本章小结 31第六章结论与展望 32致谢 33参考文献 34绪论1.1前言随着人们生活水平的提高，收入也有了大幅提升，大部分家庭进小康阶段，人们对生活有了更高的需求和要求。进入21世纪以来，电子设备，家用电器，通信设备这些都走入了大部分老百姓的家庭中，但随之而来的便是安全的隐患，新老小区物业管理参差不齐。一些部分老的居民楼里面，还是会经常发生门窗被撬甚至是入室偷窃的案例。防盗系统的主要功能是保护私人的财产安全，财产安全包括金钱，物资，土地等物质财富受到法律保护权利的总称。本文研究的家庭式防盗系统正是为了保护人们财产安全的产品，随着人们生活水平的提高，财产安全也被人们越来越重视。1.2国内外发展现状和前景最早的报警系统出现在北美。在北美，报警呼救箱在街道随处可见，当遇到危险时可以立马进行呼救，周围的警察能立刻听到警报声；同时，这种呼救箱直接连接到附近的警局，使得稍远一些的警察也能够收到呼救信息。随后出现了电报，有一段时间采用电报报警，但因为普及率不高，随后被淘汰了，直到有线电话走入家庭后，报警才大大提升了居民的安全。综上所述，我们可以了解到报警行业的发展是以电子信息技术为基础的，只有具备及时的通信手段，才能够把各地的报警信息汇聚到负责的相应部门，然后由相应部门负责分配有限的警力来帮助到所有的人们。国外家庭防盗系统发展已处于一个较高水平阶段，从具有代表性的北美发展过程，可以清楚的看出世界家庭防盗技术的发展概况。美国是当今世界上最大的发达国家和唯一的超级大国，在美国，每个人都具备很强的安全防范意识，数以万计的家庭用户的需求催生了庞大的家庭安防市场，安防产业显现出了巨大的价值。特别是自“9.11”事件后，美国从政府到个人都大力加强对财产安全的投入，这已经成为美国安防行业发展的强劲原动力。安防行业的发展程度与地区经济直接挂钩，在经济发达地区比如欧美国家，用户更看重安防产品的高附加值（产品的品牌、智能化程度、服务等），因此，在美国安防市场，高端的运营服务公司更受用户欢迎。目前，ADT、DSC、OPTEX等高端品牌占据了美国家庭安防大部分市场份额，且这些品牌在当地都有多年的历史，渠道十分成熟，是家喻户晓的综合运营服务商。中国家庭目前的安防意识，还不能与美国家庭相比，所以导致我们国家家庭防盗的技术起步较晚且发展较缓慢，但是随着国民经济的发展和对安全意识的普及，产品已经逐渐走入大家的视线。现在新的居民区，都有了门禁，小区大门口都设立了安全岗，夜晚也有保安进行巡逻，而且小区摄像区域覆盖率都达到百分之80以上。目前国内的一些家电龙头如海尔、TCL、创维、海信，也开始进入智能家居市场，最早进入市场的如清华同方推出的经济型智能化家居设备“e-home数字家园”系统得到了市场较好的反馈。未来的家庭防护设备极有市场，结合通信设备的飞速发展和软件快递开发，可以满足各类家庭对于家庭安全的不同要求，在各类条件下可以建立自己需要的安全防护体系。1.3设计任务和要求本文给出了基于单片机控制的GSM短信模块家庭防盗报警系统介绍，内容包括传感器选型、单片机选型，掌握信号采集和传输原理,单片机控制原理,软件控制算法设计及程序代码编写,硬件电路设计及电路图绘制等，所涉及出的产品具有性价比高，结构较简易，上手速度快等优点，完整实现了对家庭防盗，远程通知的功能实现，有较好的应用前景。本设计任务和要求主要包含下述内容：该设计包括硬件电路的设计和软件C语言程序的设计。(2)本基于单片机控制的GSM短信防盗报警系统由热释电红外传感器、单片机控制电路等模块组成。(3)系统完整可以实现功能。人员外出可按下布防按钮，此时传感器正常工作，当检测有人进入探测范围后，经过传感器电路、放大电路将信号输送给报警模块，将信息发送给用户，实现报警功能。1.4主要内容该设计的主要内容，主要有进行硬件电路的设计，包括单片机的选型，通信模块的选型；电路电源电路和声光报警电路的设计；包括按钮与发光二极管的匹配。还有软件的设计，包括每个模块程序的编写，整体系统实现的功能。最后还有软硬件联调，对实物进行测试分析。系统设计方案2.1系统整体设计思路本系统功能实现流程图如图2-1所示。图2.1系统流程图本系统由五路人体红外探测器采集五路（门、窗、阳台、厨房等报警监测点）报警信号，若检测到有人闯入，则探测器将把报警信号送入89C51单片机，单片机发送控制指令，控制GSM短信模块执行向用户发送报警信息的指令，从而可以实现该系统的防盗报警功能。基本工作原理如下:利用被动式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,输出指令，使GSM短信模块给用户发短信息，实现防盗报警。2.2系统方案设计基于单片机控制的GSM短信模块家庭报警防盗系统结构组成为人体红外探测器、单片机控制器、GSM短信模块，用户接收终端。由于系统体积小，系统的可靠性高，系统的成本低的优势它可称为世界上最小的应用系统。但要求程序长度小于4K，共四个I/O接口供使用。可编程为5伏电压，擦除时间仅为10毫秒，只有8751和的分数之一。与器件相比，设备损坏并不容易。没有两个电源要求。当芯片被重写时，可以重复在多个控制领域进行使用。运行状态下的电压区间宽泛（一般维持在2.7V~6V范围内）。而主控芯片在静态模式下运行时，其对应的频率区间是。相比之下，使用8751单片机时工作电压范围较窄。该类型单片机数据总线是在P0节点位置处，并且是三态双向数据连接端口，能够实现外接存储单元的读取以及写入。单片机在主控领域具备较强的竞争优势，在正常工作状态下能耗低，运算速度快，运行较为稳定。芯片具备可多次编写多次擦除的储存器，次数可达1000次，程序可存十年。保存时间为十年。本文所设计的基于单片机控制的GSM短信模块家庭报警防盗系统构成框图如下图所示：图2.2总体设计流程图在该单片机控制系统里，经软件查询、识别判决环节实时发出入侵报警状态控制信号。发出指令使电路将控制信号放大并推动GSM模块指定用户发送报警信息，从而实现报警功能。当报警延迟20s后，自动解除，也可以进行人工手动解除报警信号的操作，当警情消除后，复位电路发挥指令，系统可进行复位。2.3人体红外传感器该系统需要满足的是当人外出时，家里是否有人闯入，为了满足此要求，故采用的是人体红外传感器。热释电传感器出现于上世纪八十年代，该传感器广泛应用于对移动目标的探查，在银行金库、大型商场仓库以及多种重要的安保场合中广泛应用。人体热释电红外传感器模块在结构上引入来了场效应，该传感器可实现阻抗的变换，该传感器可探查到目标如人体所发出的红外线，并采集该信号将其转换为电信号予以输出，通过传感器和单片机等微处理器组成的系统即可构成一个简便的报警装置，热释电红外传感器可探查到人体活动时所发出的红外信号，在探查到红外源时传感器内部材料温度将会发生变化，传感探测元上的电荷将会减少，温度越高则电荷量尖山越明显，基于此原理可实现红外辐射源能量的动态监测。该系统选用的是人体红外传感器HC-SR501实物图如2.3所示。人体红外传感器就像猫的眼睛一般，在夜里也可以进行监视功能。人在≤8米，都会被检测到，它的覆盖角度是120°，它可以组成椎体感热区域，在空间形成立体警戒，并可以达到立体范围内全监测目的。HC-SR501是基于红外线技术的自动控制模块。热释电红外传感器（）广泛应用于生产生活的各行业领域之中，是一种精度高、性能强大的检测仪，该传感器由三大部分组成，分别为传感探测元、干涉滤光片以及效应管匹配器。再设计时应对金属材料电极进行极化处理，由此可制成热释电探测元。在每个探测器中装入一个或两个探测元件，并将探测元件通过反极性方式予以串联，进而抑制由于元件自身温度升高所带来的影响，探测与案件在接收到红外辐射信号后可将其变换为对应的电压信号，通过传感器中的放大器将电压信号进行放大并输出。为了提升热释电红外传感器的探测进度和探测距离，通常在探测器前方设置菲涅尔透镜，该透镜由上下部分构成，将其与热释电传感器中的放大电路相配合，可将电压放大70分贝以上，由此可探测20m之内范围的红外信号。本文所选用的HC-SR501感应的范围是0-7米之间。热释电红外传感器的工作特性可概括为：(1)全自动感应，当传感器检测到人体时端口输出高电平，当检测范围内没有红外信号时端口输出低电平；(2)可重复触发。及若一直感受到人体发出的红外信号，则输出一直保持高电平，人离开延时断开；(3)工作电压宽为DC3V-DC24V；(4)感应范围大；(5)功耗低；(6)适应性强；(7)灵敏度高，具有较强的工作可靠性当屋内没有人时，周围都是静态事物，所以不会发出特定波长的红外射线，被动式红外探头检测不到目标信号，故不会发出报警信号，系统也不会发出报警指令。当有人突然闯入探测范围时，会造成红外辐射能量发生剧烈变化，红外探头检测到有特定波长的红外射线，人体红外辐射通过部分菲涅尔透镜聚焦，并被热效应电源接收，但是俩片热释电元接收到的能量不同，因为在热释电元俩端并有电阻，故当元件发生温度变化时，电阻上会有对应的电流流过，在电阻俩端就可以获得对应的电压信号，然后输出电压信号会送到报警器内，系统发出报警信号指令。图2.3人体红外感应器HC-SR5012.451单片机处理器采用的是51单片机的89C51系列，这种单片机具有功率低、性能强、超强抗干扰的优势。这款单片机是芯片与一个8位微控制器4K字节的系统内可编程快闪记忆体。在单片机模块的选择中，对比了几个可行的方案，发现该型号的单片机除了稳定性强、低功耗、低价格成本以外，还因为该单片机的封装工艺，使得通过自身的两列管脚直接插入到设备的底座上。该型号的单片机的输入输出端口多，具有P0、P1、P2、P4四个端口，后三个是双向端口，而第一个端口则需要外接上拉电阻才能当常规I/O口使用。该型号的单片机的制度存储器能够根据使用需要进行扩展，支持的最大扩展内存为64KB，而系统的随机存储器大小为256字节。经过以上的对比和总结，系统的主控模块选择单片机。89c51特点：兼容MCS

-

51产品4.0V至5.5V工作电压范围v全静态操作：0Hz至33MHz的三个级别的程序存储器锁定128×8位内部RAM32个可编程输入/输出线2个16位定时器/计数器六个中断源全双工异步串行通道低功耗空闲和掉电模式从掉电模式下的中断恢复看门狗计时器双数据指针断电标志快速编程灵活的ISP编程（字节和页模式）工作温度范围：-40～+85℃（工业级）/0～75℃（商业级）通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART2.4.1单片机内部组成图2.4.151单片机内部结构图由图2.4可以看出，这款单片机是在这一块芯片上，集成了一台微型计算机的主要组成部分，其中包括中央处理区CPU、存储器、可编程I/O口、定时器/计数器、串行口等，还有复位电路、时钟电路、晶振电路集成一个整体。2.4.2STC89C51单片机引脚及功能一共有40条引脚，分别为端口引脚、控制引脚、电源引脚三个：图2.4.2单片机引脚图(1)端口线：4个8位端口共32条引脚，用于传输数据、地址、控制、状态等信息。端口：端口是一个双向I/O端口，8位漏极开路，驱动8个逻辑电平来进行数据输出。该端口的输入来自于管脚。端口需要从外部获取数据再进行存储，这时候就会对8位地址/数据实施多路并重复利用。端口根据不同的工作要求对指令字节进行接收和输出。这样的工作模式，端口内部会出现上拉的阻力，所以在验证程序的时候就需要外部的上拉电阻。端口：端口也可以进行输入和输出双向作用，并且位数是8位的，和端口一样存在上拉电阻。该端口只能够驱动4个逻辑电平。该端口作为输入端口时是通过上拉电阻增加端口数的。端口负责输入时，被外部拉下的针脚会由于内部电阻会有输出。而且，端口的0号管脚和2号管脚分别承担着定时器/计数器的外部计数输入和触发输入。根据不同的的工作要求，该端口负责接收字节的功能。端口：端口也可以进行输入和输出双向作用，并且位数是8位的，和端口一样存在上拉电阻。该端口只能够驱动4个逻辑电平。该端口作为输入端口时是通过上拉电阻升高端口。端口负责输入时，被外部拉下的针脚会由于内部电阻会有输出。当系统需要端口需要从外部获取数据再进行存储，它会发送高8位地址来获取16位地址的外部数据。端口要想发送“1”需要借助内部强大的上拉来完成。在用高8位地址来获取16位地址的外部数据存储时，会输出闩锁的内容。在进行其他功能时，该端口也承担着接收外部控制信号的责任。端口：端口也可以进行输入和输出双向作用，并且位数是8位的，和端口一样存在上拉电阻。该端口只能够驱动4个逻辑电平。该端口作为输入端口时是通过上拉电阻升高端口。端口负责输入时，被外部拉下的针脚会由于内部电阻会有输出。RST：在工作过程中起到对输入进行重置的作用，利用的是两个机器周期内的高电平完成的。：当系统需要对外部程序器进行访问或者是进行访问数据存储器时，的作用是将地址的低8位脉冲字节索存。因为通常情况下，的输出时间是固定的，是时钟振荡频率的1/6，利用这一特性可以用它来实现计时的功能。但是如果要进行外部数据存储的访问时，系统会自动越过脉冲。系统编程产生的闪存时，引脚还起到输入输入的作用。在可能的情况下，禁止操作可以通过在区域的0号位置安装来实现。因为在0号位置之后只有一个固定的指令才能实现的激活。此外，引脚会稍微升高，不执行内部程序时，需要让禁止位无效。：从外部选取的信号来提供给程序存储器使用。单片机在外部获取指令时，只能产生两次有效的循环，换言之有两个脉冲输出。这时候访问外部数据存储器，系统会自动越过两个信号。：访问外部的程序内存只能够通过来进行。此时的状态应该是处于接地状态。特别的是，此时编程已经加密了的，则在重置期间，状态将在内部锁定。2.5SIM900A短信模块1、最新一代的SIM900AGSMGPRS开发板，可以低功耗实现语音、SMS（短信，彩信）、数据发送和传输的功能。2、SIM900A模块支持RS232串口和LVTTL串口，模块可以非常方便的与设计的产品进行联接，。3、此模块供电的要求：5V供电。因为加了大电容所以可以直接连接单片机。电脑调试USB--232和USB--TTL均可，具有远程遥控功能。4、sim900a短信模块也支持2、3、4G手机卡。本章小结本章主要内容就是讲了系统整体的设计思路和每个模块的简介，包括单片机的选型，工作原理，以及在本设计中需要实现的功能；还有人体红外热释电监测模块的选型，介绍器件基本物理原理和在设计中工作的原理。第三章硬件电路设计3.1电源电路设计本设计采用电源电路为系统供电，同时实现电压转换、滤波稳压等功能。电源电路在系统中具有在重要作用，若电源不能为系统提供需要的电压电流，那么整个系统功能将无法实现。图3.1电源电路原理图电源电路原理如上US噢hiPI处为数据线DC插座处，用一根USB电源数据线，USB一端连接电脑电源，另一端DC插座连接P1，然后就可以将提供5V直流电，2脚和3脚接地，1脚接的VCC。自锁开关：第一次按下不会自动弹起，进入锁定状态，开关接通。第二次按下会弹起，及接触锁定状态，开关断开。3.2人体红外探测信号输入电路设计人体红外探测电路是由，人体红外感应模块，信号流入放大器进行放大并通过比较器进行比较后将信号输出分为四部分。人体红外探测电路开始工作时，人体红外传感器检测到有人体发出的信号时，由传感器引脚发出的微弱电信号，经过放大电路，把输入进来的微弱电信号不失真的放大到所需的数值，经过比较电路后判断传感器接受到的人体红外热释电信号强度是否足够大。若强度足够大，则输出低电平，若强度不够大，则持续输出高电平。图3.2人体红外探测输入信号电路原理图本设计人体红外探测输入信号电路原理图如图3.2所示，左侧内有信号放大电路和电压比较电路，右侧为输入信号电路原理图，当人体红外探测模块监视到有红外辐射能量剧烈变化时，微弱电信号经过放大电路进入电压比较电路后，做出判断，输出低电平，电流通过R6到达基极B流通到发射集E，则BE导通，所以集电极C和发射极E导通，那么CE导通。因为发射极E接地，所以RSD引脚接入单片机引脚输出为低电平，有效。三极管：是一种控制电流的很常见的元器件，目的就是可以把微弱的电信号，以不失真的要求方大成幅度值比较大的或者是所需要的电信号。3.3时钟电路与复位电路的设计时钟电路的设计：为了满足定时和计时的功能所以设计了时钟电路。XTAL1和XTAL2为11.0592MHZ的晶振的管脚，为芯片提供时钟振荡。C22和C23采用的都是30pf的瓷片电容。如图3.3右下方所示：图3.3时钟电路与复位电路原理图复位电路的电路原理图在图3.3左上方，有一个复位按键和C1电容构成。本设计中有两个复位方法，一个位手动按键复位，即RESET端不间断的，输出两个机器周期的高电平时就可以达到复位的目的。另一个是上电复位，当VCC接通电的瞬间，由于电容电压不会发生突变，故电容俩段电压为零，所以送到单片机内引脚RST的信号为高电平。电流通过R1后，电容开始充电。电容俩端电压开始增加，引脚RST不断减少，知道变为零，成为低电平则完成上电复位。3.4声光报警电路原理图声光报警电路由蜂鸣器，限流电阻R1,发光二极管和三极管组成。图3.4声光报警电路原理图单片机I/O口驱动能力有限，不能直接驱动大电流用电器件，所以需要加入三极管用来放大电流。从单片机引脚BUZZ与基极B相连，则单片机发出低电平信号，则声光报警电路导通，电路开始通电，蜂鸣器开始进入工作状态，发出哔哔哔的响声，发光二极管开始发红光并不停的闪烁。3.5按键输入电路按键输入电路由三个按键组成，引脚与单片机引脚对接。按键按下I/O电平拉低，在程序中扫描I/O口即知道按键状态。图3.4按键输入电路3.6指示灯电路I/O接口输出低电平时，灯亮。本设计中共有三种颜色的发光二极管，分别为红，绿，黄。图3.6指示灯电路原理图3.7GSM通信模块电路本GSM通信模块用的是SIM900A模块。模块的引脚TX与单片机RX相接，模块RX引脚与单片机引脚TX相接。图中滤波电容C4与并联在电源电路输出端，可以使短信发送模块更稳定，可以使电源直流输出平滑稳定，降低了交变电流对模块工作正常性能的影响。图3.7SIM900AGSM模块用的是UART通信协议。UART协议是一种通用的数据总线的名称，用于异步通信，在SIM900A中用于主机与通信设备之间的通信。本章小结这一章介绍了本设计内的所有电源电路的原理，以及详细的电路分析，包括信号的传输，送达到单片机哪个引脚，还有单片机内时钟电路和复位电路的设计，人体红外热释电模块的电路，和GSM通信报警模块的电路，都做了详细的介绍。第四章软件设计4.1软件程序的实现本系统包含硬件电路和软件程序两大部分，硬件电路设计完毕后需要完成软件部分设计。从功能上可将软件功能分为两种类型，其一主程序，其二为子程序。所有设计出来的小执行程序，都是一个小的功能执行模块，用来达到用户设定的目的，实现相应的功能。各子程序原理如下：防盗报警子程序：当监测到达到报警要求的红外辐射信号后，启用对应的防盗报警子程序即可实现防盗报警的功能。其防盗报警的设计原理：单片机输出有效电平后对应的声光报警电路里面的三极管导通，声光报警电路通电，做出报警的指令，蜂鸣器发出报警声，二极管闪烁。串行口通信子程序：单片机和SIM900AGSM短信发送进行通信时，晶振是11.0592MHZ,定时器产生9600波特率，当REN=0时允许串口接收数据；当ES=0，串口中断应许；当EA=1，开启中断。串口通信程序一般采用的有三种：查询、中断、DMA。其中单片机的TXD与SIM900AGSM短信发送模块的RXD，单片机的RXD与SIM900AGSM短信发送模块TXD，发送用的是查询指令，接收用的是中断指令。4.2主程序流程工作图主程序如下：Uart_init();

//调用中断初始化函数

while(1)

//进入while循环

{

keyscan();

//按键函数

GSM_work();

//发送短信函数主程序主要是当人体红外模块监测到红外辐射剧烈变化后，判断出有人入，则主程序开始发送报警信息，指令到达通信报警模块，继续执行，一直循环。图4.1主程序流程图短信报警持续20s子程序如下： 变量加1 每500ms（50ms*10） 布防指示灯取反一次 故s { 计时变量清零 进入布防状态 布防指示灯长亮 停止计时当人体红外模块热释电模块监测到有人闯入时，进入布防状态的系统的绿色指示灯开始闪烁，会不停地闪烁20s，如果人体红外辐射还可以检测到的话，将执行短信报警模块，单片机会执行报警指令。4.3短信模块报警流程图系统监视到有人闯入后，布放绿色指示灯开始闪烁20s后，GSM短信发送模块发送防盗报警短信，待发送完成后，黄色指示灯将不再闪烁。发送短信部分程序如下： 接收手机号码 } 引号 延时 发送短信内容 延时 确定发送短信图4.2GSM短信模块报警流程图4.4紧急报警子程序流程图本系统中设计了紧急报警程序，有一个紧急按钮可以使单片P2.0输出高电平，短信报警模块直接会执行短信报警功能，因为在家里面人体红外模块不能覆盖所有范围，或者家里有小孩或者老人的时候，他们先发现了有人闯入，或者家里有人强制闯入的时候，自动检测和发送报警短信会有一段时间，而这个时候就体现出来紧急报警的优势，它无需通过人体红外模块进行监测，然后才会发送报警短信，可以直接通知到家里人。报警子程序主要是下面：紧急按键按下 { 延时去抖 再次判断按键是否按下 { 手动发送短信变量置一，准备发送短信 报警变量置一 } 按键释放 }图4.3紧急报警子程序流程4.5信号采集电路流程图信号采集流程图如下。图4.4信号采集流程图本章小结这一章主要介绍了，软件程序的设计，包括到每个模块的可以实现的功能的流程图，本章每一小节都做了详细介绍，每一小节还都附带了部分主要的程序，可以更直接，更详细的了解软件可以实现的功能。软硬件联调图5.1展示的是未通电状态的实物图，左上方是GSM短信模块，右上方是人体红外热释电监测模块，在GSM短信模块正下方左侧的是一个大电容，右侧的这个是一个蜂鸣报警器。依次有红绿黄三个指示灯，红色为警报灯，蜂鸣报警器响时，红色灯也闪烁；绿色为布防指示灯，即绿色亮时为人体红外热释电么模块工作正常；黄色指示灯为短信发送模块指示灯，发送短信时黄色指示灯亮，发送完成后，灯灭。在下面是51单片机，然后单片机右下方是晶振电路，在下面依次是四个按键，分别为复位、布防、撤防以及报警按键。整块板子最左侧下方为电源，黑色的是电源接口，usb电源接口，上面白色按键为电源开关，旁边红色指示灯为电源指示灯，电源开灯亮，电源关则灯灭。5.1实物静态图图5.2展示的是实物通电后的状态实物图，红色电源指示灯亮，单片机开始工作，GSM模块上方指示灯变亮，当插入SIM卡后LED灯先是一秒一闪，当找到信号后三秒一闪，如果一直是一秒一闪的话，就是电源供电不足，需要接在充电宝或者电脑USB接口上。5.2实物电源通电图图5.3展示的是当电源接通后，所有硬件都在等待按钮的启动，按下二号键，启动人体红外监测模块，系统进入布防状态，绿色指示灯开始亮。5.3实物布防工作图图5.4展示的是GSM短信发送模块工作状态实物图，绿色指示灯亮，说明人体红外热释电模块开始工作，开始监测周围是否有信号，当监测到有人闯入时，黄色指示灯亮，说明GSM短信模块开始向用户终端发送报警短信，五秒内发送完毕后，灯灭。用户终端收到短信如图5.5所示。图5.4GSM短信工作图5.5短信图图5.6是声光报警工作的实物图，当发送完毕后，黄色指示灯灭，红色报警指示灯开始闪烁，同时蜂鸣报警器开始工作，持续20s后结束，绿色指示灯常亮，系统再次进入检测模式。图5.6声光报警工作图图5.7是紧急报警工作状态的实物图，当系统通电后，不管是否进入布防状态，只要按下4键，紧急报警按钮键，黄色指示灯立刻亮GSM短信报警模块立即向用户发送报警短信，这个按钮可以大大减少人们面对紧急情况发生时，报警所需的时间，具有时效性。短信发送完毕后，蜂鸣报警器与红色报警指示灯继续工作，工作情况如图5.5一样。图5.7紧急报警工作图本章小结这一章介绍了实物图的工作状态对应的实物图，介绍了实物静态图，实物通电图，布防工作状态图，GSM短信模块工作状态图，声光报警工作状态图，紧急报警工作状态图。每一个工作状态都对应的现象都进行了详细的分析。第六章结论与展望现在已经单片机发展进入百花齐放的时代了，世界上几乎所有芯片制造的大公司都有自己生产研发的单片机系列，有与51系列兼容的，也有不兼容的，位数也是应有尽有，这一切都为基于单片机而开发各类设计有了很好地技术基础。我在大三专业选修课时，选到了这门课，然后一下就沉迷于编程的世界中，再加上平常自己对生活方面的小设计比较感兴趣，正好在毕业设计选题的时候选中了这个基于51单片机的GSM家庭防盗报警模块的设计，大家都知道，现在家庭生活都变得越来越好，社会发展得也越来越快，很多成年人都要面临加班或者出差的时候，父母或者小孩子在家的时候，面临突发情况时很难有立即处理的能力和办法，包括现在外卖和快递的送上门服务，方便了生活的同时也增加了危险发生的概率。这也就是为什么传统的防盗门和防盗窗慢慢退出人们对于家庭安全保护的考虑范围内，人们需要更直接，更有效的家庭防盗报警措施。本设计在现阶段基本可以满足大多数对于家庭安全的需求，包括有人闯入时的自动报警和有手动紧急报警的功能。但如果把眼光放长远一些，这些也会在数年后被新的需求所淘汰，国家最近在大力建设第五代通信网络，其峰值速度大约在1GB/S，比起现在的4G要快近100倍，那么在未来可能就不只是发送短信这么简单了，如果在家庭防盗报警系统中加入了高清摄像功能，那么结合5G网络可以瞬间发给用户，那么用户可以立刻与警察联系，第一时间掌握不法分子的全部特征，更利于社会的治安。当高清摄像功能与5G网络联系在一起的时候，就不再有传统家庭防盗报警的视野盲区，它升级成无死角的家庭防盗报警系统了。希望人们伴随经济水平上升的同时，也不要落下安全意识的提升，所以希望我们的家庭安全防护系统也越来越完善。参考文献[1]易可,阎力平.基于GSM汽车防盗报警系统的设计[J].电子世界.

2012(08)[2]杨帆.一种新型汽车防盗报警系统的设计与实现[J].电脑知识与技术.

2015(21)[3]鲁昌华,乔永伟,蒋薇薇.基于GSM无线防盗报警系统的研制[J].电子测量与仪器学报.

2006(01)[4]基于GSM的防盗报警系统的研究[J].王晓芬.现代工业经济和信息化.2015(07)[5]曾一凡,洋梅,林成武.基于GSM的油田无线防盗报警系统的设计与实现[J].仪表技术.

2005(02)[