基于GSM模块的防火防盗报警系统设计毕业论文设计.docx

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基于GSM模块的防火防盗报警系统设计毕业论文设计

毕业设计（论文）

课题：

基于GSM模块的防火防盗报警系统设计

学院物理科学与工程技术学院

专业年级电子科学与技术2012级

学习形式、层次

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

　　　　　日　期：

指导教师签名：

　　　　　日　　期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：

　　　　　日　期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：

日期：

年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权　　　　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：

日期：

年月日

导师签名：

日期：

年月日

注意事项

1.设计（论文）的内容包括：

1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）

2）原创性声明

3）中文摘要（300字左右）、关键词

4）外文摘要、关键词

5）目次页（附件不统一编入）

6）论文主体部分：

引言（或绪论）、正文、结论

7）参考文献

8）致谢

9）附录（对论文支持必要时）

2.论文字数要求：

理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：

任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：

1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写

2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画

3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印

4）图表应绘制于无格子的页面上

5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档

5.装订顺序

1）设计（论文）

2）附件：

按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订

指导教师评阅书

指导教师评价：

一、撰写（设计）过程

1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神

□优□良□中□及格□不及格

2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度

□优□良□中□及格□不及格

3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力

□优□良□中□及格□不及格

4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性

□优□良□中□及格□不及格

5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

指导教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

评阅教师评阅书

评阅教师评价：

一、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

评阅教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

教研室（或答辩小组）及教学系意见

教研室（或答辩小组）评价：

一、答辩过程

1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况

□优□良□中□及格□不及格

2、对答辩问题的反应、理解、表达情况

□优□良□中□及格□不及格

3、学生答辩过程中的精神状态

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

评定成绩：

□优□良□中□及格□不及格

教研室主任（或答辩小组组长）：

（签名）

年月日

教学系意见：

系主任：

（签名）

年月日

摘要

人们生活水平不断提高，对私有财产的保护意识在不断的增强，因而对防盗措施提出了新的要求。

本设计就是为了满足预防火灾、盗窃等意外事件的需要而设计的室内防火防盗报警系统。

而随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快以及大量家用电器和厨房设施的使用，家庭安全隐患随之增多，同时社会转型期的家庭不安全因素也日益凸现，传统的安全防范措施已无法适应现代化社会的需求。

本文鉴于以上因素，建立了一个基于GSM网络及短信息平台上的家庭安防系统，设计中采用了STC89C52单片机系统、无线GSM短信模块及传感器技术。

本文给出了基于短信息平台的家庭安防系统的设计思路和系统组成方案，对主控模块、通信网络、传感器模块、短信模块及接口电路进行了较深入的分析研究。

文中设计实现的家庭安防系统具有硬件结构简单、性价比高等优点。

模块化的程序结构，使系统功能的扩展非常方便。

本文给出的基于短信息平台的家庭安防系统，基本实现了系统的远程报警及控制功能，达到了远程监控家居的目标，具有较好的应用前景。

关键词

智能家居；远程监控；GSM；短信息

DesignofFireProtectionandAlarmSystemBasedonGSMModule

Abstract

People'slivingstandardsimprove,protectionofprivatepropertyinunceasingenhancement,thusputforwardthenewrequesttothesecuritymeasures.Theindoorfirealarmisdesignedtomeettheneedsoffireprevention,theftandotheraccidentsandthedesignofalarmsystem.Andwiththeimprovementofpeoplelivingstandardandliferhythmspeedingupandtheuseoflargehouseholdelectricalappliancesandkitchenfacilities,familysecurityrisksincrease,atthesametimethesocialtransformationoffamilysafetyfactorarealsoincreasinglyapparent,traditionalsecuritymeasureshasbeenunabletoadapttotheneedsofmodernsociety.Inviewoftheabovefactors,afamilysecuritysystembasedonGSMnetworkandshortmessageplatformisestablished,whichisusedinthedesignofSTC89C52MCUsystem,wirelessGSMshortmessagemoduleandsensortechnology.

Ispresentedinthispaperbasedonshortmessageplatformofhomesecuritysystemdesignandsystemcompositionscheme,themaincontrolmodule,acommunicationnetwork,asensormodule,ashortmessagemoduleandinterfacecircuitareanalysedandstudieddeeply.Thehomesecuritysystemdesignedandimplementedinthispaperhastheadvantagesofsimplehardwarestructureandhighcostperformance.Themodularstructureoftheprogram,sothattheexpansionofthesystemfunctionisveryconvenient.Homesecuritysystembasedonshortmessageplatformisgiveninthispaper,thebasicrealizationofthesystemoftheremotealarmandcontrolfunctions,achieveremotemonitoringHomeFurnishingtarget,hasagoodapplicationprospect.

Keyword

IntelligentHome，Furnishing，remotemonitoring，GSM，shortmessage

关于目录形成的说明：

1．从引言开始的每章标题、节要在样式中分别使用一级标题、二级标题、三级标题。

目录里就索引到三极标题。

如上第二章所示。

2．“目录”字样用黑体三号字，居中；目录内容用宋体小四号。

引言

目前普通的防盗网、防盗窗等安防系统在实际使用中存在很多隐患，例如：

让其它没有安防盗窗的附近楼层构成被盗隐患而且发生火灾时难以逃生等。

随着电子技术的飞速发展，报警系统已从原来的简单化、局部化向智能化、集成化发展。

报警器是―种保护人民生命财产安全的电子产品，它在各个领域的应用十分广泛。

声光报警器由于使用声和光两种信号同时进行报警，克服了普通报警器只单纯用一种信号——声或光的缺陷（报警声音易被嘈杂声覆盖，报警光信号在白天易被光线混淆），倍受人青睐[]。

而各种防盗报警系统之间的主要区别是在于如何让分机与主机、分机与用户之间进行通讯。

目前市场上常见的防盗报警系统的通信方式有固定电话拨号、以太网、集群系统等等。

但它们有各自的缺点：

1、固定电话拨号容易被盗贼在入室抢劫前切断电话线或恶意占线，使其在关键时刻失灵。

2、以太网同样面临着线路被切断的隐患，且不易普及。

3、集群系统功耗很大，网络架设和维护费用很高，而且需要购买固定的频点。

针对以上通信方式的优、缺点，我设计了基于GSM短信模块的家庭无线防盗报警系统。

此系统可解决这些隐患，让家庭防盗更及时、使用更方便。

它不再依赖有线电话执行报警，而是借助最可靠、最成熟的GSM移动网络，以最直观的中文短消息或电话形式，直接把报警地点的情况反映到您的手机屏幕上。

它采用主动式红外传感器进行检测，变有形的传统防盗网防盗窗为无形，给火灾时的逃生提供方便。

并配备烟雾传感器和燃气泄漏传感器，实现防火、防燃气泄漏的作用。

本文介绍了用AT89S52单片机实现的基于GSM短信模块的家庭防盗报警系统，以及AT89S52单片机的功能特点、GSM短信模块工作原理、传感器工作原理。

系统组成框图如下：

主要功能和主要技术指标

以不超过一页为好

主要功能和主要技术指标

一、主要功能

①驱动LED灯阵列稳定发光照明；

②能用红外遥控器控制亮度；

③能有效滤除EMC干扰，符合国家EMC标准；

④具有抗雷击和浪涌能力，在开路、短路、过温等异常状态具有保护功能；

二、技术指标

①输入电压为220V，输出电流为0.24A，输出电压为72V；

②功率因数＞80%；

③LED驱动电源输出功率为18W；

④LED驱动电源效率＞82%；

⑤可以在6米范围内进行稳定的无线遥控控制。

⑥输出纹波噪声峰峰值小于1.8V，纹波噪声与输出电压的比值小于2.57%。

第一章绪论

1.1前言

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，对私有财产的保护意识在不断的增强，因而对防盗措施提出了新的要求。

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短信模块的家庭式电子防盗系统。

1.2防盗报警系统在国内外的发展

从上世纪初，报警系统就已经在北美稍具雏形。

在北美，报警呼救箱放置在街头巷尾，在呼救时发出声响提示，以寻求附近警察的帮助；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，由于通信技术的发展，提供远程通信服务的电报公司加入到这个行业中，从而使得报警信息可以通达到更远的地方；不过，这种电报方式毕竟难以普及，所以稍后出现的电话理所当然地成为报警通讯的主要手段。

而此后自动拨号系统的出现以及电话普及到千家万户，更使得通过电话线报警的方式得到了前所未有的发展。

从以上过程来看，报警行业的发展是以工业技术发展为基础的，只有具备良好的通信手段，才能够把各地的报警信息汇聚到相应的权威部门，然后由权威部门负责分配有限的警力来帮助到所有的社会个体。

国外智能监控防盗技术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智能监控防盗技术的发展概况。

其具有以下特点，值得我们借鉴。

目前，对北美的安防产业来说，最成功的经营模式就是联网报警服务模式，联网报警将整个北美的安防产业从横向到纵向进行整合串并，形成了一个集中许多高科技手段和产业化管理水准的一体化综合性产业。

比如世界排名第一，北美最大的安防跨国公司--美国棋诺亚公司，它在世纪年代开始搞简单的防盗报警，其当时的业务范围和技术水平跟中国现在很多安防企业是相当的。

到70年代，它对其产业的整体发展方向做了很大的调整，变为联网报警服务商，建立了首家网管中心，尤其是在年代引用了大量的网管技术、系统集成技术和电子技术，现己成为十分先进的联网报警服务平台，它在美国、加拿大、英国、香港、台湾等多个国家和地区都有分公司，北美的客户数已超过600万，2003年防盗报警收入总产值达105亿美元。

1.3防盗报警器的发展前景与趋势

随着社会的发展，农村城镇化和人员流动性增大，社会治安状况更趋复杂，因此作为社会的基本单元“安全防范问题就显得尤为重要。

传统的机械式（防盗网、防盗窗）家居防卫在实际使用中暴露出一些明显的问题，如：

影响楼房美观，市容整洁；影响火灾救援通道；给犯罪分子提供了便利的翻越条件；时间久了会有高空坠物的危险等。

所以作为新一代的智能安全防盗报警器系统就应运而生，并日益受到广泛的重视和运用。

另外，为了进一步规范住宅小区智能化建设，建设部特别制定了智能小区的等级标准，按照其要求智能小区中必须具有安全防范、信息管理、物业管理和信息网络等系统。

因此，小区安全防范系统建设已逐渐纳入许多小区建设的必备项目中。

1.4设计任务与要求

（1）该设计包括硬件和软件设计两个部分。

模块划分为数据采集、单片机控制、GSM短信报警等模块子函数。

（2）本红外线防盗报警系统由热释电红外传感器、单片机控制电路、GSM短信模块及相关的控制管理软件组成。

用户终端完成信息采集、处理、数据传送、功能设定、报警信息告知用户等功能。

终端由中央处理器、输入模块、输出模块、通信模块等部分组成。

（3）系统可实现功能。

当人员外出时，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，设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号，经放大电路、比较电路送至门限开关，打开门限阀门送出TTL电平至89C52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。

第二章方案比较与论证

本章主要对系统的各模块进行分析和设计，通过多个方案的对比分析，再与本设计系统的具体指标参数相结合，从而决定各模块的最优设计方案。

第2章 系统方案设计 

2.1 系统总体设计思路 

基于GSM短信模块的家庭防盗报警系统组成如图2-1所示。

该系统结构组成为前端探测器（热释电红外探测器）、单片机控制器、GSM短信模块、用户终端。

前端探测器

图2-1 基于GSM短信模块的家庭防盗报警系统 

本系统由五路热释电红外探测器采集五路（门、窗、阳台等报警监测点）报警信号，将报警信号送入89C52控制芯片，控制触发GSM短信模块向用户发送防盗报警信息，从而实现家庭用防盗报警系统的功能。

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，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。

2.2 系统方案设计 

本设计包括硬件和软件设计两个部分。

模块划分为数据采集、单片机控制、GSM短信模块报警等子模块。

电路结构可划分为：

热释电红外传感器、单片机控制电路、GSM短信模块及相关的控制管理软件组成。

用户终端完成信息采集、处理、数据传送、短信报警等功能。

就此设计的核心模块来说，单片机就是设计的中心单元，所以此系统也是单片机应用系统的一种应用。

单片机应用系统也是有硬件和软件组成。

硬件包括单片机、输入/输出设备、以及外围应用电路等组成的系统，软件是各种工作程序的总称。

单片机应用系统的研制过程包括总体设计、硬件设计、软件设计等几个阶段。

从设计的要求来分析该设计须包含如下结构：

热释电红外传感探头电路、报警电路、单片机、复位电路、GSM短信模块及相关的控制管理软件组成；它们之间的构成框图如图2-2总体设计框图所示：

 处理器采用51系列单片机89C52。

整个系统是在系统软件控制下工作的。

设臵在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号，经放大电路、比较电路送至门限开关，打开门限阀门送出TTL 电平至51单片机。

在单片机内，经软件查询、识别判决等环节实时发出入侵报警状态控制信号。

驱动电路将控制信号放大并推动GSM模块向事先设定好的用户发送报警信息，从而实现相应报警功能。

当报警延迟10s一段时间后自动解除，也可人工手动解除报警信号，当警情消除后复位电路使系统复位。

2.3 传感器简介 

2.3.1 热释电红外传感器简介 

被动式红外探测器不需要附加红外辐射光源，本身不向外界发射任何能量，而是由探测器直接探测来自移动目标的红外辐射，因此才有被动式之称。

被动式红外探测器是利用热释电效应进行探测的。

被动式红外探测器又称为热释电红外探测器，其主要工作原理便是热释电效应。

热释电效应是指如果使某些强介电质材料（如钦酸钡、钦错酸铅P（zT）等）的表面温度发生变化，则随着温度的上升或下降，材料表面发生极化，即表面上就会产生电荷的变化，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。

热释电红外传感器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。

当热释电红外传感器受到红外辐射源的照射时，其内部敏感材料的温 度将升高，极化强度减弱，表面电荷减少，通常将释放掉的这部分电荷称为热释电电荷。

由于热释电电荷的多少可以反映出材料温度的变化，所以由热释电电荷经电路转变成的输出电压也同样可以反映出材料温度的变化，从而探测出红外辐射能量的变化。

红外探测器的光学系统可以将来自多个方向的红外辐射能量聚焦在探测器上，这样红外探测器就可以探测到某一个立体探测空间内热辐射的变化。

当防范区域内没有移动的人体时，由于所有的背景物体（如墙壁、家具等）在室温下红外辐射的能量比较小，而且基本上是稳定的，所以不能触发报警器。

当有人体突然进入探测区域时，会造成红外辐射能量的突然变化，红外探测器将接收到的活动人体与背景物体之间的红外热辐射能量的变化转化为相应的电信号，电信号的大小，决定于敏感元件温度变化的快慢，经过后级比较器与状态控制器产生相应的输出信号U，送往报警器，发出报警信号。

红外探测器的探测波长为8~14um，人体的红外辐射波长正好处于这个范围之内，因此能较好的探测到活动的人体。

被动式红外探测器属于空间控制型探测器，其警戒范围在不同方向呈多个单波束状态，组成锥体感热区域，构成立体警戒。

由于被动式红外技术具有监测距离较远，灵敏度较高，节能价廉等优点，本课题采用红