基于單片機(jī)的居家防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

蔣紅梅　黃和意

【摘 要】介紹了一種以單片機(jī)、視頻顯示、報(bào)警、撥號(hào)和GSM短信模塊為核心的居家防盜報(bào)警系統(tǒng)，主要闡述了其基本工作原理和電路構(gòu)成。該系統(tǒng)借助移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，以短消息或者電話形式通知用戶，同時(shí)，門(mén)鈴被按時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)抓拍監(jiān)控圖像，可供用戶提取查看。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī)；防盜報(bào)警；GSM模塊

A Design of Home Anti-theft Alarm System Based on Single Chip Microcomputer

JIANG Hong-mei HUANG He-yi

（School of Information Science and Technology，Guilin University of Electronic Science and Technology，Guilin Guangxi 541004，China）

【Abstract】This paper introduces a microcontroller，video display，alarm，dialing and GSM text messaging as the core module of home anti-theft alarm system.The basic working principle and circuit constitution are mainly described.The system notifies the user in the form of short message or phone through the mobile communication network.At the same time， the doorbell is pressed，system automatically captures monitoring image，which can be used for the user to extract and view.

【Key words】Microcontroller；Anti-theft alarm；Module of GSM

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)家庭住房的防盜重視程度不斷提高，則更多的人需要對(duì)住房的偷盜事故進(jìn)行監(jiān)控和預(yù)防。雖然目前國(guó)內(nèi)外高度重視智能家居防盜系統(tǒng)的研發(fā)，但是市場(chǎng)上并不火熱，其主要原因是產(chǎn)品種類不多并存在一些缺陷，若用戶外出時(shí)，入侵者破門(mén)而入，則防盜門(mén)鈴便失去了作用；若室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)被切斷，則視頻監(jiān)控便毫無(wú)用處，而固定電話撥號(hào)亦是如此。為了有效保證居民的生命及財(cái)產(chǎn)安全，本設(shè)計(jì)在傳統(tǒng)防盜系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善，進(jìn)而加強(qiáng)對(duì)房門(mén)的保護(hù)，以及用戶對(duì)居家安全的掌控[1-3]。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

1.1 整體方案設(shè)計(jì)

在傳統(tǒng)門(mén)鈴的基礎(chǔ)上，增加了四個(gè)模塊，即GSM模塊、液晶顯示模塊、攝像頭模塊和門(mén)磁報(bào)警模塊。正常狀態(tài)下，監(jiān)控開(kāi)啟，報(bào)警器打開(kāi)，若來(lái)訪者按下門(mén)鈴時(shí)，視頻顯示器工作，用戶在家通過(guò)視頻顯示器可及時(shí)了解門(mén)外情況，同時(shí)，門(mén)鈴發(fā)出提示音提醒用戶，GSM模塊發(fā)送有客人來(lái)訪的短信到用戶手機(jī)；當(dāng)房門(mén)被非法侵入時(shí)，報(bào)警器發(fā)出警報(bào)聲提醒用戶并觸動(dòng)GSM模塊工作，自動(dòng)撥號(hào)到用戶手機(jī)上來(lái)提醒用戶。其系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。

1.2 GSM模塊

GSM模塊以ATK-SIM800C為主，它是 ALIENTEK推出的一款高性能工業(yè)級(jí)GSM/GPRS 模塊。ATK-SIM800C模塊支持RS232 串口和LVTTL串口，并帶硬件流控制，支持5V～24V的超寬工作范圍。硬件設(shè)計(jì)中，將GSM模塊的STXD和SRXD與單片機(jī)系統(tǒng)的RXD和TXD連接，可實(shí)現(xiàn)與SIM800C的通信。通過(guò)單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)送AT指令給GSM模塊，從而實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音撥號(hào)功能、SMS（短信）功能。

1.3 視頻顯示器模塊

視頻采集端選用的是OV7725 攝像頭，將攝像頭接入至野火 STM32 開(kāi)發(fā)板的 CAMERA 接口，將TFT裸屏接到野火STM32ISO-MINI開(kāi)發(fā)板上，給開(kāi)發(fā)板供電，將液晶顯示的程序下載到開(kāi)發(fā)板，TFT裸屏上顯示攝像頭所拍到的圖像，若圖片顯示不夠清晰，可調(diào)整鏡頭進(jìn)行調(diào)焦。當(dāng)來(lái)訪客人按下門(mén)鈴時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)抓拍TFT裸屏上顯示的圖像，而圖像儲(chǔ)存在SD卡內(nèi)，可供用戶提取查看。

1.4 門(mén)鈴與報(bào)警器模塊

該模塊以STC89C51芯片為主，電路中加入門(mén)鈴按鍵、光電傳感器、蜂鳴器。門(mén)鈴鍵按下時(shí)，蜂鳴器工作，則可實(shí)現(xiàn)門(mén)鈴功能。報(bào)警部分由一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)收光器構(gòu)成的對(duì)射分離式光電開(kāi)關(guān)組成。把發(fā)光器和收光器分別裝在門(mén)框兩側(cè)，當(dāng)有人非法入侵時(shí)，人穿過(guò)門(mén)時(shí)則阻擋了發(fā)光器和收光器的直接傳輸，則收光器輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)至AT89C51單片機(jī)，單片機(jī)將信號(hào)發(fā)送至GSM模塊。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

2.1 軟件整體方案設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)主要由兩大部分構(gòu)成，正常情況下，即門(mén)鈴響時(shí)，觸發(fā)GSM模塊發(fā)送短信至手機(jī)，提醒用戶有客人來(lái)訪，同時(shí)，STM32顯示視頻并實(shí)現(xiàn)圖片的自動(dòng)抓拍，圖片存儲(chǔ)在STM32內(nèi)存中；當(dāng)有人非法入侵時(shí)，開(kāi)啟報(bào)警和撥打電話的功能，設(shè)計(jì)流程圖如圖2所示。

2.2 短信功能子程序

短信功能是將“有客人來(lái)訪”的短信內(nèi)容發(fā)送至用戶手機(jī)。編程思想分為六個(gè)步驟：1）先發(fā)送AT+CMGF=1，設(shè)置短信的文本模式；2）然后發(fā)送AT+CSMP=17，167，2，25，設(shè)置短信文本的模式參數(shù)；3）發(fā)送AT+CSCS=“UCS2”，設(shè)置短信內(nèi)容為UCS2編碼字符集；4）設(shè)置參數(shù)AT+CMGS=“0031 0035 0036 0037 003* 003* 003* 003* 003* 003* 003*”，然后設(shè)置發(fā)送短信的目標(biāo)號(hào)碼為1567*******；5）發(fā)送短信內(nèi)容：“6709 5BA2 4EBA 6765 8BBF”，短信內(nèi)容：有客人來(lái)訪（短信內(nèi)容可由漢字Unicode碼轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換）；6）發(fā)送 1A，即設(shè)置短信為十六進(jìn)制發(fā)送。而撥號(hào)功能比短信更容易實(shí)現(xiàn)，先發(fā)送“AT”，表示GSM模塊自動(dòng)獲取波特率為9600 bit/s，再發(fā)送“ATD1567*******”指令，其中，“1567*******”表示所要撥打的電話號(hào)碼。

2.3 拍照功能子程序

拍照功能子程序是由攝像頭采集圖片與屏幕截圖保存圖片兩者共同實(shí)現(xiàn)，先由攝像頭采集圖片，再由TFT裸屏顯示，最后在TFT裸屏界面上實(shí)現(xiàn)截圖，圖片保存在存儲(chǔ)卡內(nèi)。圖像顯示及截圖主要程序如下：

while（1）

{ if（ Ov7725_vsync == 2 ）

{ FIFO_PREPARE； /*FIFO準(zhǔn)備*/ ImagDisp（）； /*采集并顯示*/

Ov7725_vsync = 0；

}

if（ screen_flag == 1 ）

{ sprintf（（char *）&file_name，"/camera%d"，num++）；

Lcd_GramScan（ 3 ）；

Screen_shot（0，0，160，180，file_name）； /* 截圖完畢LED2滅 */

LED2_ON；

screen_flag = 0；

}

}

3 結(jié)論

本文所述的居家防盜報(bào)警系統(tǒng)為家庭安防提供了一條可行途徑。該系統(tǒng)在可視化門(mén)鈴的基礎(chǔ)上加入了GSM模塊，用戶不在家也可以通過(guò)手機(jī)掌握住房的安全情況，并在傳統(tǒng)門(mén)鈴上增加報(bào)警器模塊，通過(guò)GSM模塊撥號(hào)通知用戶有入侵者入侵，將原有的獨(dú)立產(chǎn)品進(jìn)行相互銜接，組合成更全面、更具有安全性、實(shí)用性的智能家居安防系統(tǒng)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]趙巧妮.基于單片機(jī)控制的智能家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2010，29（8）：100-103.

[2]黃欣榮.基于GSM短信模塊的家庭防盜報(bào)警系的設(shè)計(jì)[J].中國(guó)新通信，2010， （5）：83-85.

[3]丁燕.基于單片機(jī)的防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析[J].電子制作，2013（22）：37.

[責(zé)任編輯：田吉捷]