1、毕 业 论 文论文题目 基于 GSM 模块 TC35 的 短信远程安全防护报警系统 系 别 电子信息工程系 专 业 电子信息工程 班 级 08 级电子信息工程 2 班 学 号 学生姓名 指导教师（签名） 完成时间 年 月I摘要本课题的任务是实现一个控制组件，用户可以通过手机发送短信对三个模块的安全进行报警，分别是设置温度的报警、电子密码锁密码输错 3 次的报警、红外检测外来人员的报警。控制组件主要由 GSM 模块 TC35、液晶显示LCD12864、单片机 AT89S52 及温度传感器 ds18b20、红外检测头组成。控制组件由主程序、按键控制程序、液晶显示初始化及功能模块程序、ds18b20
2、 检测温度程序、TC35 短信程序等功能模块组成。其中主程序负责和 TC35 进行短消息发送，LCD12864 负责显示温度、设置温度、密码锁模块、红外检测设置的工作状态。三个模块的功能、报警状态检测和短信报警是本软件的难点问题，软件设计部分将对这几个问题进行了详细的描述。本设计中，系统增加了十六个按键的矩阵键盘用于各个模块状态的选择、报警系统的设置、密码锁密码的输入等。关键字：单片机 AT89S52 短信消息 GSM 模块 TC35 安全防护报警 IIIntelligence Security System DesignAbstractThis paper completely implem
3、ents the standard PDU encoding and decoding functions, and will give a detailed description later about that.The purpose of this paper is to design a component, which can through the phone to send a text message to the three module security alarm. They are Set temperature alarm, Password wrong three
4、 times alarm and Infrared detection alarm. The hardware of the component consists of a GSM module named TC35,a MCU named AT89S52，a Liquid Crystal Display named LCD12864, and Temperature sensor named DS18b20. Control component by the procedures, key control procedures, liquid crystal display initiali
5、zation and function module procedures, ds18b20 detection procedures, TC35 text message program temperature function module. Among them main program is responsible for and on short message sending TC35, LCD12864 responsible for display temperature, temperature, combination lock setting module, infrar
6、ed detection set working condition. Three modules of the system, alarm state detection and alarm messages is the difficult problem in the software, software design part will be a few to this problem are described. This design, system increases the sixteen buttons for each module of the matrix keyboa
7、rd the choice of state, alarm system establishment, the locks of the input password. Key Word: AT89S52 SMS message GSM module TC35 Safety alarmIII目录第一章 前言 .1第二章 系统结构及工作原理 .32.1 模块的选择 .32.2 系统的组成及功能介绍 .42.3 系统的工作原理 .4第三章 系统硬件设计 .123.1 智能安全防护系统的总体结构 .123.2 TC35 通信模块及其外围电路 .133.2.1 TC35 模块内部结构 .133.2.2
8、 TC35 模块引脚功能介绍 .133.2.3 TC35 外围硬件 .143.2.4 TC35 连机通信 .193.3 单片机控制智能安全防护电路 .223.3.1 单片机介绍 .223.3.2 单片机外围硬件 .233.3.3 安全检测硬件 .25第四章 系统软件设计 .274.1 主程序设计 .274.2 报警检测处理程序 .284.3 按键处理程序 .29第五章 硬件测试与分析 .315.1 LED 指示灯及功能按键 .315.2 按键控制模块 .315.3 远程短信控制 .32第六章 结论 .34参考文献 .35致谢 .611第一章 前言随着经济和科技的发展，人们的生活水平逐渐提高、财
9、物逐年积累、住房条件不断改善。家中防盗、防火和自身安全等问题越来越受到人们的重视。为了迎合人们的需求，智能家居、防盗系统、家庭安防系统等产品逐渐上市。然而那些系统针对的问题和人们需求的不同使得它们的有缺点也很明显。本系统以自己设计的 51 单片机外加 GSM 等模块实现家庭安全的检测和短信报警等功能。在网络经济时代的大潮中，智能社区的安防建设显得越来越重要，国外的许多大公司己进入到该领域中，如微软公司投资一家 ltran 公司，专业从事家庭安防和家庭自动化方法的开发设计；IBM 公司与建筑商合作，为用户提供装备有先进的安防系统的智能化住宅。美国联邦政府和以 IBM、AT&T 等大型 IT 民间
10、企业为首，投资 4000 亿美元，为全国 500 万个小区和 9000 万个家庭提供全面的小区和家庭的安全防护和信息服务1。 “安全技术防范”作为一个专业领域，在国内已经历了二十多年的发展历程。居住小区是安防系统产品最大的市场，因为居住小区往往是案件的多发生区，居民对自身财产的保护意思也越来越强。现在就以居住小区为例来说明安防系统的重要作用。白天人们为了自己的生活事业外出工作，这时小偷就有机会趁机闯入小区，进行偷窃。因为白天小区人少，这样就不能及时的抓住小偷。每当人们回家后才知道自己家里被盗，然后去报警。这样即使抓住了小偷也没有办法挽回自己的财产损失了。为此我们设计了智能无线报警系统，就是在发
11、生警情的情况下，如有小偷进入房间，系统可以及时的发送报警短息通知房主，房主接收到短信后可以及时的通知保安人员去查看自己的房间，检查是否真的有小偷闯入。此外，本系统还有温度报警，和电子密码锁报警当温度达到设置的问题时，也能通过短信报警，从而防止火灾等事故发生。电子密码锁作为防盗物品本身就能提供非常大的安全保证，但近年来，随着盗锁事故的频繁反生，我们在提供密码开锁功能的同时，还必须加上密码输入错误次数的限制，当达到我们规定的次数时，系统报警，并将密码锁自动锁定，不能开启，从而进一步增加它的安全系数.本系统具有较强的扩展性，可应用于单一家庭、小区物业、电力、交通、石油、煤炭、铁道、市政、公安、银行等
12、部门行业的安防装置系统，只有在有警情的情况时才会发送短信报警，平时不会收取任何费用。所使用的网络是公共无线通讯网络，与使用手机完全相同，每月只需交付 SIM 的月租费用和适量的报警通信费用，系统的性价比高。2基于 GSM 短消息的远程安全防护报警系统，其系统原理图 1-1 所示：手机短信GSM 网络短信息服务中心GSM 网络 控制组件（AT89S52、TC35 模块）DS18b20 测温度模块红外检测模块密码锁模块手机、固定电话LCD12864液晶显示模块图 1-1 系统结构图用户端(手机)不需要使用任何应用程序，对机种和操作系统也无任何要求，而且还可以跟其它手机/固定电话通讯！DS18b20
13、 进行温度检测，密码锁实习密码锁的基本功能，当密码输入次数超过用户设定的次数时报警，红外检测人员进入情况，LCD12864 显示各个模块的界面和操作。本设计方案具有如下特点：1、操作方便，通过手机短信报警在很多时候比其它手段更加方便；2、对现有报警模块兼容性较强；3、低成本方案，可定制性强，有利于实现商品化；4、可扩展性强，可实现家用电话等功能。3第二章 系统结构及工作原理随着电子技术的发展、信息服务的普及，人们生活水平越来越高，人们的生活节奏越来越快，对安全的要求也越来越严格，由此，基于 GSM 模块的远程安全防护报警系统应运而生。2.1 模块的选择在 GSM 模块的选择中，常用的 GSM
14、模块有 TC35、TC35I、MC35、MC35I。采用 TC35 系列模块。TC35 是 Siemens 公司推出的新一代无线通信 GSM 模块，可以快速安全可靠地实现系统方案中的数据、语音传输、短消息服务(Short Message Service)和传真。模块的工作电压为 3.3 5.5V，可以工作在 900MHz 和 1800MHz 两个频段，所在频段功耗分别为 2W（900M）和 1W（1800M）。模块有 AT 命令集接口，支持文本和 PDU 模式的短消息、第三组的二类传真以及 2.4k，4.8k，9.6k 的非透明模式。此外，该模块还具有电话簿功能、多方通话，漫游检测等功能，常用
15、工作模式有省电模式、IDLE、TALK 等模式。通过独特的 40 引脚的 ZIF 连接器，实现电源连接、指令、数据、语音信号及控制信号的双向传输。通过 ZIF 连接器及50 天线连接器，可分别连接 SIM 卡支架和天线。TC35I 和 TC35 的区别在于外形、体积、电压都不同，TC35I 的功耗比 TC35 要小一些，价格比 TC35 贵一些。经过各种比较，发现 TC35 适合做远程安全防护报警控制器，它不仅价格便宜，而且性能稳定，足以胜任远程遥控！在检测温度的模块中，常用有 DS18B20 传感器、 PT100 铂热电阻等。采用 DS18B20 传感器。DS18B20 的测温范围-5512
16、5 ，分辨率最大可达 0.0625 。DS18B20 可以直接读出被测温度值。而且采用三线制和单片机相连，减小了外部硬件电路，具有低成本、易使用的特点。 DS18B20 是 Dallas 半导体公司的数字化温度传感器，它是一种支持 “一线总线 ”接口的温度传感器。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络。在安全防护检测温度上显然足以胜任，因此我选择了 DS18b20 作为安全防护中检测温度的传感器。在检测人员进入情况的传感器中，常用的有人体热释红外传感器模块，光电传感器，红外对管传感器等。采用光电传感器。4最终选择了光电传感器。这是一种集发射与接收于一体的光电传感器检测距离可以
17、根据要求进行调节。该传感器具有探测距离远、受可见光干扰小、价格便宜、易于装配、使用方便等特点。在电子密码锁部分中，由于资金和技术的限制，无法做出正在的锁具，在这里选择了 24C02 作为电子密码锁储存密码的芯片，24C02 是用 I2C 总线驱动的外部 2K 容量储存芯片 E2PROM，掉电后可以保存数据，像你电脑的硬盘一样。24c02 具有接口方便，体积小，数据掉电不丢失等特点，在仪器仪表及工业自动化控制中得到大量的应用，在应用本作品中绰绰有余，因此我选择了它。在最后主控芯片的选择中，由于对 MCU 的运行速度、容量要求不高，为此，选择单片机 AT89S52 作为主控芯片。2.2 系统的组成
18、及功能介绍本系统由单片机外围电路、GSM 模块电路和安全防护功能模块电路组成。单片机外围电路除了包括单片机正常工作所必须的元件外，还包括键盘、12864 液晶显示等，GSM 模块电路由 TC35 及其外围电路组成，安全防护功能模块包括DS18b20 温度检测电路、红外头检测电路、电子密码锁电路有液晶显示屏代替其显示功能，用 24c02 作为其存储电路来存储其密码。2.3 系统的工作原理TC35 模块板通过它的串口通讯脚（18 脚 RXD、19 脚 TXD）与 AT89S52 串行口通信引脚（10 脚 P30_RXD、11 脚 P31_TXD）相连接进行通信。AT89S52 串行口的结构由串行口
19、控制寄存器 SCON、发送和接收电路等组成。SCON 各位定义 1：（见图 2-2）5位地址 9F 9E 9D 9C 9B 9A 99 98SCON SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI接收中断标志发送中断标志接收数据第 9 位发送数据第 9 位接收控制0：禁止接收1：允许接收多机通信0：单机对单机0：多机通信见表 2-1图 2-2 SCON 各位定义SM0 和 SM1：串行方式控制位，用于设定串行口的工作方式，如表 2-1 所列：表 2-1 串行口的工作方式和所用波特率对照表SM0 SM1 相应工作方式 说明 所用波特率0 0 方式 0 同步移位寄存器 fosc/120
20、 1 方式 1 11 位异步收发（双机通信） 由定时器控制1 0 方式 2 12 位异步收发（多机通信） fosc/32 或 fosc/641 1 方式 3 12 位异步收发（多机通信） 由定时器控制SM2：多机通信控制位，主要在方式 2 和方式 3 下使用。REN：允许接收控制位。TB8：发送数据第 9 位，用于在方式 2 和方式 3 时存放发送数据第 9 位。RB8：接收数据第 9 位，用于在方式 2 和方式 3 时存放接收数据第 9 位。TI：发送中断标志位，用于指示一帧数据发送是否完成。RI：接收中断标志位，用于指示一帧数据接收是否完成。PCON 各位定义 1：（见图 2-3）6位地址
21、 8E 8D 8C 8B 8A 89 88 87PCON SMOD - - - GF1 GF0 PD IDL空闲控制位0：单机对单机0：多机通信掉电控制位0：单机对单机0：多机通信波特率选择位0：单机对单机0：多机通信通用标志位图 2-3 PCON 各位定义SMOD：为波特率选择位，在方式 1、方式 2 和方式 3 时，串行通信波特率和 成正比。PCON 中的其余各位用于 AT89S52 的电源控制。串行口的通信波特率计算 1：本系统中 52 单片机选择 11.0592 MHz 晶振，TC35 模块的波特率选择 9600 bps。单片机与 TC35 的波特率一定要匹配：波特率 /32(fosc/12)(1/( -初值)SMOD0（波特率不加倍），fosc=11.0592MHz，K=8（定时器 T1 为方式 2），初值253，即 TH1TL10xfd。温度检测：由于 DS18B20 与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20 的双向通讯。因此将 AT89S52 单片机的一个 IO 口与 DS18B20 的数据口相连进行通信。DS18B20 的测温低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器 1，高温度系数晶振随温度变化其震荡频率明
