基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的家用監(jiān)護(hù)報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)

1、基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的家用監(jiān)護(hù)報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)    摘要：介紹了一種以STC89C52單片機(jī)及TC35i模塊為核心的家用監(jiān)護(hù)及報(bào)警裝置，該監(jiān)護(hù)器在檢測(cè)到家庭環(huán)境狀態(tài)（如窗戶漏雨、門(mén)窗被撬、煤氣泄漏等）或者緊急情況時(shí)，可以通過(guò)TC35i短信模塊將信息發(fā)送到指定用戶，也可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音通話功能。還可通過(guò)短消息對(duì)家中電器、門(mén)窗等進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。當(dāng)家中發(fā)生事故時(shí)，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理，亦可通過(guò)遠(yuǎn)程委托他人處理，避免破門(mén)而入等情況的發(fā)生。 關(guān)鍵字：STC89C52，TC35i，監(jiān)護(hù)及報(bào)警 Abstract: This article Introduced a home monito

2、ring and alarm device based on a single-chip STC89C52and TC35i module . when this device detects a state of family environment (such as window leaks, doors and windows were pry,gas leaks, etc.), or room personnel in emergency, it will send information in a timely manner through TC35i SMS module to c

3、ellphone users, voice calls can also be achieved. Also this device can control remotly on the home electrical appliances, windows and doors through short message. when an accident occurred at home , it could be spotted in time and processed by our device. also you can commission someone by remote to

4、 process and to avoid the occurrence of break-ins and so on. Key word: STC89C52,TC35i, monitoring and alarm 1、引言 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活節(jié)奏的加快，對(duì)家庭的關(guān)注和對(duì)家中老人和小孩的關(guān)愛(ài)也越來(lái)越少。本家用監(jiān)護(hù)報(bào)警器主要針對(duì)家中有老人、小孩或者行動(dòng)不便的人員而設(shè)計(jì)1。該本家用監(jiān)護(hù)報(bào)警器可以通過(guò)GSM模塊實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信，該裝置可以向指定用戶或監(jiān)控中心發(fā)送短信告知家里的情況，如遇到緊急情況也可以向指定手機(jī)撥打電話，實(shí)現(xiàn)緊急呼叫。 2、概述 德國(guó)SIEMENS（西門(mén)子）公司的TC35i是

5、一款雙頻900/1800MHZ高度集成的GSM模塊。在眾多GSM模塊中，TC35i秉承了西門(mén)子一貫的優(yōu)秀品質(zhì)，它易于集成，成本低，易于開(kāi)發(fā)2。在遠(yuǎn)程監(jiān)控和無(wú)線POS終端等領(lǐng)域TC35i無(wú)線模塊都在發(fā)揮重要作用。通過(guò)HCS300跳碼編碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)遙控部分，增加了系統(tǒng)的可靠性。 3、 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 本家用監(jiān)護(hù)報(bào)警器主要由單片機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)（負(fù)責(zé)接受遙控指令，采集和控制各類(lèi)信號(hào)，控制GSM模塊）、水浸傳感器（檢測(cè)是否漏雨）、GSM短信收發(fā)模塊（TC35i）、遙控收發(fā)器（采用HCS300跳碼編碼器）、煙霧感應(yīng)器（檢測(cè)家里是否有火警）、紅外探頭（檢測(cè)是否有人從窗戶進(jìn)來(lái)）、振動(dòng)傳感器（避免破門(mén)或破窗而入等情況的發(fā)生

6、），直流穩(wěn)壓電源等部件組成。家用監(jiān)護(hù)及報(bào)警裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示。整個(gè)系統(tǒng)由監(jiān)控中心、綁定手機(jī)用戶和分控終端（家庭監(jiān)護(hù)報(bào)警裝置）組成。監(jiān)控中心主要由TC35i模塊通過(guò)串口與PC機(jī)連接，或者TC35i模塊直接發(fā)送信號(hào)到用戶手機(jī)，TC35i負(fù)責(zé)收發(fā)短信，保持與監(jiān)護(hù)報(bào)警裝置的定時(shí)聯(lián)系。也可以不用監(jiān)控中心，有報(bào)警器直接發(fā)送短信到用戶手機(jī)。 4、 硬件部分 TC35i模塊是一款雙頻900/1800MHZ高度集成的GSM模塊， TC35i的第15引腳是正電源輸入腳通常推薦值4.2V，模塊電源如果低于3.3V就會(huì)自動(dòng)關(guān)機(jī)，第610引腳是電源地。單片機(jī)兩個(gè)引腳直接控制模塊的開(kāi)關(guān)機(jī)與復(fù)位，系統(tǒng)加電后為使TC35i進(jìn)

7、入工作狀態(tài),必須給15腳加一個(gè)大于100ms的低電平,但注意下降沿不可超過(guò)1ms。該GSM模塊可以跟串口直接通信，通信速率為9600Kbps，采用8位異步通訊方式，8位數(shù)據(jù)位，1位起始位，1位停止位，無(wú)校驗(yàn)位，支持標(biāo)準(zhǔn)的AT命令集。3538為語(yǔ)音接口，35、36接揚(yáng)聲器放音。37、38可以直接接駐極體話筒來(lái)采集聲音（37是話筒正端，39是話筒負(fù)端）。該模塊輸入輸出的TTL正電平邏輯不是+5V，而是+2.9V，因此需要加端口保護(hù)。 遙控接收部分采用的是315M超外差式接收模塊，該模塊數(shù)據(jù)傳輸采用單線式，DATA腳可直接與單片機(jī)相連。 5、軟件部分 5.1 TC35i驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì) 在TC35i使用

8、之前必須首先對(duì)其初始化，然后設(shè)置其工作模式，通信波特率以及短消息收發(fā)格式等。在每一項(xiàng)設(shè)置的過(guò)程中都需要對(duì)設(shè)置的結(jié)果判斷設(shè)置成功與否，如果設(shè)置成功就會(huì)返回“OK”，否則返回“ERROR”。在設(shè)置不成功的情況下需要重新對(duì)模塊進(jìn)行設(shè)置，重復(fù)多次如果仍未成功則退出程序并提示故障。 5.2短信收發(fā) 短信收發(fā)通過(guò)單片機(jī)向TC35i寫(xiě)入不同的指令，來(lái)完成各種功能，如發(fā)送短消息、接收短消息或撥打電話等。TC35i在使用之前必須首先進(jìn)行初始化，TC35i模塊的初始化包括模塊的開(kāi)啟、波特率設(shè)置、短消息中心設(shè)置和收發(fā)短信格式設(shè)置等。 5.3 AT指令 AT 即Attention，AT指令集是從終端設(shè)備(Termin

9、al Equipment，TE)或數(shù)據(jù)終端設(shè)備(Data Terminal Equipment，DTE)向終端適配器(Terminal Adapter， TA)或數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備(Data Circuit Terminal Equipment，DCE)發(fā)送的。通過(guò)TA，TE發(fā)送AT指令來(lái)控制移動(dòng)臺(tái)(Mobile Station，MS)的功能，與GSM 網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)進(jìn)行交互。用戶可以通過(guò)AT指令進(jìn)行呼叫、短信、電話本、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、傳真等方面的控制3。 5.4遙控解碼 本系統(tǒng)采用了HCS300跳碼編碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)遙控部分，增加了系統(tǒng)的可靠性，為了能使發(fā)送數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)誤，首先要采集需要發(fā)送的不同指令對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，

10、然后將所學(xué)的序列號(hào)和同步值經(jīng)加密后存儲(chǔ)到EEPROM中。單片機(jī)在接收到信息后，首先取得系列號(hào)之后與工廠代碼結(jié)合，產(chǎn)生與發(fā)射器相同的密鑰，并用這一密鑰進(jìn)行解密滾動(dòng)數(shù)據(jù)。單片機(jī)接收到一次發(fā)送后，立即檢查序列號(hào)是否已被學(xué)習(xí)，如果是，則進(jìn)行解碼過(guò)程。由生成的密鑰對(duì)滾動(dòng)碼部分進(jìn)行解密，用鑒別位來(lái)判斷解密否有效，如果以上通過(guò)，則對(duì)同步值進(jìn)行判斷，并處理按鍵信息。 6、 結(jié)束語(yǔ) 本家用監(jiān)護(hù)報(bào)警器，在單片機(jī)控制的基礎(chǔ)上，采用了GSM無(wú)線通信技術(shù)，使家用監(jiān)護(hù)報(bào)警器具有遠(yuǎn)程遙控的功能，并應(yīng)用于家居，實(shí)現(xiàn)家庭環(huán)境的無(wú)人監(jiān)控或?qū)o(wú)自理能力人的監(jiān)控。這種設(shè)計(jì)為廣大上班族提供了很大方便，具有較高的實(shí)用價(jià)值。但此系統(tǒng)也有一定的局限性，短消息的發(fā)送受到GSM網(wǎng)絡(luò)的限制，有可能會(huì)存在一定的延遲。所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候采用對(duì)緊急情況電話呼叫的形式。 參考文獻(xiàn)： 1 張春雷.汽車(chē)智能防盜防撞報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)J.儀表技術(shù)，2005，（2）：13-14，20 2 黃庶.基于TC35i模塊的家庭監(jiān)護(hù)報(bào)警裝置設(shè)計(jì).應(yīng)用能源技術(shù)，2010 3周嶸.家庭GSM短消息遙控監(jiān)測(cè)裝置P.中國(guó)專(zhuān)利：ZL02217548.2，2002 4 AT Command Set Siemens cellular engines version 2.10 S. S