畢業(yè)論文-基于單片機的智能防盜系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

1、大連東軟信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 論文題目：基于單片機的智能防盜系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)系 所： 電子工程系 專 業(yè)： 電子信息工程（嵌入式系統(tǒng)工程方向） 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號： 指導(dǎo)教師： 導(dǎo)師職稱： 副教授 完成日期： 2014年 4月 28日 大連東軟信息學(xué)院Dalian 大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 摘要 IV基于單片機的智能防盜系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)摘 要隨著各類突發(fā)事件的頻頻發(fā)生，人們的安全防范意識也隨之提高，同時各種社會不安全因素也在困擾著我們的生活，傳統(tǒng)的安全防范措施，如鋼制防盜門和鋼制的防盜窗已無法滿足人們的需求。因此社會迫切的需要一種不僅性價比高，而且要運行可靠的，可以將非法入侵者拒

2、之戶外的智能防盜系統(tǒng)。在電子技術(shù)發(fā)展迅猛的當(dāng)下，基于單片機的控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域中，同時隨著家居智能化技術(shù)的不斷成熟，人們對智能化家居也是更加青睞。本文鑒于以上的種種因素，設(shè)計了一個基于單片機的智能防盜系統(tǒng)。此設(shè)計以STC89C52單片機系統(tǒng)為核心，并利用無線GSM短信模塊以及傳感器技術(shù)等組成了智能防盜系統(tǒng)，系統(tǒng)軟件部分應(yīng)用了單片機的C語言進(jìn)行設(shè)計，用來實現(xiàn)設(shè)計中需要的全部控制功能。通過紅外熱釋電傳感器感應(yīng)人體散發(fā)的紅外線，當(dāng)人移動在危險范圍內(nèi)，傳感器就會感應(yīng)到，將信號發(fā)送給單片機，經(jīng)過單片機處理，判斷所接受信號是否符合報警條件，一旦符合報警將通過串行通信接口RS232，控制GSM短信模

3、塊給用戶發(fā)短信息，第一時間保護(hù)用戶的財產(chǎn)安全。關(guān)鍵詞：單片機，無線GSM短信模塊，熱釋電紅外傳感器，智能防盜大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） AbstractDesign and Implementation of Intelligent Anti-theft System Based on Single Chip AbstractWith the frequent occurrence of all types of emergencies, peoples awareness of security also increases, but also a variety of social

4、insecurity affects our lives, traditional security measures, such as steel security doors and steel anti-theft window has been unable to meet peoples needs. Hence society urgently needs a kind of intelligent anti-theft system not only cost-effective, but also to run reliably, can resist the illegal

5、intruders from the outside. The electronic technology develop rapidly at the moment, control system that based on single-chip microcomputer is widely used in various fields, at the same time the technology of intelligent home continue to mature, intelligent home are also good graces by more people.

6、This article view of the above factors, design an intelligent anti-theft System based on MCU.This design with STC89C52 SCM system as the core, and use the GSM SMS wireless module and sensor technology in this intelligent anti-theft system, the part of system software used the SCM C language to carry

7、 on the design, to achieve required full control functions in the design. By pyroelectric infrared sensor senses infrared ray that the body exudes, when people move within the dangerous range, the sensor will sense that sends a signal to the microcontroller, after the SCM processing, to determine wh

8、ether a received signal conforms to the alarm condition, once conform to the alarm will be through the RS232 serial communication interface, to control the GSM SMS module send short messages to users, the first time to protect property safety of users.Key words: MCU, Wireless GSM Short Message Modul

9、e, Pyroelectric Infrared Sensor, Intelligent Anti-theft大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 目錄目 錄 TOC o 1-3 u 摘 要 PAGEREF _Toc387741829 h IAbstract PAGEREF _Toc387741830 h II第1章緒 論 PAGEREF _Toc387741831 h 11.1 課題研究背景與意義 PAGEREF _Toc387741832 h 11.2 課題研究內(nèi)容與方法 PAGEREF _Toc387741833 h 11.3 課題研究現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc387741834 h 2

10、第2章關(guān)鍵技術(shù)介紹 PAGEREF _Toc387741835 h 32.1 傳感器選型 PAGEREF _Toc387741836 h 32.2 單片機選型 PAGEREF _Toc387741837 h 32.3 通信接口選型 PAGEREF _Toc387741838 h 42.4 GSM技術(shù)介紹 PAGEREF _Toc387741839 h 4第3章系統(tǒng)需求分析 PAGEREF _Toc387741840 h 53.1 系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo) PAGEREF _Toc387741841 h 53.2 系統(tǒng)功能需求 PAGEREF _Toc387741842 h 53.2.1 單片機最小系統(tǒng)需求

11、分析 PAGEREF _Toc387741843 h 53.2.2 紅外熱釋電模塊需求分析 PAGEREF _Toc387741844 h 53.2.3 GSM模塊需求分析 PAGEREF _Toc387741845 h 63.3 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境 PAGEREF _Toc387741846 h 63.4 系統(tǒng)可行性分析 PAGEREF _Toc387741847 h 63.4.1 技術(shù)可行性 PAGEREF _Toc387741848 h 63.4.2 系統(tǒng)安全性分析 PAGEREF _Toc387741849 h 6第4章系統(tǒng)設(shè)計 PAGEREF _Toc387741850 h 84.1 系統(tǒng)

12、設(shè)計指導(dǎo)原則 PAGEREF _Toc387741851 h 84.2 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc387741852 h 84.3 硬件設(shè)計 PAGEREF _Toc387741853 h 94.3.1 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計 PAGEREF _Toc387741854 h 94.3.2 紅外熱釋電電路設(shè)計 PAGEREF _Toc387741855 h 94.3.3 GSM短信電路設(shè)計 PAGEREF _Toc387741856 h 104.4 軟件設(shè)計 PAGEREF _Toc387741857 h 104.4.1 控制流程設(shè)計 PAGEREF _Toc387741858 h 10

13、4.4.2 功能模塊設(shè)計 PAGEREF _Toc387741859 h 12第5章系統(tǒng)實現(xiàn) PAGEREF _Toc387741860 h 135.1 環(huán)境配置 PAGEREF _Toc387741861 h 135.2 硬件實現(xiàn) PAGEREF _Toc387741862 h 135.3功能模塊實現(xiàn) PAGEREF _Toc387741863 h 135.3.1 主函數(shù)模塊功能實現(xiàn) PAGEREF _Toc387741864 h 135.3.2 中斷服務(wù)程序?qū)崿F(xiàn) PAGEREF _Toc387741865 h 135.3.3 報警電路程序?qū)崿F(xiàn) PAGEREF _Toc387741866 h

14、 145.3.4 信號采集電路流程圖 PAGEREF _Toc387741867 h 155.4系統(tǒng)集成與調(diào)試 PAGEREF _Toc387741868 h 16第6章系統(tǒng)測試 PAGEREF _Toc387741869 h 176.1 測試方案 PAGEREF _Toc387741870 h 176.2 測試方法以及結(jié)果 PAGEREF _Toc387741871 h 176.3 系統(tǒng)功能結(jié)論分析 PAGEREF _Toc387741872 h 19第7章結(jié)論 PAGEREF _Toc387741873 h 20參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc387741874 h 21致 謝 PAGE

15、REF _Toc387741875 h 22附錄A PAGEREF _Toc387741876 h 23大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）- 第1章緒 論防盜系統(tǒng)已經(jīng)被越來越廣泛的應(yīng)用，在工廠、汽車、以及公共場所都會看到它的存在。隨著社會的進(jìn)步，人們的居住環(huán)境越來越好，人們也越來越重視自己的個人安全和財產(chǎn)安全，對居住環(huán)境的安全問題提出了更高的要求；同時，經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展也伴隨著城市流動人口的增加，給城市的社會治安增加了新的難題。要保障個人、家庭以及住宅的安全，防止偷搶事件的發(fā)生，就必須有自己的安全防范系統(tǒng)。無接觸、智能化的報警是現(xiàn)在防盜控制系統(tǒng)實現(xiàn)的發(fā)展方向。在工業(yè)的快速發(fā)展之下，防盜系統(tǒng)對于計算

16、機、微電子、以及傳感器等高新技術(shù)的應(yīng)用和研究得到了較好的發(fā)展。并且防盜系統(tǒng)已經(jīng)被應(yīng)用于普通家庭當(dāng)中，適應(yīng)了社會上越來越高的應(yīng)用要求。1.1 課題研究背景與意義隨著社會的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活水平得到很大的提高，尤其是物質(zhì)生活水平的提高。人們對私有財產(chǎn)的保護(hù)意識在不斷的增強，防盜系統(tǒng)也在向前發(fā)展，然而傳統(tǒng)的防盜系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足人們生活水平的要求。為了保障自家的財產(chǎn)安全，很多樓房住戶都采取了相對應(yīng)的防護(hù)措施，雖然這些措施有時可以保證用戶的財產(chǎn)安全，但是在面對突發(fā)狀況的時候就會帶來很多的弊端。然而隨著社會的不斷發(fā)展進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)的普及應(yīng)用，同時也應(yīng)運而生了許多智能化的報警系統(tǒng)，

17、此種系統(tǒng)將更便捷、更可靠、更安全地保障用戶的財產(chǎn)安全。本設(shè)計就是為了滿足現(xiàn)代住宅防盜的需要而設(shè)計的基于51單片機及GSM短信模塊的家庭式智能防盜系統(tǒng)?；趩纹瑱C的智能防盜系統(tǒng)利用GSM模塊和熱釋電紅外傳感器等作為報警終端，免去了電纜的束縛，改善了屋內(nèi)的環(huán)境，對于系統(tǒng)的施工也提供了很大的方便?？梢詫崿F(xiàn)一點與多點之間的信息交流，系統(tǒng)特別利用無線信息發(fā)送、接收的方式使整個報警過程更加隱蔽，更加可靠。這將不僅在居家安全領(lǐng)域甚至在更多的領(lǐng)域都會得到很好的應(yīng)用。1.2 課題研究內(nèi)容與方法本系統(tǒng)是為了滿足人們對于現(xiàn)代住宅防盜的需要而進(jìn)行設(shè)計的基于51單片機以及GSM短信模塊的家庭式智能防盜系統(tǒng)。采用單片機S

18、TC89C52作為智能防盜系統(tǒng)的檢測和控制核心，采用由單片機控制的傳感器感應(yīng)人體輻射的紅外線，利用熱釋電型紅外傳感器檢測人體輻射的紅外線，當(dāng)檢測到紅外信號變化時，將其轉(zhuǎn)化為微弱的電信號，經(jīng)過信號處理電路對電信號進(jìn)行濾波、放大、比較、輸出高電平作為告警信息送給MCU，MCU判斷是否報警，如果滿足報警條件，就會發(fā)出控制信號，實現(xiàn)防盜報警的目的。該電路主要分為電源模塊、接GMS模塊、以及熱釋電紅外模塊等幾個部分。電源模塊采用芯片78L05，通過串行通信接口RS232，控制GSM短信模塊給用戶發(fā)短信息，紅外熱釋電模塊采用了單片機STC89C52進(jìn)行驅(qū)動的?；谶@些完備而可靠的硬件設(shè)計，使用了一套完善的

19、軟件編程，實現(xiàn)了智能防盜系統(tǒng)的基本功能。1.3 課題研究現(xiàn)狀國內(nèi)目前經(jīng)濟(jì)正處于曲折中發(fā)展的過程，面對世界以及國內(nèi)本身帶來的制約因素，就必須在各方面占有主動，而非被動。為了解決防盜系統(tǒng)中的眾多問題，提高防盜的質(zhì)量和效率，可以使用智能的系統(tǒng)進(jìn)行防盜，從而避免了普通防盜系統(tǒng)所不能跟蹤的場面發(fā)生，保證了防盜系統(tǒng)的安全性。并且由于實際的需要，對它的功能要求也越來越高，這樣不僅可以解決如何將家庭被盜損失降到最低，而且可以給住戶更便捷、更可靠的保障。另外減少了人力資源的使用，大大減少資金的投入。本論文所研究的內(nèi)容就是基于單片機的智能防盜系統(tǒng)。基于單片機智能防盜系統(tǒng)問世以來，國內(nèi)以及有很多廠商和企業(yè)的防盜系統(tǒng)

20、都相繼面世，并且競爭激烈，供求關(guān)系也還處于平和期。但是智能是社會進(jìn)步所必須的產(chǎn)物，它必將在未來的社會防盜系統(tǒng)中占據(jù)重要地位。對于本系統(tǒng)使用的紅外線熱釋電傳感器，它是80年代時新興發(fā)展起來的一種新型的靈敏度較高探測元件。是一種可以檢測通過人體發(fā)射的紅外線從而輸出電信號的傳感器，它能組成防入侵報警器或各種自動化節(jié)能裝置。它可以經(jīng)過非接觸形式檢測出人體所輻射的紅外線能量變化，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出。將這個電壓信號加以放大，便可驅(qū)動各種控制電路?，F(xiàn)在市場上擁有的防盜系統(tǒng)有很多的種類。但不是功能過于簡單，達(dá)不到智能報警的目的，就是價格方面相當(dāng)?shù)陌嘿F，不是大眾消費水平可以承擔(dān)的。本文所設(shè)計的防盜系統(tǒng)是基

21、于單片機的，因此價格方面是人們都可以承受的，而且還可以通過短信GSM進(jìn)行智能報警，更加滿足了現(xiàn)代人們的需求。大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第2章關(guān)鍵技術(shù)介紹2.1 傳感器選型傳感器是一種檢測性的裝置，它能感受到被測量的信息，并能將檢測中感受到的信息，按照一定的規(guī)律變換成為電信號或者是其他所需形式的信息輸出，以便用來滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等相關(guān)的要求。傳感器是實現(xiàn)自動檢測和自動控制中的首要環(huán)節(jié)。因為本設(shè)計中需要的具有感受人體散發(fā)的紅外線的傳感器，因此本文中的傳感器運用了熱釋電紅外傳感器。熱釋電效應(yīng)是它的主要工作原理。熱釋電效應(yīng)，是指在當(dāng)某些絕緣物質(zhì)的表面溫度發(fā)生變化時，伴

22、隨著溫度的上升或者是下降，材料的表面發(fā)生了極化的現(xiàn)象，即材料的表面上會產(chǎn)生電荷的變化，從而使物質(zhì)表面電荷失去平衡，最終電荷變化將以電壓或電流形式輸出。它被廣泛地用在輻射和非接觸式溫度測量、紅外光譜測量等應(yīng)用中。通過紅外熱釋電傳感技術(shù)，利用人體的溫度作為檢測目標(biāo)，當(dāng)人進(jìn)入探測區(qū)域時,紅外傳感器將人體溫度傳遞給信號處理系統(tǒng)，其中就是電平從低到高，然后將電平傳給單片機，經(jīng)過內(nèi)置程序的處理后，驅(qū)動短信模塊報警電路開始報警。2.2 單片機選型單片機系統(tǒng)的重要性根據(jù)其名字就能體現(xiàn)出來，是單片機運行的最基礎(chǔ)電路。有了最小系統(tǒng)，系統(tǒng)就可以完成運行。單片機簡稱單片微控制器，是在一塊芯片中集成了CPU中央處理器、

23、ROM程序存儲器、RAM數(shù)據(jù)存儲器、定時器/計數(shù)器和多種功能的I/O輸入/輸出接口的一臺微型計算機。單片機可以完成負(fù)責(zé)的計算，邏輯控制和通信。單片機的最小系統(tǒng)也可理解為是用最少的元件組成的單片機可以工作的系統(tǒng)。單片機最小系統(tǒng)是系統(tǒng)控制的核心，它主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)運行的控制，他是存儲程序的芯片。單片機上電后，程序會開始運行，各個部件在此時進(jìn)行初始化，完成初始化后，單片機控制傳感器等部件進(jìn)行協(xié)同作業(yè)，完成測量、顯示和動作等幾部分步驟。本系統(tǒng)采用的STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，

24、但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、有效的解決方案。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時器，內(nèi)置4KB EEPROM， MAX810復(fù)位電路，3個16 位定時器/計數(shù)器，4個外部中斷，一個7向量4級中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷

25、繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。最高運作頻率35MHz，6T/12T可選。2.3 通信接口選型RS-232通信接口是一種標(biāo)準(zhǔn)的串行接口，其通信標(biāo)準(zhǔn)在國際上得到了廣泛的應(yīng)用。在電氣特性上RS-232采用負(fù)邏輯，要求高、低兩信號間有較大的幅度，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定如下：邏輯“1”：-5 -15V。邏輯“0”：+5 +15V。RS-232標(biāo)準(zhǔn)接口有25條線，4條數(shù)據(jù)線、11條控制線、3條定時線、7條備用和未定義線，常用的只有9根。通常的應(yīng)用系統(tǒng)中，往往是CPU和I/O設(shè)備之間傳送信息，兩者都是DTE，本系統(tǒng)就是PC和單片機之間的通信，雙

26、方都能發(fā)送和接收，它們的連接只需要使用三根線即可，即RXD,TXD和GND。本系統(tǒng)中采用的是RS-232總線標(biāo)準(zhǔn)與GSM模塊進(jìn)行通信，在電路設(shè)計時采用RS-232通信收發(fā)器芯片為MAX232。2.4 GSM技術(shù)介紹本系統(tǒng)為了實現(xiàn)遠(yuǎn)程報警功能，將采集到的非法入侵的信息第一時間發(fā)給用戶，因而采用了GSM移動通信模塊。它是基于TDMA的數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)，是世界上第一個對數(shù)字調(diào)制、網(wǎng)絡(luò)層結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)作了規(guī)定的蜂窩系統(tǒng)。本系統(tǒng)使用的是西門子公司的TC35型GSM模塊，是比較常用的GSM模塊，可工作在GSM900 MHz和GSM1800MHz 兩個頻段。它體積小、安裝方便，通過40腳ZIF(零插拔力)連

27、接器與應(yīng)用電路連接，并通過一個串行接口與應(yīng)用電路實現(xiàn)信息交換。大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第3章系統(tǒng)需求分析3.1 系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)本系統(tǒng)的主要功能是智能防盜系統(tǒng)，滿足人們對于現(xiàn)代住宅防盜的需要，當(dāng)家中沒有人的時候，可把報警系統(tǒng)設(shè)置在外出布防狀態(tài)，探測器工作起來,當(dāng)有人闖入時，熱釋電紅外傳感器將探測到動作，在監(jiān)測點上設(shè)置的紅外探頭將會采集到的人體輻射的紅外線轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)過一系列電路的轉(zhuǎn)化發(fā)送到門限開關(guān)，然后打開門限閥門送出TTL電平至STC89C52單片機，經(jīng)單片機處理運算后驅(qū)動執(zhí)行短信報警電路使GSM模塊，向用戶發(fā)送短信息實現(xiàn)遠(yuǎn)程防盜報警功能。系統(tǒng)主要包括硬件和軟件兩部分。硬件電路包括單

28、片機最小系統(tǒng)電路、液晶顯示電路、紅外熱釋電電路、電源電路以及接GSM電路。這幾部分電路就是最基本的電路，將這基本電路連接后皆可以將電路有效的實現(xiàn)功能。硬件電路搭建完成后，就需要利用軟件代碼實現(xiàn)具體功能。如果說硬件電路是基礎(chǔ)，軟件就是功能實現(xiàn)的核心。軟件的主要的功能是分為主函數(shù)、液晶顯示程序、GSM程序。這幾部分函數(shù)夠成了系統(tǒng)的功能。3.2 系統(tǒng)功能需求3.2.1 單片機最小系統(tǒng)需求分析單片機系統(tǒng)是系統(tǒng)控制的核心，主要是控制系統(tǒng)的相應(yīng)的各個相關(guān)傳感器和功能模塊。單片機最小系統(tǒng)主要有復(fù)位電路、時鐘振蕩電路兩部分。單片機主要是存儲程序和控制芯片，并判斷傳感器的信號，控制功能模塊根據(jù)不同的條件，執(zhí)行不

29、同的動作。時鐘振蕩電路是非常重要的，其主要責(zé)任是給單片機及這個系統(tǒng)提供時鐘信號，使系統(tǒng)能夠正常的運行。本系統(tǒng)選用的是12M晶振。復(fù)位電路是保證系統(tǒng)運行安全的最基本的保證，單片機內(nèi)部有復(fù)位電路，可是復(fù)位電路在程序跑飛的情況下無法進(jìn)行復(fù)位。為了系統(tǒng)的安全起見，必須設(shè)計外部復(fù)位電路，在系統(tǒng)和外部環(huán)境不穩(wěn)定的情況下，復(fù)位電路就可以發(fā)揮它的作用，使系統(tǒng)重新運行，保證了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。以符合在系統(tǒng)設(shè)計的初衷。3.2.2 紅外熱釋電模塊需求分析熱釋電效應(yīng)，是指當(dāng)某些絕緣物質(zhì)的表面溫度發(fā)生變化時，伴隨著溫度的上升或者是下降，材料的表面發(fā)生了極化的現(xiàn)象，即材料的表面上會產(chǎn)生電荷的變化，從而使物質(zhì)表面電荷失去平衡

30、，最終電荷變化將以電壓或電流形式輸出。它被廣泛地用在輻射和非接觸式溫度測量、紅外光譜測量等應(yīng)用中。紅外熱釋電傳感器是本系統(tǒng)使用的傳感器，它承擔(dān)著采集信息的重要責(zé)任，系統(tǒng)最后的核心功能是否實現(xiàn)，紅外線電路是關(guān)鍵。紅外線主要的功能是整個系統(tǒng)的神經(jīng)元，系統(tǒng)通過紅外熱釋電傳感器，實時檢測房屋附近是否有非法入侵者，這樣控制系統(tǒng)才能有效實現(xiàn)智能防盜系統(tǒng)的功能。3.2.3 GSM模塊需求分析GSM是當(dāng)前應(yīng)用中最為廣泛的移動電話標(biāo)準(zhǔn)。GSM系統(tǒng)具有如下所列幾項重要的特點：網(wǎng)絡(luò)容量大、通話清晰、手機號碼資源豐富、信息靈敏、穩(wěn)定性強不易受干擾、手機耗電量低、通話死角少、機卡分離。本系統(tǒng)使用該模塊本為了實現(xiàn)遠(yuǎn)程報警

31、功能，將采集到的非法入侵的信息第一時間發(fā)給用戶，因而采用了GSM移動通信模塊。本系統(tǒng)使用的是西門子公司的TC35型GSM模塊，是比較常用的GSM模塊，可工作在GSM900 MHz和GSM1800MHz 兩個頻段。它通過40腳ZIF(零插拔力)連接器與應(yīng)用電路連接，并通過一個串行接口與應(yīng)用電路實現(xiàn)信息交換。3.3 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境 硬件配置：硬盤：25GB，內(nèi)存：256MB，操作系統(tǒng)：Windows 7開發(fā)工具：Keiluvision4 / Protel99SE3.4 系統(tǒng)可行性分析3.4.1 技術(shù)可行性 本系統(tǒng)功能全面，考慮周全，能夠充分的考慮實際使用的情況。并實現(xiàn)了全部功能。系統(tǒng)中采用STC公司

32、的單片機，其功能強大。性能優(yōu)良，穩(wěn)定性很高。對于系統(tǒng)的穩(wěn)定運行有著很大的保證。系統(tǒng)功能全面，共包括電源模塊、GSM短信模塊、紅外熱釋電模塊。讓系統(tǒng)的人機交互界面更加人性化，讓系統(tǒng)的第一印象更加良好，增加其市場影響力。3.4.2 系統(tǒng)安全性分析本系統(tǒng)的安全性主要靠合理的系統(tǒng)模塊劃分，各個模塊分工明確，功能明確，對于系統(tǒng)的問題檢查和系統(tǒng)的維護(hù)帶來了非常好的便利。能夠有效地提高系統(tǒng)的運行效率。保證不會運行過程中出現(xiàn)問題后長時間查找問題，無法找到問題。安全性在軟件方面也有體現(xiàn)，程序在編寫過程中也是按照模塊化的方式進(jìn)行編程。在系統(tǒng)程序調(diào)用的過程中會更加一目了然的看到問題所在，也會增強了系統(tǒng)的可維護(hù)性。單

33、片機最小系統(tǒng)中的復(fù)位電路也是系統(tǒng)運行安全的保證。由于單片機的運行環(huán)境并不能保證在穩(wěn)定不變，難免單片機會死機或程序無法運行，軟復(fù)位無法重新啟動系統(tǒng)以后復(fù)位電路在此時就起到非常關(guān)鍵的作用。保證系統(tǒng)的正常啟動，恢復(fù)系統(tǒng)功能。第4章系統(tǒng)設(shè)計4.1 系統(tǒng)設(shè)計指導(dǎo)原則（1）先進(jìn)性利用紅外熱釋電傳感器，感應(yīng)人體散發(fā)的所散發(fā)的紅外線，通過單片機進(jìn)行實時判斷環(huán)境周圍的安全性，及時報警給用戶。（2）可靠性及安全性系統(tǒng)中采用安全可靠的STC89C52單片機作為系統(tǒng)的核心，這就能保證了在系統(tǒng)運行過程的出錯率降低；采用紅外熱釋電傳感器感應(yīng)人體散發(fā)的紅外線，這就保證了一旦人移動在危險范圍內(nèi)，傳感器就會感應(yīng)到，將信號發(fā)送給

34、單片機，經(jīng)過單片機處理，判斷所接受信號是否符合報警條件，一旦符合報警將通過串行通信接口RS232，控制GSM短信模塊給用戶發(fā)短信息，確保用戶的財產(chǎn)安全。4.2 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計可分為硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩部分。根據(jù)我們需求，合理選擇元器件進(jìn)行設(shè)計。為了制作出想要的電路板，硬件設(shè)計主要涉及到構(gòu)造原理圖，并用KEIL軟件對原理圖進(jìn)行仿真，這一步最為重要，它是本系統(tǒng)設(shè)計能否成功的關(guān)鍵。當(dāng)仿真測試出我們想要的結(jié)果后，就可進(jìn)行下一步軟件設(shè)計部分，應(yīng)該結(jié)合硬件電路所要實現(xiàn)的功能進(jìn)行設(shè)計。主要對紅外熱釋電傳感器輸出信號進(jìn)行處理。當(dāng)熱感應(yīng)或者空氣濃度變化的時候，系統(tǒng)對環(huán)境進(jìn)行檢測，產(chǎn)生信號并由單片機處理，及

35、時的進(jìn)行報警操作，達(dá)到防盜的目的。根據(jù)需求調(diào)研結(jié)果確定本系統(tǒng)主要包括以下功能模塊，如圖4.1所示。圖4.1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)4.3 硬件設(shè)計4.3.1 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計單片機的最小系統(tǒng)就是用最少的元器件組成，為了不僅能讓單片機正常的工作，而且還需要發(fā)揮系統(tǒng)的功能。在本設(shè)計中最小系統(tǒng)除了主控芯片STC89C52，還包括其它外圍電路，如輸入/輸出設(shè)備、復(fù)位電路、時鐘振蕩電路。其中時鐘振蕩電路主要為系統(tǒng)提供外部時鐘。還需要連接電源正端和電源地。這樣就設(shè)計出了一個單片機的最小系統(tǒng)，如圖4.2所示。圖4.2 單片機最小系統(tǒng)電路圖4.3.2 紅外熱釋電電路設(shè)計利用紅外熱釋電傳感器檢測人體輻射的紅外線，當(dāng)檢測

36、到紅外信號變化時，將其轉(zhuǎn)化為微弱的電信號，經(jīng)過信號處理電路對電信號進(jìn)行濾波、放大、比較、輸出高電平作為告警信息送給MCU，MCU判斷是否報警，如果滿足報警條件，就會發(fā)出控制信號。熱釋電紅外傳感器是通過接收移動人體輻射出的特定波長的紅外線，可以將其轉(zhuǎn)化為與人體運動速度，距離，方向有關(guān)的低頻電信號。人體都有恒定的體溫，會發(fā)出10M左右特定波長的紅外線，探測人體所發(fā)射的10M左右的紅外線是紅外探頭進(jìn)行工作的依據(jù)。通過濾光片增強人體發(fā)射的10M左右的紅外線后聚集到紅外感應(yīng)源上。熱釋電元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時就會失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)檢測處理后就能產(chǎn)生報警信號，因此紅外感應(yīng)

37、源通常采用這種元件。具體電路圖如圖4.3所示。 11234JP2VCC圖4.3 紅外熱釋電模塊4.3.3 GSM短信電路設(shè)計GSM系統(tǒng)具有如下所列幾項重要的特點：網(wǎng)絡(luò)容量大、通話清晰、手機號碼資源豐富、信息靈敏、穩(wěn)定性強不易受干擾、手機耗電量低、通話死角少、機卡分離。GSM短信電路的應(yīng)用是為了實現(xiàn)方便用戶及時收到信息，采取相應(yīng)的措施，保證個人財產(chǎn)的安全。在本系統(tǒng)中如果判斷滿足報警條件，那么MCU就會發(fā)出控制信號，通過串行通信接口RS232，控制GSM短信模塊給用戶發(fā)短信息，實現(xiàn)防盜報警。具體電路圖如圖4.4所示。圖4.4 GSM模塊電路圖4.4 軟件設(shè)計4.4.1 控制流程設(shè)計當(dāng)單片機檢測到外

38、部熱釋電傳感器送來的脈沖信號后，表示有人闖入監(jiān)控區(qū)，從而經(jīng)過單片機內(nèi)部程序處理后，驅(qū)動短信模塊報警電路開始報警，報警持續(xù)40毫秒后自動停止報警，然后程序開始循環(huán)工作，檢測是否還有下次觸發(fā)信號，等待報警從而使報警器進(jìn)入連續(xù)工作狀態(tài)。本系統(tǒng)中主要控制的就是實時監(jiān)視系統(tǒng)紅外熱釋電傳感器的狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)的狀態(tài)達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定的條件，系統(tǒng)報警系統(tǒng)開始運行。系統(tǒng)軟件控制流程圖如圖4.5所示。 圖4.5 系統(tǒng)流程圖4.4.2 功能模塊設(shè)計當(dāng)用戶沒有開啟智能防盜系統(tǒng)的時候，即便有不法分子入侵也不會產(chǎn)生任何報警信號；只有在用戶開啟了智能防盜系統(tǒng)時，當(dāng)有人員非法入侵的時候，會產(chǎn)生報警信號，通過短信發(fā)送給用戶進(jìn)行報警。從

39、軟件的功能不同可分為兩大類：一是主程序，它是整個控制系統(tǒng)的核心，專門用來協(xié)調(diào)各執(zhí)行模塊和操作者的關(guān)系，它負(fù)責(zé)外圍模塊的控制、調(diào)用。主控函數(shù)接受傳感器的數(shù)據(jù)和按鍵的數(shù)據(jù)。如果有需要會將數(shù)據(jù)傳輸?shù)较鄳?yīng)的芯片或者顯示電路。它是各個子程序的入口，將控制轉(zhuǎn)換到相應(yīng)的子程序中，起到引導(dǎo)作用。二是子程序，它是用來完成各種實質(zhì)性的功能，如測量、計算、顯示、通訊等。每一個子程序也就是一個小的功能執(zhí)行模塊。當(dāng)搜索到報警要求的信號后，調(diào)用報警子程序即可完成報警功能。具體系統(tǒng)軟件功能框圖如圖4.6所示。圖4.6 系統(tǒng)軟件功能框圖大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第5章系統(tǒng)實現(xiàn)5.1 環(huán)境配置本設(shè)計在Windows 7系

40、統(tǒng)上進(jìn)行軟件開發(fā)和測試，用到了Keil uVision4軟件進(jìn)行程序的編譯，在配置里勾選生成Hex可執(zhí)行文件后，再通過STC_ISP軟件，連接串口下載至單片機上，進(jìn)行燒寫測試。Keil uVison4進(jìn)行51系列單片機的軟件開發(fā)過程有以下幾個步驟：（1）建立一個工程項目，選擇對應(yīng)開發(fā)的芯片。（2）建立一個新的編譯窗口，將匯編或C語言文件寫好并保存添加至對應(yīng)的工程項目中。（3）用項目管理器生成各種應(yīng)用程序，此處是Hex文件。（4）檢查并修改編譯生成時的錯誤，直到編程通過為止。（5）生成對應(yīng)的應(yīng)用程序，此時可以用STC_ISP進(jìn)行下載燒寫。5.2 硬件實現(xiàn)當(dāng)有非法者入侵時，紅外熱釋電傳感器接收到信

41、號，信號經(jīng)過放大電路的放大，進(jìn)行高增益，低噪聲放大，輸出高電平，由單片機的INTO口進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集。當(dāng)P2.0輸出高電平時，NPN三極管導(dǎo)通，驅(qū)動GSM模塊發(fā)送防盜報警短信。具體硬件電路的PCB版圖實現(xiàn)部分詳見附錄A。5.3功能模塊實現(xiàn)5.3.1 主函數(shù)模塊功能實現(xiàn)當(dāng)紅外熱釋電傳感器接收到脈沖信號后，表示有人闖入監(jiān)控區(qū)，從而經(jīng)過單片機內(nèi)部程序處理后，驅(qū)動短信模塊報警電路開始報警，報警持續(xù)40毫秒后自動停止報警，然后程序開始循環(huán)工作，檢測是否還有下次觸發(fā)信號，等待報警從而使報警器進(jìn)入連續(xù)工作狀態(tài)。5.3.2 中斷服務(wù)程序?qū)崿F(xiàn)利用中斷方式可以實現(xiàn)報警持續(xù)時間未到40毫秒時，用手工按鍵停止短信報警的

42、作用。手工按鍵停止報警中斷服務(wù)程序工作流程圖，如圖5.1所示。 圖5.1 中斷服務(wù)程序工作流程圖5.3.3 報警電路程序?qū)崿F(xiàn)報警電路控制端由單片機的P2.4端來完成，高電平有效。當(dāng)P2.4輸出高電平時，驅(qū)動GSM模塊發(fā)送防盜報警短信。短信報警電路流程圖如圖5.2所示。 圖5.2 短信報警電路流程圖5.3.4 信號采集電路流程圖本設(shè)計需要采集五路報警信號，設(shè)計中采用了熱釋電紅外傳感器進(jìn)行輸入信號的采集。當(dāng)有非法者入侵時，紅外熱釋電傳感器接收到信號，信號經(jīng)過放大電路的放大，進(jìn)行高增益，低噪聲放大，輸出高電平，由單片機的INT0口進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集。信號采集流程圖如下圖5.3所示。圖5.3 信號采集電路

43、流程圖5.4系統(tǒng)集成與調(diào)試這里采用Keil編程工具，需先根據(jù)要求劃分模塊，優(yōu)化結(jié)構(gòu)；再根據(jù)各模塊特點確定何為主程序，何為子程序，何為中斷服務(wù)程序，相互間如何調(diào)用；再根據(jù)各模塊性質(zhì)和功能將各模塊細(xì)化，設(shè)計出程序流程圖；最后才根據(jù)各模塊流程圖編制具體程序。調(diào)試時應(yīng)先調(diào)主程序，實現(xiàn)最基本最主要的功能，在此基礎(chǔ)上再將各模塊功能往主程序上堆砌，直至各模塊聯(lián)調(diào)、統(tǒng)調(diào)，實現(xiàn)全部功能。本設(shè)計最終實現(xiàn)了它的基本功能，當(dāng)用戶沒有開啟智能防盜系統(tǒng)的時候，即便有不法分子入侵也不會產(chǎn)生任何報警信號；只有在用戶開啟了智能防盜系統(tǒng)時，當(dāng)有人員非法入侵的時候，會產(chǎn)生報警信號，經(jīng)過單片機的處理，通過短信發(fā)送給用戶進(jìn)行報警。第6

44、章系統(tǒng)測試本文研究了基于STC89C52單片機的智能防盜系統(tǒng)設(shè)計原理與實現(xiàn)方法，包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。首先根據(jù)要求在Protel99SE里繪制好每個模塊的電路圖，再與單片機端口相連，然后將程序設(shè)計下載到單片機中進(jìn)行仿真，經(jīng)過多次的修改和調(diào)試，仿真的結(jié)果終于達(dá)到了要求。在進(jìn)行硬件電路焊接的時候，要選擇正確的元器件，在實驗板上布置好連接線。焊接完成后，對硬件進(jìn)行測試，檢查串口是否接錯，測量電源電壓是否正常，復(fù)位電平是否正確等等。軟件測試是一項非常重要而且復(fù)雜化的步驟。軟件測試在軟件的整個生存期中起著重要的作用，能夠驗證軟件的存在的不足和問題，對于軟件的質(zhì)量保證是不可缺少的一部分。本系統(tǒng)測試包含以

45、下幾個方面。6.1 測試方案軟件測試：使用Keil軟件分別分步運行程序和全速運行，都無錯誤報告。程序軟件仿真通過。硬件測試：電路板焊接完成以后，根據(jù)原理圖使用電壓表在電路板上進(jìn)行點測試，檢查導(dǎo)線連接的焊盤是否有短路和短路現(xiàn)象。測試結(jié)果為電路中焊點部分有虛焊現(xiàn)象存在，有點烙鐵進(jìn)行簡單修補后電路板導(dǎo)線全部通過測試。沒有短路和斷路現(xiàn)象存在。6.2 測試方法以及結(jié)果單片機系統(tǒng)的調(diào)試應(yīng)包括硬件及軟件兩部分，主要是通過調(diào)試發(fā)現(xiàn)硬件及軟件中存在的問題，查看其運行結(jié)果是否符合設(shè)計要求硬。件仿真測試：首先進(jìn)行單步運行，可以觀察查看相應(yīng)寄存器中的數(shù)據(jù)變化，根據(jù)觀察寄存器中的數(shù)據(jù)變化與預(yù)想的相同。系統(tǒng)運行正常，可以

46、實現(xiàn)預(yù)期設(shè)計的各項功能。仿真結(jié)果基本完成了顯示系統(tǒng)的基本功能，再對系統(tǒng)進(jìn)行實際調(diào)試，首先應(yīng)對硬件進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試，同時對系統(tǒng)軟件進(jìn)行初步調(diào)試，此后再對軟件和硬件進(jìn)行動態(tài)調(diào)試，最后才能使系統(tǒng)進(jìn)入正常工作.程序調(diào)試完畢后，利用編程器將程序加載到單片機中，使整個系統(tǒng)運行起來。將各個部分組合以后系統(tǒng)平臺就搭建完成。搭建完成后的效果如圖6.1所示。圖6.1 系統(tǒng)實物圖進(jìn)入系統(tǒng)后在監(jiān)控模式下無入侵者時屏幕顯示如圖6.2所示。圖6.2 無入侵者是屏幕顯示圖進(jìn)入系統(tǒng)后在監(jiān)控模式下有入侵者時屏幕顯示如圖6.3所示。圖6.3 無入侵者是屏幕顯示圖進(jìn)入系統(tǒng)后在非監(jiān)控模式下屏幕顯示如圖6.4所示。圖6.4 非監(jiān)控模式下屏

47、幕顯示圖系統(tǒng)測試結(jié)果如表6.1所示。表6.1 測試結(jié)果功能模塊測試方法預(yù)期輸出實際輸出LCD顯示功能進(jìn)入系統(tǒng)以后按下按鍵LCD顯示為非監(jiān)控模式LCD顯示為非監(jiān)控模式LED燈報警功能進(jìn)入系統(tǒng)以后將傳感器指向人LED燈持續(xù)亮40ms后熄滅LED燈持續(xù)亮40ms后熄滅短信報警功能進(jìn)入系統(tǒng)以后將傳感器指向手機收到報警短信手機收到報警短信6.3 系統(tǒng)功能結(jié)論分析模擬有非法入侵者進(jìn)入的試驗，對結(jié)果進(jìn)行結(jié)果分析，在有入室盜竊發(fā)生的情況下，系統(tǒng)會自動發(fā)送短信。保證用戶及時報警，較少財產(chǎn)損失。不至于因為發(fā)現(xiàn)不及時導(dǎo)致的各種損失。根據(jù)這結(jié)果可以得出結(jié)論，智能防盜系統(tǒng)的功能基本實現(xiàn)。完全能夠滿足設(shè)計當(dāng)初的要求，系統(tǒng)

48、設(shè)計成功。大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第7章結(jié)論經(jīng)過了幾個月的學(xué)習(xí)制作，終于完成了基于51系列單片機智能防盜系統(tǒng)的硬件以及軟件設(shè)計。系統(tǒng)功能基本達(dá)到了預(yù)期效果。在設(shè)計過程中，我通過大量的查閱資料，認(rèn)真研究教材，并通過指導(dǎo)老師和專業(yè)人員的幫助得到許多相關(guān)的信息。在這次設(shè)計中，我學(xué)到了以前在理論中沒有學(xué)到的東西，畢業(yè)設(shè)計就是理論結(jié)合實際的實戰(zhàn)。在完成設(shè)計的過程中鍛煉了我獨立發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。在畢業(yè)設(shè)計中提高了我的設(shè)計能力，讓我的設(shè)計更加規(guī)范，設(shè)計經(jīng)驗更加豐富。讓我在各個方面都得到了進(jìn)步。此次設(shè)計讓我學(xué)到了許多知識，培養(yǎng)了我的調(diào)查研究、查閱文獻(xiàn)、收集資料和理論分析的能力；分析問題和解決問

49、題的能力。提高自身實踐技能，達(dá)到理論知識和實際應(yīng)用的統(tǒng)一，讓我受益匪淺。實作的過程也就是探索如何將設(shè)計變?yōu)楝F(xiàn)實的過程，通過這次實作，讓我深深地感覺到我們在學(xué)校所學(xué)知識的重要性。設(shè)計知識在實際工程設(shè)計環(huán)節(jié)中必不可少，這也讓我感覺到自己所學(xué)知識的優(yōu)勢及不足，覺得平時的知識積累的還不夠，仍然有好多東西等著我去學(xué)習(xí)！今后要不斷地提高自身的綜合素質(zhì)；同時認(rèn)識到實踐也是一個不可缺少環(huán)節(jié)，只有不斷地通過理論與實踐相結(jié)合，不斷發(fā)現(xiàn)問題解決問題，才能創(chuàng)作出更好的畢業(yè)設(shè)計作品。實作使我對課題在理論上有了一個深層次的研究，開闊了自己的設(shè)計思路，也是對我在實踐環(huán)節(jié)中遇到問題的補充。通過對智能防盜系統(tǒng)的設(shè)計，對單片機電

50、路設(shè)計有了更加深刻的了解，對硬件電路和軟件代碼的設(shè)計都有了更加深刻的了解。通過系統(tǒng)的設(shè)計，對STC89C52單片機有了充分的了解。對于單片機的資源利用和控制都有了更加深刻的認(rèn)識，也有讓系統(tǒng)實現(xiàn)有了更加深刻的了解。通過軟件的設(shè)計，對于C語言的使用熟練了很多，使用C語言對單片機進(jìn)行控制，并對單片機的外圍電路進(jìn)行控制，通過各個不同模塊功能的實現(xiàn)以實現(xiàn)整個系統(tǒng)的功能。參考文獻(xiàn)1 李華MCU-51系列單片機實用接口技術(shù)M，北京航空航天大學(xué)出版社，20062 許育誠軟件測試與質(zhì)量管理M，電子工業(yè)出版社，20043 景新梅軟件產(chǎn)業(yè)原動力J，中國計算機報，2005，7（3）：32-334 劉湘濤，江世明單片機原理與應(yīng)用M，電子工業(yè)出版社，20065 萬福軍單片微機原理系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用M，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，20056 胡輝單片機原理及應(yīng)用設(shè)計M，中國水利水電出版社，20057 繆學(xué)勤解讀IEC61158第四版現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)J，儀器儀表標(biāo)準(zhǔn)化與計量，2007，3（8）：1-48 劉藝，徐大琴嵌入式系統(tǒng)設(shè)計大學(xué)教材M