遵守承诺-汉字的手抄报

第
22
卷第
6
期
·测试与控制
月
2 009
年
11
·
文章编号：
1002－6673
（
2009
）
06－148－03
Development＆Innovationof Machinery＆ElectricalProducts
机电产品开发与创新
Vol．2 2,No．6
Nov．,2009
基于单片机的家庭智能防火防盗系统的设计
谢卫华， 宋蛰存
（东北林业大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨
150040
）
摘要：介 绍了一种以
STC89C52
单片机、
GSM
短信模块为核心的智能防火防盗 报警系统，并从基本工作
原理、电路构成等进行了详细阐述。该系统可以实现遇到险情及时短信报警、通 过短信控制家用
电器，还能在家中无人时模拟出有人的情形，以迷惑盗犯。该系统自动化程度高、适用性 强、电
路设计可靠，一般家庭都能接受。
关键词：
单片机；短信模块；门磁；智能化< br>中图分类号：
TP39
文献标识码：
Adoi:.1002-6673.200 9.06.059
0
引言
本设计是一种基于
STC89C52
单片机 的远程智能短
信报警系统，该系统不仅能在发现家中出现盗情、火情
时及时的短信通知事主，还 能在家中无人时，根据用户
的设定模拟出家中有人的情形，起到主动防御的作用，
让小偷主动放 弃偷盗。
警，提起周围人的警惕。系统总体结构如图
1
所示。
2
系统 硬件电路
（
1
）微控制器。微控制器采用
8
位高性能单片机
SCT89C52RC
，该微处理器与
51
系列单片机完全兼容，
它具有比< br>51
系列单片机更强大的功能，抗干扰能力强，
性能稳定，资源丰富、
8KBf lash
存储、
512BRAM
，时
钟晶振实际可达
80MHz，性价比较好，在高速、低速应
用场合均可使用。用
STC
提供的

工具可以
将程序代码下载进单片机，程序烧写非常方便
[2]
1
系统的基本 工作过程与工作原理
本防盗报警系统是一种新型的电子安全报警系统，
该系统的设计是将电子探 测、单片机控制和通信技术相
结合，从而形成一个可靠的防盗报警系统。系统总体构
成包括时钟 模块、信号采集与处理模块、短信自动报警
器和键盘显示模块等。当用户离家时，把系统置于工作
模式，系统可以根据用户设定的时间，控制室内电灯开
关、声音播放给盗犯一种家中有人的感觉，起到 迷惑盗
犯目的，使其主动放弃偷盗。防盗、防火探测器不断地进
行采集，当在警戒范围内出现人 体时、家中发生煤气泄
漏或火灾时，信号
处理电路向单片机
输出信号，单片机
与短信模块通信，
短信通知家主，同
图
1
系统结构框图
。
（
2
）时钟电路。实时时钟芯片采用
Dallas
公司生产
的
DS1302
，该芯片附加
3l
字节静态
RAM
，可通过简单
的串行总线与单片机进行通讯，实时时钟可提供秒、分、
时、日、星期、月和年，一个月小于
31d
时可自动调整，
包括闰年，有效至
2100
年。可采用
12h
或
24h
方式计
时，采用双电源
(
主电源和备用电源
)
供电，可设置备用
电源充电方式，芯片为
8
引脚小型
DIP封装
[3]
。
（
3
）室内温湿度测量。温湿度测量采用的是SHT10
传感器，
SHTxx
系列产品是一款高度集成的温湿度传感
器 芯片，提供全标定的数字输出。传感器包括一个电容
性聚合体测湿敏感元件、一个用能隙材料制成的测温 元
件，并在同一芯片上，与
14
位的
AD
转换器以及串行接
口电路实现无缝连接。因此，该产品具有品质卓越、超
快响应、抗干扰能力强、极高的性价比等优点[4]
。
SCL
用
于微处理器与
SHTxx
之间的通讯 同步。
DATA
三态门用
于数据的读取。
DATA
在
SCL
时钟下降沿之后改变状
态，并仅在
SCL
时钟上升沿有效。数据传输期间，在
时启动本地声光报
收稿日期：
2009－08－31
基金项目：东北林业大学 研究生论文资助项目（
GRAM09
）
作者简介：谢卫华（
1985-
），男，河南漯河人，在硕士读研
究生。主要研究方向：信息检测与处理技术；宋蛰存
（1956-
），男，博士，教授，硕士生导师。
SCL
时钟高电平时，
D ATA
必须保持稳定。为避免信号
冲突，微处理器应驱动
DATA
在低电平。 需要一个外部
的上拉电阻（例如：
10kΩ
）将信号提拉至高电平。
148< /p>

·测试与控制·
（
4
）键盘与显示。显示电路使用带中文字库的
越长，而音质
则有所下降，
片内信息存于
闪烁存贮器
中，可在断电< br>情况下保存
LCD12864
，可以显示
8×4
行
16×16
点阵的汉字，也可
完成图形显示。低电压低功耗是其又一显著特点。由该
模块构成的液 晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示
模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得
多 ，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模
块。键盘电路用于系统参数设置。
（
5
）串口与短信模块通信。系统采用
JB35
中文短
信模块。模块除了
GSM
通信功能外，还具备短息处理、
短信控制、振铃控制、短信回传等多种功能于一体，以
直观的中文作为短信遥控指令和报警短信内容，且用户
可自定义。短信模块和单片机的通信通过
RS232
进行。
常见的家庭防盗报警器都是通过电话线拨号报警的，然
而固 定电话配线箱一般都集中放在居民楼的楼道里，如
果小偷入室前先打开配线箱把电话线破坏了，系统就不
能报警了
[5]
100
年（典型
值），反复录
音
1 0
万次。
图
3
继电器控制电路
ISD4004
采用的
3.0v
供电，因此电源部分采用了
TPS76030
芯片实现，该芯片能很好的满 足系统的需要，
为了使输出电源的纹波小，在输出部分用了一个
2.2μf
和
0.1μf
的电容，另外在芯片的输入端也放置了一个
0.1μf
的滤波电容，减小输 入端受到的干扰。
，用
JB35G
开发的家庭
GSM
防盗报警器就< br>3
软件设计
主程序流程见图
4
。
本系统要实现的功能
比较多，软件编写比较复
杂，主程序主要完成的工
作有：检测屋内环境温湿
度，有没有 陌生人进入，
有没有煤气泄漏，发生险
情时及时发短信通知家
主。短信控制部分，实现
远程控制家中的电气设
备，通过播放已经录制好
的生活录音，控制电灯的
开关 ，模拟出家中有人的
图
4
主程序流程图
完全可以避免被破坏的可能，大大争强 了报警器的可靠
性和安全性。
（
6
）防盗、防火系统电路。此系统主要利用磁 铁传
感器来实现，将磁铁传感器装在门上和窗上，有线门
磁、窗磁内部是一个干簧管，它的通断 受外部磁铁的影
响，正常是常闭的状态，一旦门窗被打开，这是磁铁传
感器将改变状态，并将这 个信号传给单片机，引起单片
机中断。煤气泄漏的接法与这个类似，当检测到有煤气
泄漏时，改 变端口输出状态，引发单片机中断。此时单
片机将这个信息通过短信模块以短信的形式传给家庭主
人，使得主人很快知道家里有陌生人进屋了或者是煤气
发生了泄漏。
（
7
） 继电器控制。家用电
器控制系统是用一个固态继
电器来控制家电开关的，利
用手机发短 信远程控制单片
图
2
防火防盗监测电路
情形。对于本系统而言，软件所实现的 功能比较多，主
要采用
C
语言编程，软件的调试比较繁琐。根据控制系
统的要 求编写了软件后，经下载线将程序下载到电路板
的单片机里与硬件一起调试。短信控制流程如图
5
所示。
机，然后通过
ULN2003
驱动
芯片来驱动继电器，控制 继
电器开关
[6]
。
（
8
）语音。语音电路采用
I SD4004
芯片，该系列芯
片采用
CMOS
技术
,
内含振 荡器、防混淆滤波器、平滑
滤波器、音频放大器、自动静噪及高密度多电平闪烁存
贮陈列。芯片 设计是基于所有操作由微控制器控制，操
作命令可通过串行通信接口（
SPI
或
Microwire
）送入
[7]
4
结论
本课题设计的
智 能家庭防火防盗
控制系统区别于以
往的仅侧重于安防
的思路，而是家庭
信息化 的整体解决
方案。本系统既有
图
5
短信控制流程图
。
芯片采 用多电平直接模拟量存储技术，每个采样值直接
存贮在片内闪烁存贮器中，因此能够非常真实、自然地< br>再现语音、音乐、音调和效果声，避免了一般固体录音
电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属 声”。采样
频率可为
4.0
，
5.3
，
6.4
，< br>8.0kHz
，频率越低，录放时间
防盗的功能，还具有智能家居的功效。本系统的创新 点
是使用语音芯片录音，在家中无人的时候模拟出家中有
人一样的环境，起到迷惑小偷的目的，
（下转第
155
页）
149

·测试与控制·
(a)
原始灰度图像
(b)
未均衡化用分形方
法检测的边缘
(c)< br>均衡化后用分形方
法检测的边缘
(a)Soble
算法
(b)Robe rts
算法
(c)Prewitt
算法
图
2
均衡化后几种经 典算法检测的边缘
图
1
均衡化前后对比
Fig.2Edgedetectio nofseveralclassicalalgorithmafter
equalization< br>OnPatternAnalysisAndMachineIntelligence
，
1984.
[2]
薛东辉，朱耀庭，朱光喜，万发贯，熊燕
.
基于
DFBIR
场的图像边
缘提取的一种新方法
[J].
信号处理，
19 96
，
1.
Fig.1Contrastafterequalization
行移动的，所以使得包含边界的窗口重复出现，从而经
判决得到的边缘较粗，采用细化的方法可得到满 意的单
像素边缘。若在应用时，将其灰度反差进一步扩大，将
会得到更理想的效果。
参 考文献
:
[1]an.
[3]
朱光喜，张平，朱耀庭
.
分形 理论用于图像分割研究
[M].
合肥：中国
科学技术大学出版社，
1993.
[4]
罗强，等
.
基于分形理论的图像边缘提取方法
[J].
通信学报，
2001,11.
ImageEdgeDetectionofForestry PestsBasedonFractalTheory
WANGZheng- Hong
，
SONGZhe-Cun
（
CollegeofElectrom echanicalEngineering
，
NortheastForestryUniv ersity
，
HarbinHeilongjiang150040
，
Ch ina
）
Abstract:Fractaltheoryisappliedtoimage edgedetectionofforestrypestsinthepaper,obtainingth eedgesbyjudgingtherangeoftheHpa-
erimentsshowth atafterthepretreatmentofhistogramequalization,this algorithmcangetbetterimageedges.
Keywords:fract aldimension
；
DFBRfield
；
edgedetectio n
；
forestrypestsimage
（上接第
149
页）< br>使其主动放弃偷盗。可以实现家庭的实时监控和报警。可以看出，智能家居
安防系统拥有广阔的应 用前景。
参考文献：
[1]
韩毅
.
上班族
,
如何保 护自己的家
-
家庭防盗报警系统
[J].
安防科技
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[2]
黄挚雄
.
利用
GSM
短消息业务实现排灌泵 站集群监控
[J].
机电一
体化，
2005
，
3.
系统实现的功能有，家庭主人可以随时发短信询问
家里的温度情况，并且当家里温度偏高时系统自动发短
信通知主人；当有陌生人进入家里时，系统自动发短信
通知主人；主人可以在回家前发短信给系 统将需要的家
用电器自动打开。
研制出功能齐全的、智能化水平较高的、能够实时
传输 数据的无线数据采集与传输终端的基于单片机的家
居安防产品是本设计研究的目的。系统的设计本着经< br>济、实用、美观的设计原则，具有体积小、测量快、携
带方便的特点，能满足日常家庭的要求。< br>文中给出了系统的硬件组成和结构并给出了关键模
块的连接方式，以及软件实现的结构框图。由于 本系统
留有丰富的接口，所以随着宽带无线通信技术、
Internet
技术和微处理 器技术的发展，系统的功能可以得到不断
的补充和完善。以防盗为例，在家中安装摄像头，以嵌
入式系统为视频中央处理器，完成视频压缩与识别，就
[3]
金艳
．GPRSGSM< br>在安全监控及数据采集中的应用
[C]．
中国期刊网
优秀硕士论文，
2 006
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[4]
李继芳，何顶新
．
基于电话网络家庭智 能控制系统的研究与设计
明
[J]．
计算机应用研究，
2004
，< br>7.
[5]
温兆军，等
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利用
GSM
短信息业务实现 智能家居
[J]．
微计算机信
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2006
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2005.
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袁佑新
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黄晓 研
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陈继伟
,
彭万权
.
基于
GSM
的汽车 防盗报警系统
设计
[J].
中国水运
,2007,3.
ADesig noftheIntelligentFireAlarmSystemofHouseholdBaseonM icrocontroller
XIEWei-Hua
，
SONGZhe-Cun（
NortheastForestryUniversity
，
HarbinH eilongjiang150040
，
China
）
Abstract:T hispaperintroducesaSTC89C52microcontroller,GSMtext messagingasthecoremoduleoftheintelligentfireanti-t heftalarm
system,andthebasicworkingprinciple,te menablesinstantmessagingdangersencounteredbythe
police,tocontrolhomeappliancesthroughSMS,butnoone athomewhenthesituationwassimulatedinordertocommitt heftconfusing.
Thesystemisahighdegreeofautomati on,theapplicationofstrong,reliablecircuitdesign,ac ceptabletotheaveragefamily.
Keywords:MCU
；SMSmodule
；
magnetssensor
；
intellig ent
155