宿舍智能防盜防火報(bào)警系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

田明紅

【摘要】傳統(tǒng)的防火防盜報(bào)警系統(tǒng)已經(jīng)暴露出了諸多弊端，現(xiàn)在人們在不斷的開發(fā)宿舍智能防盜防火報(bào)警系統(tǒng)來彌補(bǔ)不足，本文針對其軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】宿舍；智能防盜防火報(bào)警系統(tǒng)；工作原理；結(jié)構(gòu)

隨著智能化家居概念的不斷推廣及電子信息產(chǎn)業(yè)快速向生活領(lǐng)域滲透，實(shí)現(xiàn)家居信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化已成為家居系統(tǒng)發(fā)展的新趨勢。傳統(tǒng)的機(jī)械式（防盜網(wǎng)、防盜窗）安防系統(tǒng)在實(shí)際使用中暴露了很多隱患，例如：為其它沒有安防盜窗的相近樓層形成被盜隱患、發(fā)生火災(zāi)時(shí)不易逃生等。本課題設(shè)計(jì)用STC89C52單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的基于GSM短信模塊的宿舍智能防火防盜報(bào)警系統(tǒng)。此系統(tǒng)由單片機(jī)控制模塊、液晶鍵盤模塊、GSM模塊、存儲器模塊、人體紅外感應(yīng)模塊和煙霧傳感器模塊組成，可解決傳統(tǒng)安防系統(tǒng)存在的隱患，讓宿舍防盜更及時(shí)、使用更方便。它不再依賴有線電話執(zhí)行報(bào)警，而是借助最可靠、最成熟的GSM移動網(wǎng)絡(luò)，以最直觀的英文短消息形式，直接把報(bào)警情況反映到用戶的手機(jī)屏幕上。它采用主動式紅外傳感器進(jìn)行檢測，變有形的傳統(tǒng)防盜網(wǎng)防盜窗為無形。該系統(tǒng)采用現(xiàn)有電話網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合射頻無線通信技術(shù)和單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，具有自動化程度高、適用性強(qiáng)、電路設(shè)計(jì)可靠等優(yōu)點(diǎn)。

1、設(shè)計(jì)要求和主要內(nèi)容

本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的家庭防火防盜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，主要包括煙霧、溫度傳感器模塊，人體紅外感應(yīng)模塊，GSM模塊，液晶屏顯示模塊，單片機(jī)控制模塊的設(shè)計(jì)。以下是設(shè)計(jì)要求：

（1）檢測煙霧并能進(jìn)行聲光報(bào)警。

（2）檢測人體并能進(jìn)行聲光報(bào)警。

（3）輸入密碼進(jìn)入系統(tǒng)并能修改密碼。

（4）異地監(jiān)控。

2、軟件的主程序設(shè)計(jì)

主要分為四大部分，鍵盤掃描程序，傳感器檢測程序，GSM模塊程序，液晶屏的顯示程序四部分組成。

本系統(tǒng)中，是否啟動報(bào)警裝置主要是輸入密碼進(jìn)入系統(tǒng)，密碼輸入錯(cuò)誤蜂鳴器會響，密碼正確進(jìn)入系統(tǒng)之后，根據(jù)室內(nèi)煙霧濃度、溫度的高低以及是否有異常的紅外輻射來判斷，無論檢測到哪一方有異樣，都會發(fā)出聲光報(bào)警，然后通過GSM模塊發(fā)出短信。當(dāng)發(fā)出警報(bào)之后以下圖4.1為系統(tǒng)軟件總設(shè)計(jì)框圖：

圖4.1 總程序流程圖

3 GSM模塊程序設(shè)計(jì)

（1）TC35的連機(jī)方法

任何一個(gè)TC35模塊首次使用時(shí)，必須要測試其工作是否正常，由于其自帶RS232接口，所以我們可以用PC機(jī)的串口調(diào)試軟件進(jìn)行調(diào)試。

短信模式簡介，SMS是由Etsi所制定的一個(gè)規(guī)范（GSM 03.40和GSM 03.38）。當(dāng)使用7-bits編碼的時(shí)候它可以發(fā)送最多160個(gè)字符；8-bit編碼（最多140個(gè)字符）。通常無法直接通過手機(jī)顯示；通常被用來作為數(shù)據(jù)消息，例如：smart messaging中的圖片和鈴聲和OTA WAP設(shè)置。16-bit信息（最多70個(gè)字符）被用來顯示Unicode（UCS2）文本信息，可以被大多數(shù)的手機(jī)所顯示。一個(gè)以class 0開頭的16-bit的文本信息將在某些手機(jī)上作為Flash SMS顯示（閃爍的SMS和警告SMS）。

有兩種方式來發(fā)送和接收SMS信息：使用文本模式或者使用PDU（protocol description unit）模式。文本模式（可能某些手機(jī)不支持）實(shí)際上也是一種PDU編碼的一種表現(xiàn)形式。

短信模式的設(shè)置，GSM模塊的短信模式有2種。第1種是：TEXT模式；第2種是：PDU模式。PDU模式可以采用unicode編碼發(fā)送英文、漢字。但合成PDU碼比較復(fù)雜，而TEXT模式只能發(fā)送英文，但無須編碼。實(shí)際使用可以采用TEXT模式。

短信的發(fā)送方法，發(fā)送“AT”，AT 回車，發(fā)送接收的手機(jī)號碼，等待應(yīng)答：AT+CMGS="13822376232"回車（目的地址）TC35回應(yīng)： AT+CMGS="13822376232"，輸入短信息的內(nèi)容（只能是英文）：Test 回車。改變波特率“AT+IPS=XXXX"。TC35的默認(rèn)波特率是19.2k，實(shí)際使用時(shí)，可以改成9600或38.4K，方法如下：AT+IPR=9600 回車。

4.液晶顯示程序設(shè)計(jì)

1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM）已經(jīng)存儲了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號。

使用1602時(shí)，應(yīng)首先對其進(jìn)行初始化設(shè)置。通過RS確定是寫數(shù)據(jù)還是寫指令。寫指令包括使液晶的光標(biāo)顯示/不顯示、光標(biāo)閃爍/不閃爍、需/不需要移屏、在什么地方顯示等；讀/寫控制端設(shè)為寫模式，即低電平；將數(shù)據(jù)或指令送達(dá)數(shù)據(jù)線上；最后給E一個(gè)高脈沖將數(shù)據(jù)送入液晶控制器，完成操作。

以下圖為該模塊具體流程圖：

圖4.2 1602液晶顯示流程圖

5鍵盤掃描程序設(shè)計(jì)

按鍵掃描程序流程圖如圖所示：

16個(gè)按鍵功能如下：

按鍵0到9：分別為數(shù)字0到9；

按鍵*：退格；

按鍵#：確認(rèn)；

按鍵A：上鎖；

按鍵B：修改密碼；

按鍵C：顯示密碼；

按鍵D：返回；

6 傳感器檢測程序設(shè)計(jì)

HC-SR501：1、人進(jìn)入其感應(yīng)范圍則輸出高電平，人離開感應(yīng)范圍則自動延時(shí)關(guān)閉高電平，輸出低電平。2、光敏控制（可選擇，出廠時(shí)未設(shè)）可設(shè)置光敏控制，白天或光線強(qiáng)時(shí)不感應(yīng)。3、溫度補(bǔ)償（可選擇，出廠時(shí)未設(shè)）：在夏天當(dāng)環(huán)境溫度升高至30～32℃，探測距離稍變短，溫度補(bǔ)償可作一定的性能補(bǔ)償。4、兩種觸發(fā)方式：（可跳線選擇）

a、不可重復(fù)觸發(fā)方式：即感應(yīng)輸出高電平后，延時(shí)時(shí)間段一結(jié)束，輸出將自動從高電平變成低電平；

b、可重復(fù)觸發(fā)方式：即感應(yīng)輸出高電平后，在延時(shí)時(shí)間段內(nèi)，如果有人體在其感應(yīng)范圍活動，其輸出將一直保持高電平，直到人離開后才延時(shí)將高電平變?yōu)榈碗娖剑ǜ袘?yīng)模塊檢測到人體的每一次活動后會自動順延一個(gè)延時(shí)時(shí)間段，并且以最后一次活動的時(shí)間為延時(shí)時(shí)間的起始點(diǎn)）。

MQ-2：電壓為5V，輸出TTL信號LED指示。雙信號輸出，模擬量TTL電平輸出. TTL輸出有效信號為低電平，模擬量輸出0～5V電壓，濃度越高電壓越高。煙霧檢測與人體檢測的流程圖如圖所示：

小結(jié)

該設(shè)計(jì)是以單片機(jī)為主體的基礎(chǔ)上加裝各種外圍設(shè)備而組成的宿舍智能防火防盜系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了智能化，而且實(shí)用性很強(qiáng)。以傳感器技術(shù)為基礎(chǔ)的信息采集手段在現(xiàn)實(shí)社會中已是具有非常廣泛的應(yīng)用和前景。