1、遠程家庭監控系統設計遠程家庭監控系統設計 遠程家庭監控系統背景遠程家庭監控系統背景 隨著科技的飛速發展，犯罪也趨向于高科隨著科技的飛速發展，犯罪也趨向于高科 技化、智能化。其中比較嚴重的就是入室盜技化、智能化。其中比較嚴重的就是入室盜 竊。由此看來，傳統機械鎖發展到今天，已竊。由此看來，傳統機械鎖發展到今天，已 到了非改不可的階段。智能化安防技術的發到了非改不可的階段。智能化安防技術的發 展已取得了矚目的成就，隨著企業和住宅小展已取得了矚目的成就，隨著企業和住宅小 區需求的凸現，智能化安防當前面臨新的發區需求的凸現，智能化安防當前面臨新的發 展契機，由于智能安防行業的特殊性，國家展契機，由于智

2、能安防行業的特殊性，國家 對智能安防產業的發展一直都給予政策上的對智能安防產業的發展一直都給予政策上的 鼓勵。鼓勵。 家庭安全防線四道防線家庭安全防線四道防線： 第一道安全防線第一道安全防線：由周界防范報警系統構成，以防范翻圍墻和 周邊進入社區的非法入侵者。采用感應線纜或主動紅外線對射 器。 第二道安全防線第二道安全防線：由保安巡邏管理系統構成，通過住宅區保安 人員對住宅區內可疑人員、事件進行監管。 第三道安全防線第三道安全防線：由聯網型樓寓可視對講系統構成，防止外來 人員四處游串。 第四道安全防線第四道安全防線：由家庭防盜報警系統構成，這也是整個安全 防范系統絡最重要的一環。當有竊賊非法入侵

3、住戶家等緊急事 件時，通過安裝在戶內的各種電子探測器自動向業主發送報警 信息。 系統結構及工作原理系統結構及工作原理 本系統的結構如圖本系統的結構如圖1 1所示。系統由安全監測所示。系統由安全監測 報警終端，報警終端，GSMGSM無線網絡和監控中心三部分無線網絡和監控中心三部分 組成。安全監測報警終端通過傳感器檢測組成。安全監測報警終端通過傳感器檢測 安全指標，利用安全指標，利用GSMGSM無線網絡進行實時的數無線網絡進行實時的數 據傳輸，將報警信息發送給據傳輸，將報警信息發送給手機用戶手機用戶。另。另 一方面，一方面，手機用戶手機用戶可以向安全監測報警終可以向安全監測報警終 端發送查詢和控制

4、短信命令，安全監測報端發送查詢和控制短信命令，安全監測報 警終端收到命令后，將根據命令要求返回警終端收到命令后，將根據命令要求返回 當前的狀態信息給當前的狀態信息給手機用戶手機用戶或實現相應的或實現相應的 操作，如打開排風扇、關閉除濕機等。操作，如打開排風扇、關閉除濕機等。 GSMGSM網絡系統采用網絡系統采用STC89C51STC89C51單片機單片機 作為控制器，通過其標準的全雙作為控制器，通過其標準的全雙 工串口與移動通信模塊進行通信。工串口與移動通信模塊進行通信。 由傳感器將采集到的報警信號發由傳感器將采集到的報警信號發 送至單片機，單片機通過判斷，送至單片機，單片機通過判斷， 發送控

5、制指令到移動通信模塊，發送控制指令到移動通信模塊， 移動通信模塊接到指令后調用預移動通信模塊接到指令后調用預 先設計好的報警短信息，利用先設計好的報警短信息，利用GSMGSM 網絡發送給用戶手機，從而實現報警功能；用戶接到報警短信網絡發送給用戶手機，從而實現報警功能；用戶接到報警短信 息后，可回復短信息到報警系統，系統通過判定用戶回復的短息后，可回復短信息到報警系統，系統通過判定用戶回復的短 信息內容，控制系統的執行機構實施相應得防盜措施。信息內容，控制系統的執行機構實施相應得防盜措施。 系統硬件設計系統硬件設計 STC89C51STC89C51系列單片機是宏晶科技推出的新一代超強抗干擾、高速

6、、系列單片機是宏晶科技推出的新一代超強抗干擾、高速、 低功耗的低功耗的8 8位位單片機，指令代碼與傳統單片機，指令代碼與傳統80518051單片機完全兼容。單片機完全兼容。 片內帶片內帶128128字節的數據存儲器；字節的數據存儲器； 片內帶片內帶4KB4KB的的FlashFlash程序存儲器；程序存儲器； 程序存儲器的尋址空間為程序存儲器的尋址空間為64KB64KB； 片外數據存儲器的尋址空間為片外數據存儲器的尋址空間為64KB64KB； 128128位（位（1616字節）用戶位尋址空間；字節）用戶位尋址空間； 1818個字節特殊功能寄存器個字節特殊功能寄存器SFRSFR； 4 4個個8 8

7、位的并行位的并行I/OI/O接口：接口：P0P0、P1P1、P2P2、P3P3； 2 2個個1616位定時器位定時器/ /計數器計數器T0T0、T1T1； 2 2個優先級別的個優先級別的5 5個中斷源；個中斷源； 1 1個全雙工的串行個全雙工的串行I/OI/O接口，可多機通信；接口，可多機通信； TC35iTC35i是西門子推出的最新的無線模塊，功能上與是西門子推出的最新的無線模塊，功能上與TC35 TC35 兼容，設兼容，設 計緊湊，大大縮小了用戶產品的體積計緊湊，大大縮小了用戶產品的體積，與與GSM 2/2+GSM 2/2+兼容、雙頻兼容、雙頻 (GSM900/GSM1800)(GSM90

8、0/GSM1800)、RS232RS232數據口、符合數據口、符合ETSIETSI標準標準GSM0707GSM0707和和 GSM0705GSM0705，且易于升級為，且易于升級為GPRSGPRS模塊。該模塊集射頻電路和基帶模塊。該模塊集射頻電路和基帶 于一體，向用戶提供標準的于一體，向用戶提供標準的ATAT命令接口，為數據、語音、短消命令接口，為數據、語音、短消 息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸，方便用戶的應用開發息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸，方便用戶的應用開發 及設計。及設計。 u 支持數據、語音、短消息和傳真；支持數據、語音、短消息和傳真； u 高集成度高集成度(54.5 mm(

9、54.5 mm36 mm36 mm3.6 mm) 3.6 mm) ； u 質量為質量為9 g9 g；電源電壓為單一電壓；電源電壓為單一電壓3.34.8 V3.34.8 V； u 可選波特率可選波特率300 b/s115 kb/s300 b/s115 kb/s，動波特率，動波特率4.8115 kb/s4.8115 kb/s； u 電流消耗電流消耗休眠狀態為休眠狀態為3.5 mA3.5 mA，空閑狀態為，空閑狀態為25 mA25 mA，發射狀，發射狀 態為態為300 mA(300 mA(平均平均) )，2.5A2.5A峰值；峰值； u 溫度范圍溫度范圍正常操作正常操作-20-20+55+55，存放

10、，存放-30-30+85+85； u SIMSIM電壓為電壓為3V/1.8V3V/1.8V。 u 溫濕度傳感器溫濕度傳感器SHT10SHT10是一款高度集成的數字溫濕度傳感器，采是一款高度集成的數字溫濕度傳感器，采 用專利的用專利的CMOSensCMOSens技術，可抵御來自外界的影響，即使將傳感技術，可抵御來自外界的影響，即使將傳感 器浸入到液體中也不會受到損害；器浸入到液體中也不會受到損害； u 煙霧傳感器是無線離子式煙霧傳感，這是一種技術先進，工作煙霧傳感器是無線離子式煙霧傳感，這是一種技術先進，工作 穩定可靠的傳感器。它在內外電離室里面有放射源，一旦有煙穩定可靠的傳感器。它在內外電離室

11、里面有放射源，一旦有煙 霧竄逃外電離室，干擾了帶電粒子的正常運動，電流、電壓就霧竄逃外電離室，干擾了帶電粒子的正常運動，電流、電壓就 有所改變，破壞了內外電離室之間的平衡，有所改變，破壞了內外電離室之間的平衡，就會就會產生信號。產生信號。 u 無線門磁傳感器用來監控門窗的開關狀態，當門窗不管何種原無線門磁傳感器用來監控門窗的開關狀態，當門窗不管何種原 因被打開后，無線門磁傳感器立即發射特定的無線電波，遠距因被打開后，無線門磁傳感器立即發射特定的無線電波，遠距 離向主機報警。無線門磁的無線報警信號在開闊地能傳輸離向主機報警。無線門磁的無線報警信號在開闊地能傳輸200200 米，在一般住宅中能傳輸

12、米，在一般住宅中能傳輸2020米。米。 系統軟件設計系統軟件設計 該系統主要的任務是監測家里發生的緊急情該系統主要的任務是監測家里發生的緊急情 況和控制家里的部分電器設備，然后通過況和控制家里的部分電器設備，然后通過 TC35iTC35i發送到主人手機上發送到主人手機上及及主人通過手機向主人通過手機向 TC35iTC35i發送命令。系統軟件設計的重點在于發送命令。系統軟件設計的重點在于 單片機的編程。通過向單片機的編程。通過向TC35iTC35i寫入不同的寫入不同的ATAT 指令完成多種功能。如檢測卡座中是否插入指令完成多種功能。如檢測卡座中是否插入 了了SIMSIM卡、卡、GSMGSM網絡登

13、錄，讀取網絡登錄，讀取SIMSIM卡上的電卡上的電 話號碼，發送話號碼，發送SMSSMS消息，接收消息，接收SMS SMS 消息，控消息，控 制繼電器輸出等。制繼電器輸出等。 ATAT指令指令 AT AT 即即AttentionAttention，ATAT指令集是從終端設備指令集是從終端設備 (Terminal Equipment(Terminal Equipment，TE)TE)或數據終端設備或數據終端設備(Data (Data Terminal EquipmentTerminal Equipment，DTE)DTE)向終端適配器向終端適配器 (Terminal Adapter(Termin

14、al Adapter， TA)TA)或數據電路終端設備或數據電路終端設備 (Data Circuit Terminal Equipment(Data Circuit Terminal Equipment，DCE)DCE)發送的。發送的。 通過通過TATA，TETE發送發送ATAT指令來控制移動臺指令來控制移動臺(Mobile (Mobile StationStation，MS)MS)的功能，與的功能，與GSM GSM 網絡業務進行交互。網絡業務進行交互。 用戶可以通過用戶可以通過ATAT指令進行呼叫、短信、電話本、數指令進行呼叫、短信、電話本、數 據業務、傳真等方面的控制。據業務、傳真等方面的

15、控制。 常用常用ATAT指令指令 PDUPDU編碼編碼 如果說如果說ATAT指令是控制指令，那么指令是控制指令，那么PDUPDU編碼就是信息編碼就是信息 的內容。編碼段是單片機進行數據傳輸的核心部分，的內容。編碼段是單片機進行數據傳輸的核心部分， 它是真正的數據，一般內容都包括：短信中心地址它是真正的數據，一般內容都包括：短信中心地址 長度，短信中心號碼類型，中國地區代碼，短信服長度，短信中心號碼類型，中國地區代碼，短信服 務中心號碼，短信編碼方式，短信長度，目的地址務中心號碼，短信編碼方式，短信長度，目的地址 類型，目的地址，發送結束標志等等。共有三種方類型，目的地址，發送結束標志等等。共有

16、三種方 式來發送和接收式來發送和接收SMSSMS信息：信息：Block Mode, Text ModeBlock Mode, Text Mode 和和PDU ModePDU Mode。 PDUPDU數據包格式數據包格式 發送發送PDUPDU數據包格式數據包格式 接收接收PDUPDU數據包格式數據包格式 SMSC: SMSC: 短信中心的地址短信中心的地址 PDUTYPE: PDUTYPE:數據包的類型數據包的類型 MR: MR: 發出信息發出信息 DA/OA: DA/OA: 源源/ /目的地址目的地址 PID: PID: 協議標識符協議標識符 DCS: DCS: 短消息的編碼方案短消息的編碼方

17、案 VP: VP: 短消息的有效時間短消息的有效時間 UDL: UDL: 短消息數據長度短消息數據長度 UD: UD: 短消息數據內容短消息數據內容 SMSC PDUTYPE MR DA PID DCS VP UDL UD SMSC PDUTYPE OA PID DCS SCTS UDL UD 此系統主程序流程如圖此系統主程序流程如圖4 4 所所 示。其中，初始化的工作包示。其中，初始化的工作包 括設置串口速率、括設置串口速率、GSM GSM 無線無線 網絡登錄以及設置短消息模網絡登錄以及設置短消息模 式為式為PDU PDU 等，等，PDUPDU編碼即按編碼即按 PDUPDU的編碼規則產生相應的的編碼規則產生相應的 PDUPDU串。串。PDUPDU模式收發短信可模式收發短信可 以使用以使用3 3 種編碼：種編碼：7bit7bit、 8bit 8bit 和和UCS2UCS2編碼，這里我們編碼，這里我們 采用的是采用的是UCS2UCS2編碼。其中，編碼。其中， 中斷中斷1 1來自傳感器的，中斷來自傳感器的，中斷2 2 來自來自TC35i TC35i 模塊。模塊。 本文結論本文結論 通過系統的設計和實現，可得到如下結論：通過系統的設計和實現，可得到如