基于单片机的居家防盗报警系统设计

2017-04-20蒋红梅黄和意

科技视界 2017年1期

关键词：单片机

蒋红梅　黄和意

【摘要】介绍了一种以单片机、视频显示、报警、拨号和GSM短信模块为核心的居家防盗报警系统，主要阐述了其基本工作原理和电路构成。该系统借助移动通信网络，以短消息或者电话形式通知用户，同时，门铃被按时，系统自动抓拍监控图像，可供用户提取查看。

【关键词】单片机；防盗报警；GSM模块

A Design of Home Anti-theft Alarm System Based on Single Chip Microcomputer

JIANG Hong-mei HUANG He-yi

（School of Information Science and Technology，Guilin University of Electronic Science and Technology，Guilin Guangxi 541004，China）

【Abstract】This paper introduces a microcontroller，video display，alarm，dialing and GSM text messaging as the core module of home anti-theft alarm system.The basic working principle and circuit constitution are mainly described.The system notifies the user in the form of short message or phone through the mobile communication network.At the same time， the doorbell is pressed，system automatically captures monitoring image，which can be used for the user to extract and view.

【Key words】Microcontroller；Anti-theft alarm；Module of GSM

0 引言

随着经济和社会的发展，人们对家庭住房的防盗重视程度不断提高，则更多的人需要对住房的偷盗事故进行监控和预防。虽然目前国内外高度重视智能家居防盗系统的研发，但是市场上并不火热，其主要原因是产品种类不多并存在一些缺陷，若用户外出时，入侵者破门而入，则防盗门铃便失去了作用；若室内网络被切断，则视频监控便毫无用处，而固定电话拨号亦是如此。为了有效保证居民的生命及财产安全，本设计在传统防盗系统的基础上进一步完善，进而加强对房门的保护，以及用户对居家安全的掌控[1-3]。

1 系统硬件设计

1.1 整体方案设计

在传统门铃的基础上，增加了四个模块，即GSM模块、液晶显示模块、摄像头模块和门磁报警模块。正常状态下，监控开启，报警器打开，若来访者按下门铃时，视频显示器工作，用户在家通过视频显示器可及时了解门外情况，同时，门铃发出提示音提醒用户，GSM模块发送有客人来访的短信到用户手机；当房门被非法侵入时，报警器发出警报声提醒用户并触动GSM模块工作，自动拨号到用户手机上来提醒用户。其系统硬件设计框图如图1所示。

1.2 GSM模块

GSM模块以ATK-SIM800C为主，它是 ALIENTEK推出的一款高性能工业级GSM/GPRS 模块。ATK-SIM800C模块支持RS232 串口和LVTTL串口，并带硬件流控制，支持5V～24V的超宽工作范围。硬件设计中，将GSM模块的STXD和SRXD与单片机系统的RXD和TXD连接，可实现与SIM800C的通信。通过单片机系统发送AT指令给GSM模块，从而实现语音拨号功能、SMS（短信）功能。

1.3 视频显示器模块

视频采集端选用的是OV7725 摄像头，将摄像头接入至野火 STM32 开发板的 CAMERA 接口，将TFT裸屏接到野火STM32ISO-MINI开发板上，给开发板供电，将液晶显示的程序下载到开发板，TFT裸屏上显示摄像头所拍到的图像，若图片显示不够清晰，可调整镜头进行调焦。当来访客人按下门铃时，系统自动抓拍TFT裸屏上显示的图像，而图像储存在SD卡内，可供用户提取查看。

1.4 门铃与报警器模块

该模块以STC89C51芯片为主，电路中加入门铃按键、光电传感器、蜂鸣器。门铃键按下时，蜂鸣器工作，则可实现门铃功能。报警部分由一个发光器和一个收光器构成的对射分离式光电开关组成。把发光器和收光器分别装在门框两侧，当有人非法入侵时，人穿过门时则阻挡了发光器和收光器的直接传输，则收光器输出一个开关控制信号至AT89C51单片机，单片机将信号发送至GSM模块。

2 系统软件设计

2.1 软件整体方案设计

软件设计主要由两大部分构成，正常情况下，即门铃响时，触发GSM模块发送短信至手机，提醒用户有客人来访，同时，STM32显示视频并实现图片的自动抓拍，图片存储在STM32内存中；当有人非法入侵时，开启报警和拨打电话的功能，设计流程图如图2所示。

2.2 短信功能子程序

短信功能是将“有客人来访”的短信內容发送至用户手机。编程思想分为六个步骤：1）先发送AT+CMGF=1，设置短信的文本模式；2）然后发送AT+CSMP=17，167，2，25，设置短信文本的模式参数；3）发送AT+CSCS=“UCS2”，设置短信内容为UCS2编码字符集；4）设置参数AT+CMGS=“0031 0035 0036 0037 003* 003* 003* 003* 003* 003* 003*”，然后设置发送短信的目标号码为1567*******；5）发送短信内容：“6709 5BA2 4EBA 6765 8BBF”，短信内容：有客人来访（短信内容可由汉字Unicode码转换器进行转换）；6）发送 1A，即设置短信为十六进制发送。而拨号功能比短信更容易实现，先发送“AT”，表示GSM模块自动获取波特率为9600 bit/s，再发送“ATD1567*******”指令，其中，“1567*******”表示所要拨打的电话号码。

2.3 拍照功能子程序

拍照功能子程序是由摄像头采集图片与屏幕截图保存图片两者共同实现，先由摄像头采集图片，再由TFT裸屏显示，最后在TFT裸屏界面上实现截图，图片保存在存储卡内。图像显示及截图主要程序如下：

while（1）

{ if（ Ov7725_vsync == 2 ）

{ FIFO_PREPARE； /*FIFO准备*/ ImagDisp（）； /*采集并显示*/

Ov7725_vsync = 0；

}

if（ screen_flag == 1 ）

{ sprintf（（char *）&file_name，"/camera%d"，num++）；

Lcd_GramScan（ 3 ）；

Screen_shot（0，0，160，180，file_name）； /* 截图完毕LED2灭 */

LED2_ON；