基于單片機和GSM模塊的紅外探測遠程報警系統

胡紀平，梁 釗

（北京信息科技大學理學院， 北京 100192）

0 引言

近年來，全球移動通信系統 GSM（Global System for Mobile Communications）已成為我國無線通信中的第一大網，具有覆蓋面廣、通信傳輸可靠、保密性和通話質量方面都較好等優點，特別是傳輸的距離不受限制，因此現在許多的遠程系統都通過GSM 網絡進行通信。作為網絡的基本服務之一的短消息，發送一條指令只要0.1元或0.15元，非常靈活而且廉價。所以利用短消息功能可以做成傳輸各種檢測、監控數據信號和控制命令的數據通信系統，能廣泛應用于遠程監控等方面。

人體溫度為 36℃～37℃，所放射的紅外線波長為 9～10 μm，紅外線傳感器是一種高靈敏度探測原件，它能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線能量變化，并將其轉換成電壓信號輸出。

1 系統總體方案

本系統使用SIM300模塊來實現無線通信，SIM300是SIMCOM公司生產的支持GSM和GPRS雙模式的小尺寸和低功耗無線通信模塊SIM300支持語音、數據傳輸、短消息、傳真業務，可以工作在EGSM 900, DCS 1800, PCS 1900等3個頻率段，提供RS232全雙工數據口，使用AT指令進行控制。系統在探測到外人非法進入后，利用紅外傳感器傳來的電壓脈沖對STC 89C52單片機產生中斷后，單片機通過串口控制SIM300模塊發送短信息報警給用戶。

2 系統硬件設計

如圖1所示，整個硬件系統可包括STC89C52單片機模塊、SIM300模塊、電源模塊、紅外傳感器監控模塊和指示燈模塊。SIM300模塊連接GSM網絡的成功通過單片機控制的多個LED小紅燈的點亮來指示。SIM300需要外接SIM卡卡座，其串口與單片機的串口相連，單片機可以通過標準的RS-232串行口使用AT命令完成對SIM300模塊的操作。單片機各串口為TTL/CMOS電平，需要轉換為RS232電平時，可用MAX232芯片實現它們之間的電平轉換，這樣，系統才能正常工作。

圖1 硬件結構圖

系統所用的紅外傳感器是熱釋電紅外探測器，包含熱釋電紅外傳感器和菲涅爾透鏡。當紅外傳感器的探測區內沒有人體移動時，紅外傳感器感應的只是探測區域內的背景溫度，一旦探測區內有人進入時，熱釋電紅外傳感器通過菲涅爾

透鏡就可感應出人體的溫度和背景的溫度之間的差異信號，從而產生變化的電信號（圖2示波器顯示的上述信號），圖3是經過后續電路處理后的方波信號用來接入單片機STC89C52，通過中斷處理，控制SIM300模塊給用戶發出短信息。

圖2 透鏡感知的溫度差異信號變成的電信號

圖3 經處理后的電信號

3 系統軟件設計

主程序流程圖如圖4所示。

圖4 主程序流程圖

對RS232串口包括串口端口號、傳輸速度波特率、輸數據位、數據校驗位、數據停止位等進行設置，從而滿足在不同環境條件下能迅速有效地接受和發送數據，并保證數據的完整性和可靠性。單片機與SIM300模塊一般采用串行異步通信接口，通信速率可以為300，1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200， 通 常 為9600bps，采用這種RS232電纜方式進行連接時，數據傳輸的可靠性較好。 具體程序如下。

AT指令集是實現通過串口對GSM模塊進行控制的指令集合，常用的AT指令有幾十個，一般輸入為“AT+C***”。本系統軟件采用AT+CMGF=1設置成Text模式，主要是以純文本方式發送信息。

系統設計的紅外探測響應時間為0.5 s，通過延時函數實現0.5 s以下的紅外觸發信號不會產生短信息的發送。超過0.5 s后的紅外探測脈沖信號，對單片機產生一個中斷，從而改變變量time的數值，最后利用函數SEND_MESSAGE()的執行給用戶發出短信息報警，程序如下。

4 結論

本系統在硬件設計的基礎上，完成了對紅外探測信號的采集，利用中斷產生的變量控制，實現了單片機與SIM300模塊的串行接口通信，最后發送出短信息的整體軟件編程，實現了最基本的紅外探測遠程報警系統

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