基于單片機的居家防盜報警系統設計

蔣紅梅　黃和意

【摘 要】介紹了一種以單片機、視頻顯示、報警、撥號和GSM短信模塊為核心的居家防盜報警系統，主要闡述了其基本工作原理和電路構成。該系統借助移動通信網絡，以短消息或者電話形式通知用戶，同時，門鈴被按時，系統自動抓拍監控圖像，可供用戶提取查看。

【關鍵詞】單片機；防盜報警；GSM模塊

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

隨著經濟和社會的發展，人們對家庭住房的防盜重視程度不斷提高，則更多的人需要對住房的偷盜事故進行監控和預防。雖然目前國內外高度重視智能家居防盜系統的研發，但是市場上并不火熱，其主要原因是產品種類不多并存在一些缺陷，若用戶外出時，入侵者破門而入，則防盜門鈴便失去了作用；若室內網絡被切斷，則視頻監控便毫無用處，而固定電話撥號亦是如此。為了有效保證居民的生命及財產安全，本設計在傳統防盜系統的基礎上進一步完善，進而加強對房門的保護，以及用戶對居家安全的掌控[1-3]。

1 系統硬件設計

1.1 整體方案設計

在傳統門鈴的基礎上，增加了四個模塊，即GSM模塊、液晶顯示模塊、攝像頭模塊和門磁報警模塊。正常狀態下，監控開啟，報警器打開，若來訪者按下門鈴時，視頻顯示器工作，用戶在家通過視頻顯示器可及時了解門外情況，同時，門鈴發出提示音提醒用戶，GSM模塊發送有客人來訪的短信到用戶手機；當房門被非法侵入時，報警器發出警報聲提醒用戶并觸動GSM模塊工作，自動撥號到用戶手機上來提醒用戶。其系統硬件設計框圖如圖1所示。

1.2 GSM模塊

GSM模塊以ATK-SIM800C為主，它是 ALIENTEK推出的一款高性能工業級GSM/GPRS 模塊。ATK-SIM800C模塊支持RS232 串口和LVTTL串口，并帶硬件流控制，支持5V～24V的超寬工作范圍。硬件設計中，將GSM模塊的STXD和SRXD與單片機系統的RXD和TXD連接，可實現與SIM800C的通信。通過單片機系統發送AT指令給GSM模塊，從而實現語音撥號功能、SMS（短信）功能。

1.3 視頻顯示器模塊

視頻采集端選用的是OV7725 攝像頭，將攝像頭接入至野火 STM32 開發板的 CAMERA 接口，將TFT裸屏接到野火STM32ISO-MINI開發板上，給開發板供電，將液晶顯示的程序下載到開發板，TFT裸屏上顯示攝像頭所拍到的圖像，若圖片顯示不夠清晰，可調整鏡頭進行調焦。當來訪客人按下門鈴時，系統自動抓拍TFT裸屏上顯示的圖像，而圖像儲存在SD卡內，可供用戶提取查看。

1.4 門鈴與報警器模塊

該模塊以STC89C51芯片為主，電路中加入門鈴按鍵、光電傳感器、蜂鳴器。門鈴鍵按下時，蜂鳴器工作，則可實現門鈴功能。報警部分由一個發光器和一個收光器構成的對射分離式光電開關組成。把發光器和收光器分別裝在門框兩側，當有人非法入侵時，人穿過門時則阻擋了發光器和收光器的直接傳輸，則收光器輸出一個開關控制信號至AT89C51單片機，單片機將信號發送至GSM模塊。

2 系統軟件設計

2.1 軟件整體方案設計

軟件設計主要由兩大部分構成，正常情況下，即門鈴響時，觸發GSM模塊發送短信至手機，提醒用戶有客人來訪，同時，STM32顯示視頻并實現圖片的自動抓拍，圖片存儲在STM32內存中；當有人非法入侵時，開啟報警和撥打電話的功能，設計流程圖如圖2所示。

2.2 短信功能子程序

短信功能是將“有客人來訪”的短信內容發送至用戶手機。編程思想分為六個步驟：1）先發送AT+CMGF=1，設置短信的文本模式；2）然后發送AT+CSMP=17，167，2，25，設置短信文本的模式參數；3）發送AT+CSCS=“UCS2”，設置短信內容為UCS2編碼字符集；4）設置參數AT+CMGS=“0031 0035 0036 0037 003* 003* 003* 003* 003* 003* 003*”，然后設置發送短信的目標號碼為1567*******；5）發送短信內容：“6709 5BA2 4EBA 6765 8BBF”，短信內容：有客人來訪（短信內容可由漢字Unicode碼轉換器進行轉換）；6）發送 1A，即設置短信為十六進制發送。而撥號功能比短信更容易實現，先發送“AT”，表示GSM模塊自動獲取波特率為9600 bit/s，再發送“ATD1567*******”指令，其中，“1567*******”表示所要撥打的電話號碼。

2.3 拍照功能子程序

拍照功能子程序是由攝像頭采集圖片與屏幕截圖保存圖片兩者共同實現，先由攝像頭采集圖片，再由TFT裸屏顯示，最后在TFT裸屏界面上實現截圖，圖片保存在存儲卡內。圖像顯示及截圖主要程序如下：

while（1）

{ if（ Ov7725_vsync == 2 ）

{ FIFO_PREPARE； /*FIFO準備*/ ImagDisp（）； /*采集并顯示*/

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）； /* 截圖完畢LED2滅 */

LED2_ON；

screen_flag = 0；

}

}

3 結論

本文所述的居家防盜報警系統為家庭安防提供了一條可行途徑。該系統在可視化門鈴的基礎上加入了GSM模塊，用戶不在家也可以通過手機掌握住房的安全情況，并在傳統門鈴上增加報警器模塊，通過GSM模塊撥號通知用戶有入侵者入侵，將原有的獨立產品進行相互銜接，組合成更全面、更具有安全性、實用性的智能家居安防系統。

【參考文獻】

[1]趙巧妮.基于單片機控制的智能家庭防盜報警系統的設計[J].自動化技術與應用，2010，29（8）：100-103.

[2]黃欣榮.基于GSM短信模塊的家庭防盜報警系的設計[J].中國新通信，2010， （5）：83-85.

[3]丁燕.基于單片機的防盜報警系統設計分析[J].電子制作，2013（22）：37.

[責任編輯：田吉捷]