關于無線智能報警系統設計及應用研究

唐舜君

摘要：為了對一些重要場所進行安全防范，文章在單片機基礎上對紅外無線智能報警系統進行設計，系統包含GsM模塊、單片機、無線通信模塊、電源模塊、串行接口及執行器等部分構成。布置在場所的探測器對前端信號進行采集，并對信息進行分析處理，通過單片機控制報警信息的發送，系統應用效果較好n

關鍵詞：無線通信；報警系統；設計；智能

對于智能無線防盜系統而言，其主要應用于銀行、博物館、車庫、辦公室及家庭等場所，融合了網絡通信、防盜、系統、結構及房屋等。無線智能防盜報警系統是一個多功能技術系統，包含場所的綜合布線、安全防范及系統設計等。無線智能報警器內包含的內容較多，聯網形式主要有電話、總線制及以太網方式實現。該系統中，采用無線數據傳輸技術，解決了有線傳輸布線的麻煩，在GSM通模塊構建、串口通信芯片MAX232電路設計、無線報警器與PT2262/2272編解碼集成電路互動中，電路主要器件為無線數據通信模塊TC35，實現無線數據通信模塊的報警收發控制。本文針對無線智能報警系統設計及應用進行分析，提高人們生產生活場所的安全防范。

1.系統總體結構概述

無線智能紅外報警系統在設計中，對硬件和軟件方面都有比較高的要求，因此，在硬件和軟件設計中，要根據實際需求來設計。

系統工作中，通過鍵盤將用戶個人SIM卡號輸入到設備數據存儲器內，然后對紅外無線報警器利用報警信號檢測電路檢測，看是否存在報警信號，根據檢測結果，單片機將控制信號發出，單片機發出的控制信號被通訊模塊TC35收到，然后確定是否發送短信報警信息。硬件電路設計中，該系統中配備兩個單片機芯片：MCU1和MCU2，實現對sIM卡號數據輸入、無線報警系統顯示、紅外無線報警信號檢測及無線報警短信發送等協調控制。所采用單片機編程語言為C51；采用8位液晶顯示方式；電源及功率為通訊模塊12 V/2 A直流電源；串行口通訊頻率9 600 bit/s；主控板輸入直流電為5V/0.3 A。

2.系統硬件設計

2.1單片機與通訊模塊連接設計

該系統中采用TC35 GSM模塊。TC35支持中文短信息，并對對高度集成的GSM模塊也支持，能夠對數據及語音信號進行傳輸，利用接口連接器可以和SIM卡讀卡器連接，采用天線連接器與天線進行連接。在AT命令下，TC35中數據接口可以實現雙向傳輸數據與指令，該接口對SMS支持兩種格式，分為PDU格式和Text格式，通過關斷信號或AT命令方式，可實現系統故障恢復及重啟。在通信模塊TC35與89C51連接電路中，單片機89C51和串口芯片MAX232A連接是通過通信模塊TC35的串口端實現的。單片機89C51利用RXD和TXD完成通訊模塊對信息的收發控制。

2.2MCUl與MCU2電路設計

將單片機MCUI地P00-P05口分別和單片機MCU2的第P10-P15口連接。該系統中，單片機MCUl完成無線電報警信號的接收工作：MCU2主要負責對TC35模塊接收短消息，對顯示模塊、輸入模塊進行控制，以及在EEPROM中存儲有用數據。

2.3檢測報警信號電路設計

基于CMOS工藝制造了PT2262/2272編碼器電路，該電路具有低價位、低功耗、通用性強的特點，最多擁有12位三態地址端管腳，經過隨機組合，能夠提供的地址碼數高達531 441個；而PT2272最多擁有6位數據段澆灌，從17腳串行可以輸出設定的數據碼與地址碼，在無線遙控發射電路中應用比較多。PT2262運行中，如果發射機沒有按鍵按下，則其不通電，17腳為低電平，高頻發射電路為非工作狀態，將開關打開以后，PT2262通電，第17腳對串行數據信號進行調制并輸出，高頻發射電路發出振幅相同的高頻信號，17腳此時為高電平；高頻發射電路振蕩停止后，17腳恢復低電平，由此可見，高頻發射電路受17腳輸出的數字信號控制，實現對高頻電路的ASK控制。在檢測報警信號電路中，單片機89C51的第P10-P15口分別和編碼芯片2262的6個數據線連接，通過撥碼器編碼芯片2262對無線接收模塊的地址碼進行設定，對編碼芯片2262發送的報警信號，先進行解碼，然后將解碼后的數據傳送到解碼芯片2272。

2.4發射總電路與接收電路設計

該系統中，應用DF無線數據傳輸模塊，對該模塊使用中，為了實現簡單連接，要與專用編碼芯片配合使用，如與PT2262/2272配合，這樣傳輸的距離就會更加理想，通常能夠達到0.6 km以上。發射模塊與接收模塊之間利用無線網絡進行通訊，兩部分的地址碼相同，其內部均安裝有撥碼器。

2.5單片機與鍵盤、顯示模塊連接電路設計

系統中，鍵盤模塊和顯示模塊的設計能夠使操作更加的簡單快捷。鍵盤接口和單片機89C51的第P23-P27口連接：T1，WR，RD對鍵盤的輸入進行控制；顯示模塊D0--D7腳和單片機89C51～P00-P07F]連接，對顯示模塊的RS，Rw及E使能端利用第P20-P22VI進行控制。

3.系統軟件設計

3.1MCU系統軟件設計

單片機在進行數據傳輸中，主要利用軌道是串行口，對串行口使用之前，要先對程序進行初始化。為了確保通訊模塊TC35能夠順利進行通訊，必須要將TC35通訊模塊與串行口的波特率設置為相同，按照串行口的工作特性，及其在定時器和工作方式方面的選擇，可對串行口進行設定。MCU串口通信器功能及工作流程如圖1所示。

在整個系統設計中，MCU是系統設計最為關鍵的環節，由于在系統應用中，對現場設備的工作狀態要求報警系統實時不斷地刷新，從而實現對監控目標的及時準確監控。所以，在實際應用中，為了使MCU的使用效率、及時性及相應特性得到提升，可以在MCU的中斷服務子程序內放入短信息模塊。

3.2智能報警程序設計

該報警系統在實際應用中，如果報警檢測器對監測環境中發現存在需要報警的信號時，也就是出現異常隋況時，此時單片機MCu會以某種特定的方式向戶主反應該異常情況，單片機發送報警短信是需要一定條件的，需要在一定的要求下才能發送，也與國際上相關通信協議相符。如果微控制器檢測輸入的狀態存在異常時，用戶手機會收到單片機發送來的短信息，并且該信息具有一定的格式，也就是說每次發送的指令都有一定的規格，主要原因在于能夠讓收發雙方對指令都能解釋，因此要符合相關通信協議。所以對收發短信進行特定編碼，該系統中對短信編碼采用PDu模式。

在對短信息發送過程中，對所發內容采用PDu編碼模式進行相應編碼，在進行編碼以后，系統準備SMS服務中心號碼、發送目標號碼及發送時間，然后按照PDU格式將編碼后的短信息發送出去。從該系統的硬件設計中可以看出，單片機對檢測到的報警輸入端口狀態決定了報警信號能否發送出去。報警信號發送的方案通常包含3種：電話、語音及短信息。該系統應用短信息報警方案。

4.結語

該無線智能報警系統中，利用紅外線報警器及GSM模塊發送短信息，結合了實時短信發送功能和報警功能，實現了對異常隋況的及時報警。與以前的普通防盜系統方便，該無線智能紅外報警系統不管是從科技含量方面，還是防盜作用方面都有了明顯的提升，并且系統運行的穩定性與安全性都比較高。

該系統在實際應用中，與其他系統相比，具有兩方面的明顯優勢：一方面，系統的擴展性較好，兼容性強，能夠適應多種環境下的應用；另一方面，該系統在諸多場合環境中都可利用，如在銀行、工廠、辦公室、博物館、車庫及家庭中都等，只需要根據不同的場合進行細微的調整，即可滿足特定場合的使用。該系統通訊采用無線的方式，與有線傳輸相比，無線傳輸不需要布線，省去了布線的工作，且系統響應速度較快，能夠及時將報警信息發送到用戶手機上，對已有資源能夠較好地利用，同時該系統總體結構相對簡單，使用方便，且價格較低，因此在實際應用中，市場潛力非常大，實用價值較高。