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英文翻译

题 目 Community Alarm System Design Based on MCU and GSM

摘要

在本文中，我们使用GSM移动网络最可靠和成熟的这一点实现社区警报系统。 并将直接传达报警消息到用户手机上。 该设计包括硬件和软件部分。 其硬件使用MCU以AT89C52系列为核心，并控制三个报警部件，红外监控报警系统，LCD上显示报警，和GSM模块。 该系统采用被动红外传感器检测，将传统网络安全防盗窗口转变为隐形网络，以及时处理事故的发生。 当事故发生在社区时，红外传感器模块向微控制器发出报警信号，单片机通过接收信号GSM模块立即发送消息经理，然后经理们立即采取措施可实现现场安全报警和远程报警同时。

关键词：MCU AT89C51; GSM调制解调器 传感器

介绍

随着计算机，网络的发展和通讯技术发展，传统的防盗报警器系统一直无法满足人们的需求。该普通智能防盗报警系统有几种通信模式，如以太网，固定电话拨号等等。 但是他们有电话切断线路或线路故障等问题，成本高，不容易传播。 如何设计智能化，集成化，低成本化，性能敏感可靠的防盗报警系统对于安全和保障是一件非常重要的事情。

我们的系统由MCU和GSM调制解调器组成，使用红外传感器来检测危险[1]。 一旦有警报，它会直接传达报警消息或短信经理手机电话。 然后经理可以采取措施处理事件。 它的表现和安全性已超过传统的防盗系统

他的设计包括硬件和软件部分。 工作流程如下：我们的系统使用红外传感器来检测人体辐射和红外线的热源。 当红外信号被检测到，系统将其转换成电信号。 信号处理完成后，它会发送一个低电平到89C52芯片。 收到信号后，芯片将触发中断和中断服务程序将启动，然后它将发出一个控件控制监控报警系统信号实现报警，随后GSM模块会发送信息到用户端。在LCD显示屏上显示报警信息。

目前，有很多芯片专用于传输红外线，就可以编码格式而言分为两大类：PWM和PPM。 在这里，我们采用了比较容易调制的PWM，LC7461芯片。 当红外线控制器的按钮被按下时，它将发送输出一些包含有关信息的信号具有以下特点：PWM脉冲宽度持续0.56ms，间隔0.56ms，周期为1.12ms，表示二进制“0”; PWM脉冲宽度持续时间为0.56ms，间隔1.68 m，周期为2.24ms代表二进制“1”。上述“0”和“1”由42位二进制代码组成，如38kHz所包含频率调制为第二次发射提高效率，降低功耗然后通过红外二极管发出。

硬件部分构造

1. 硬件设计原理

本设计采用单片机AT89C52，这是低电压和高性能。 硬件部分由复位电路，晶振电路，红外线组成传感器电路，LCD电路，报警电路，GSM模块电路，原理图如图1所示。

图1

电源为整个系统供电，红外线传感器检测信号，然后发送反馈给单片机芯片。 单片机控制报警，并进行报警信息显示在LCD上，同时发送命令GSM。 然后GSM发送报警信息管理员提醒闹钟[3]。

LCD模块：LCD1602是一种字符液晶显示模块，是一种类型的点阵LCD专用显示字母，数字，符号等在这方面的经济实践中，采用了LCDl602

（1）红外线遥控模块：设计采用通用型电视遥控器作为输入设备，设备可以提供a广泛的红外编码格式，所以我们利用了编码格式的脉宽调制。

每个模块的功能：晶振电路：它提供系统外部振荡频率：12MHz。复位电路：用于实现系统复位。红外传感器电路：用于检测是否有人出现。LCD电路：用于显示报警信息。报警电路：用于提醒有人侵入。GSM模块用户给用户发送信息。

（2）矩阵键盘工作原理：当没有按下任何键时，电阻连接 5V电源下垂，垂直线处于高位状态，否则情况与横线的水平线是一样的在按钮上。原来，水平线处于低级，当我们检查垂直线的不同情况时，那个意味着按钮被按下，此时我们保存的情况的端口p2.4-p2.6，然后我们编程使端口p2.0-p2.3在高层次的情况下，一路上，同时检查端口p2.4-p2.6的情况变化改变，我们保存了端口p2.0-p2.3的情况方式，我们知道哪个按钮被按了B模拟环境中的构建。不同的键具有不同的编码格式，键盘处理任务是：首先，确定是或否不按按钮，然后检查哪个按钮有按压，通过编程，得到键的形成编码.

（3）红外信号的解码

当我们收到包含同步信号的信号时开始9ms低级和4.5ms高级，这使我们准备解码数据。解码的关键是如何识别“0”和“1”。 根据信号的形成我们可以发现“0”和“1”的定义从0.56ms开始低级别，它们之间的唯一区别就是宽度高电平，“0”位为0.56 ms，“1”位为1.68 ms，所以我们延迟.9ms来比较当前的水平来识别位，

（4）主电路设计

根据设计的分析，硬件单片电子锁的电路如图所示下面。 PO端口连接LCDl602 8位数据总线，同样时间，PO端口连接到阳极共享的8端口数字管，PO.l闪光灯端口。 P2端口访问4 * 3矩阵键盘电路，分别令P2.5，P2.6和P2.7连接LCD1602的RS，RW，E端口。 蜂鸣器报警由P3.2输出。

然后我们将构建硬件电路Proteus仿真环境[4]。 硬件电路仿真如图2所示。

图2

（1）单片机的最小系统

电源，复位电路和时钟电路组成单片最小系统[5]。 芯片引脚18和引脚19连接一个晶振和两个电容构成时钟电路。 连接引脚9的电路是复位电路。引脚31连接电源电路。 在本文中，我们使用手动按钮复位，由手动按钮实现外部系统。 目前我们按下按钮，功率电平直接加载到RST侧，所以RST端子将保持高电平。 那就是实现一个重启。 主要是单片机初始化操作目的是让微控制器从地址开始0000H [6]。

另外，如果要单片机正常工作，我们必须有时钟电路。 我们知道，微控制器是一个复杂的同步顺序电路，以确保其工作模式实现同步。 如果电路想要的话一个继承工作，它需要一个时钟的控制信号。 时钟信号由时钟电路产生。 和这个设计使用内部时钟电路

该系统的晶振电路由微控制器引脚，晶体振荡器，两个电容。该51芯片具有高增益的高增益放大器。 它的输入为XTAL1引脚，输出为XTAL2，通过两个芯片上的引脚，外部交叉连接晶体振荡器和两个微调电容器。 因此，它形成一个反馈电路构成系统所需的稳定自激振荡器。我们需要注意电容的选择振荡器频率。 电容尺寸会影响快速和稳定振荡器的启动，无论频率多大是，电容器一般选择30pF。 通常振荡晶体的频率范围在1.2MHz〜12MHz之间振荡频率越高，频率越高系统时钟，然后单芯片的运行速度电脑比较快。 这种晶体振荡频率的设计是12MHZ。我们选择这个晶体频率的原因是确保它可以轻松地生成同步当MCU通信时，具有计算机时钟的波特率。另外当电路设计时，按顺序提高系统的抗干扰能力，晶体和电容应尽可能靠近芯片。另外还有一点是振荡脉冲的产生振荡电路不直接使用，但系统后进行分频，然后用于系统的时钟信号是系统的振荡脉冲经过两个频率。

每个人的身体都有自己的恒温将发射特定波长的红外光。 红外线检测器用于检测红外线人体微米发射，然后会将身体的红外线通过红外传感器再通过Finil过滤器。 红外线感应源通常采用放热组件，其当红外辐射时，电荷将失去平衡检测到人体的温度变化。 它会释放电荷，然后进行跟踪电路检测并处理它将能够生成报警信息。

为了方便设备，系统使用a按钮开关代替红外线传感器。 按钮开关是连接到P3.2端子。 当按钮开关没有时按下，P3.2接收电源。 当按钮开关按下，P3.2接地，此时高电平变为低电平，产生负脉冲将触发单芯片激活外部打断。 此过程执行中断服务程序。

（3）LCD

它用于显示报警信息。 LCD数据总线D7-D0直接连接单芯片PORT0，每行都必须连接连接到一个拉电阻。 LCM有三条控制线R / W，E，RS，它们分别与8051单片机连接P2.0，P2.1，P2.2。 LCD1602控制指令如下所示下表。

表1 LCD指令

（4）串行通信电路

PTC35i是支持的工业级GSM模块中文短信。 它可以传输语音和数据信号。它通过接口连接SIM卡读卡器和天线连接器和天线连接器。 TC35i的数据接口可以通过AT命令双向传输命令和数据。TC35i配有RS232接口，方便与单片机和PC通讯。

GSM模块通过串行端口连接MCU，串口模块由MAX232芯片连接
和一个COMPIM串口，MAX232负责单片机连接。 和COMPIM负责与GSM连接。AT89C52微控制器串行端口与GSM通信通过P3.0和P3.1引脚。

（5）报警电路

蜂鸣器部分连接P1.2，LED灯部分连接P1.1。 当红外线传感器检测到入侵者时，SCM响应中断和启动中断服务程序和达到报警。 那个蜂鸣声，LED灯发出红色光

在这部分，我们将介绍一下施工原理软件[7]。 软件部分由主程序组成模块，红外检测子程序，声光报警程序，LCD显示程序，串行通讯程序等。 我们使用Keil u Vision4软件环境实现该系统的软件设计。 它主要集中在单芯片功能的设计处理。 软件设计包括主程序模块，红外检测子程序，中断服务子程序。 中断服务程序包括声音和光报警子程序，液晶显示子程序，串口通信子程序。

软件设计思路是在系统连接之后电源，系统将被初始化。 初始化由初始化程序执行。 初始化后，红外传感器系统将不断检测是否存在入侵者 当红外线传感器检测到入侵者时将执行相应的中断服务程序，即声光报警程序，液晶显示程序，GSM模块程序。 然后系统将执行中断返回。

初始化模块的功能是设置端口将蜂鸣器和LED灯连接到1.即蜂鸣器LED灯进入工作状态，但蜂鸣器不工作嘈杂，LED灯不亮。 在这个阶段，中断了模式也需要设置，TMOD（工作模式寄存器）设置到0x20（定时器1工作在模式2），SCON（串行端口控制）寄存器）设置为0x40（串行操作模式为模式1，串行允许接收）。

系统的实现与模拟

为了看串口是否成功发送短信给经理，我们连接一个虚拟终端在微控制器和RS232。 当串口发送时给管理员一个短信，我们可以看到报警信息通过终端，我们可以清楚地看到内容[8]。

串口部分采用AT命令控制发送接收消息 为了观察内容消息直观，我直接显示我想要的内容发送仿真图。 但在实际操作中我们使用AT命令来控制它的具体操作。添加软件程序进行模拟，当没有人打破的时候串口没有向管理员发送消息，没有什么在虚拟终端上。 如图4所示。

图3 仿真

当有入侵者时，串口将发送文本给经理的消息。 通过终端我们可以找到861短信发送成功，短信的内容消息是“报警！ 有人入侵未经许可11-720“，第一行表示报警，第二行说明有人被打破了房子，第三行就是这个地方发生了休息。 如图5所示

图4 仿真报警

优缺点比较

在这部分中，我们将介绍优势我们系统和其他系统优缺点。 这个对比如下表所示

结论

这种结构是基于单芯片微电脑和GSM短信模块构建社区报警系统。 其主要功能是实现一个社区报警系统通过自己的红外线传感器监控是否有入侵者。 当有入侵者时，红外传感器模块将向微控制器发送报警信号，接收到信号后，微控制器将会发出显示中断程序，即声光报警LCD显示报警信息。 然后GSM模块发送立即向经理发信息，经理采取回应措施。 实现防盗和远程报警。然后系统通过仿真基本实现预期的结果，实现我想要实现的功能。

在信息时代，在我看来，本设计的实现是我们日常生活中的重要组成部分，能够进一步的取代之前的老湿产品，是科技的进步促成了本次设计。

致谢

这项工作得到国家科学部门的支持中国基金会拨款号61303105和61402304; 人文社会科学总体项目教育部拨款14YJAZH046;该北京教育委员会拨款号：KM201410028017;

感谢学位研究小组和各个课题栏目组的帮助和支持。

参考文献

[1]开诚，施红虹，基于收发器控制系统的设计GSM模块TC35i，武汉理工大学学报，Vol 33， 91 -95，2011年1月。

[2]开诚，施红虹，基于收发器控制系统的设计GSM模块TC35i，武汉理工大学学报， 91 -95，2011年1月。

[3]吴宇光王，王凤喜，GSM模块TC35i，其应用，计算机测控，第30卷，第8期，PP。557-560，2002年8月。

[4]吴景景，周灵彬，芯片机原理与Proteus模拟，北京电子工业出版社，北京，2008年。

[5]胡开凯，单片机原理及接口技术，清华大学出版社，北京，2010。

[6]张一刚，MCS-51微控制器应用设计，哈尔滨哈尔滨工业大学出版社1990年。 剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

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