基于STM32单片机智能家居声音人体防盗GSM短信报警系统设计

1 系统功能介绍

本设计是一套 基于STM32单片机的智能家居声音人体防盗GSM短信报警系统，系统融合了声音检测、红外避障检测、蜂鸣器报警以及 GSM 短信发送功能，可对家庭、办公室及仓库等场所实现全天候安全监控。系统具有高灵敏度、响应迅速、可远程报警和定时上报功能，能够及时提醒用户异常情况，有效保障财产安全与人员安全。

系统主要功能包括：

声音检测报警：通过声音传感器实时检测环境声音，当声音强度超过设定阈值时触发报警，并通过 GSM 模块发送短信至用户手机。
人体红外检测报警：红外避障传感器用于检测人体或物体移动，一旦检测到有人进入警戒区域，即触发报警并发送短信通知。
报警间隔机制：系统设置报警信息发送间隔约 35 秒，确保在连续触发的情况下不会频繁发送短信，同时记录异常触发次数。
蜂鸣器声光报警：在异常触发时蜂鸣器立即发出报警声，同时传感器的灵敏度可通过电位器进行调节，以适应不同环境的监控需求。
系统参数调节：用户可调节声音传感器和红外传感器的灵敏度，保证系统在不同场景下均能准确工作。

系统实现了 多传感器融合、实时报警、云端或手机远程通知 的智能防盗功能，为家庭和企业安全管理提供了一套完整可靠的解决方案。

2 系统电路设计

本系统电路主要由 STM32F103C8T6 核心控制模块、声音检测传感器模块、红外避障传感器模块、蜂鸣器报警模块、GSM 短信模块及电源模块组成。以下对各模块进行详细介绍。

2.1 STM32 单片机核心模块

功能：系统控制核心，负责传感器数据采集、报警处理、蜂鸣器控制以及 GSM 短信发送。
设计要点：
- STM32F103C8T6 提供丰富 GPIO、ADC 和 UART 接口，方便与各类传感器及 GSM 模块连接；
- 定时器用于定时轮询传感器数据和控制报警间隔；
- 系统电源采用稳压模块提供 3.3V 和 5V 电压，保证单片机和外设稳定工作；
- 上电复位和手动复位电路保证系统可靠启动。

2.2 声音检测传感器模块

功能：实时监测环境声音，并根据设定阈值判断是否触发报警。
设计要点：
- 传感器通过模拟量或数字量输出与 STM32 相连；
- 灵敏度可通过传感器上的电位器调节，适应不同环境噪声水平；
- STM32 通过 ADC 或数字接口读取声音传感器数据，并根据阈值判断是否触发报警事件。

2.3 红外避障传感器模块

功能：检测人体或物体移动，实现红外防盗功能。
设计要点：
- 传感器通过 GPIO 接口向单片机输出信号；
- 灵敏度同样可通过电位器进行调节；
- 当检测到有人进入警戒范围时，立即触发蜂鸣器报警，并通过 GSM 模块发送短信。

2.4 蜂鸣器报警模块

功能：在异常事件触发时提供声光报警。
设计要点：
- 蜂鸣器通过 STM32 GPIO 口或晶体管驱动；
- 触发时发出持续或间断报警声，与短信报警同步；
- 可结合 LED 指示灯实现声光报警效果，直观提示异常事件。

2.5 GSM 短信模块

功能：通过 GSM 网络向用户手机发送报警信息。
设计要点：
- GSM 模块通过 UART 与 STM32 通信，发送 AT 指令控制短信发送；
- 系统设定报警发送间隔约 35 秒，避免短信频繁发送；
- 支持发送多种报警信息，如声音触发报警、红外触发报警等。

2.6 电源模块

功能：为系统各模块提供稳定的电源供应。
设计要点：
- 提供 5V 电压给 GSM 模块供电，3.3V 电压给 STM32 与传感器模块供电；
- 电源带有过流、过压保护功能，确保系统在异常情况下仍能安全运行。

3 程序设计

程序采用模块化设计，实现系统初始化、声音检测、红外检测、蜂鸣器控制、GSM 短信发送及报警间隔管理。以下对各模块进行详细介绍。

3.1 系统初始化

c 复制代码

#include "stm32f10x.h"
#include "sound_sensor.h"
#include "infrared_sensor.h"
#include "gsm_module.h"
#include "buzzer.h"
#include "timers.h"

int sound_alarm_flag = 0;
int infrared_alarm_flag = 0;
int alarm_interval_counter = 0;

void System_Init(void){
    SoundSensor_Init();
    InfraredSensor_Init();
    GSM_Init();
    Buzzer_Init();
    Timer_Init(); // 用于35s报警间隔计时
}

3.2 声音检测模块

c 复制代码

void Sound_Monitor(void){
    int sound_level = SoundSensor_Read();
    if(sound_level > SOUND_THRESHOLD){
        sound_alarm_flag = 1;
    }
}

3.3 红外检测模块

c 复制代码

void Infrared_Monitor(void){
    int infrared_state = InfraredSensor_Read();
    if(infrared_state == DETECTED){
        infrared_alarm_flag = 1;
    }
}

3.4 蜂鸣器控制模块

c 复制代码

void Buzzer_Control(void){
    if(sound_alarm_flag || infrared_alarm_flag){
        Buzzer_ON();
    } else {
        Buzzer_OFF();
    }
}

3.5 GSM 短信发送模块

c 复制代码

void GSM_Alarm(void){
    if(alarm_interval_counter >= 35){ // 间隔35秒发送一次
        if(sound_alarm_flag){
            GSM_SendSMS("Sound Alarm Detected!");
            sound_alarm_flag = 0;
        }
        if(infrared_alarm_flag){
            GSM_SendSMS("Infrared Alarm Detected!");
            infrared_alarm_flag = 0;
        }
        alarm_interval_counter = 0;
    }
}

3.6 主循环程序

c 复制代码

int main(void){
    System_Init();
    while(1){
        Sound_Monitor();
        Infrared_Monitor();
        Buzzer_Control();
        GSM_Alarm();
        alarm_interval_counter++;
        Delay_1s(); // 延时1秒，模拟计时
    }
}

该程序通过循环检测声音和红外传感器状态，并在触发异常时控制蜂鸣器报警，同时通过 GSM 模块发送短信至用户手机，实现远程报警功能。系统通过定时器或循环计数实现短信发送间隔，保证不会因连续触发造成短信过于频繁发送，同时灵敏度可调，适应不同环境。