摘 要
随着社会的发展，人们生活水平的不断提高和家居用品的高档化，家庭安全隐患也随之增加，所以人们便进一步提高了对家庭的保护意识。因此，这就不得不促使安全防盗报警系统的普及与推广。
然而传统的防盗措施难以实现人们的需求，所以本设计根据要求设计了一款基于GSM网络的家庭防盗系统。设计以STC89C52单片机为核心，采用红外传感器作为前端探测器，通过GSM移动网络，将报警信息直接发送给用户，使用户能够及时作出相应的措施减少甚至防止受到损失。
随着无线通讯网络在世界范围内的发展，本设计采用的GSM模块充分体现了它的存在价值，比只采用声光报警系统更具有实用性和智能化，拥有较好的应用前景。本文详细介绍了防盗报警器的设计过程，对主要硬件电路和软件功能的实现做了深入的研究分析。本设计所实现的安防功能具有性价比高、隐蔽性强、能耗低、灵敏度高、抗干扰能力强等优点。
关 键 词 :防盗报警；智能家居；GSM网络；短信息
第二章 系统总体方案设计
2.1基于GSM家庭防盗报警系统设计方案
2.1.1.设计要求
（1）能够对不法分子入室盗窃的行为进行检测报警，并具要求报警装置具有一定的隐蔽性。
（2）系统检测到非法入室人员可以进行声光报警，同时能够将信息以短消息的形式发送到事主的手机上，以便事主及时处理。
（3）用户能够自由地控制系统的开、关机。
（4）尽量采用合适且性价比高的元器件，节省制作成本并使设计电路尽量简单。
2.1.2 系统功能描述
基于GSM短信的家庭防盗报警系统组成如图2-1所示。该系统主要由几个模块组成，这些模块主要是前端探测器、单片机、GSM模块还有用户终端。最小系统处理器采的是STC89C52单片机，由单片机最小控制各个模块进行相应的工作，整个系统由软件来控制驱动。整个系统实现的功能是：当家庭人员外出的时候，报警器处在布防状态，探测器持续检测是否有人体红外线；因为没有检测到人体红外线，因此锁相环输出低电平，报警只是处于监控状态；当有人闯入时，处在监测点上的红外线传感器将会检测到人体发出的红外线，传感器模块会将检测到的信号转换成电信号，这个电信号经过放大后经相应的引脚传送到单片机中。系统软件会识别传送进来的电信号，然后经过判断之后，若确定为报警信号后就将进行下一步决策。单片机通过引脚发出控制信号，这些信号经放大后控制相应的报警模块进行报警，就是声光报警和短信报警。短信的具体内容是在 软件中事先设定好的报警内容，从而实现安全防盗实时报警的功能。本系统带有复位和解除报警按键，通过按下这两个按键都可以消除报警，不同的是按下复位键之后系统是重新进入布防状态，等待下一次触发报警；而按下撤防键后系统不会进入布防状态，即使有人也不会触发报警系统。另外报警时间可以自己来设定。
图2-1 基于GSM短信模块的家庭防盗报警系统
2.2系统总体框图
根据设计任务的要求来分析，系统的总体框图如图2-2所示：
图2-2系统总体框图
2.2.1 系统各部分组成
本次家庭防盗报警系统包括硬件和软件设计两个部分。根据系统整体框图，可以清楚明了地看出该系统的硬件部分主要有：传感器模块、单片机模块、GSM模块、声光报警模块及相关电路，另外还有输入/输出设备、以及外围应用电路等。对于此设计的核心来说，单片机就是整个防盗报警系统最主要的部分，相当于控制中枢，通过单片机才能对收集来的信息进行判断，然后进行处理，进而去控制其他各模块的工作，所以此次设计的家庭防盗报警系统也就相当于单片机在应用中的一种体现。单片机软件系统包含了各个工作程序，是由各个子程序和主程序组合而成，用来实现整个报警系统的运行工作。
2.3 本章小结
本章通过介绍毕业设计的设计要求和目的，让我们大体了解了研究的方向。另外，也对系统整体功能进行了介绍与描述，通过系统总体框图可以直观的看出各模块之间的联系与相互作用。通过比较8031单片机和STC89C52单片机的优缺点，明确指出了系统选中STC89C52单片机的优越性和必要性。大体介绍了系统的软件和硬件的组成，明确了单片机应用系统的研制过程等。
3. GSM无线通讯模块
GSM无线通讯模块选型是SIM900A，因为它的尺寸为24x24x3mm，对空间的要求很小，因此可以满足大多数用户的再空间体积上的要求。提供的硬件接口有：键盘、显示、串口、编程、音频等接口。该模块的这些接口几乎可以和所有的客户电路板相连接。下图3-2为该模块的功能框图。
图3-2 SIM900A的功能框图
SIM900A只需要电压范围3.4V到4.5V的单电源供电，SIM900A在猝发模式时电流会高达2A，这就需要电源在供电的时候能够保证足够的电流。从电池电压输入端来看，最好使用一个旁路电容，可以使用多层陶瓷片电容，但因其价格比较昂贵，这里使用比较廉价的470uF的电解电容，以降低成本，另外在布PCB板时，该电容要尽可能的靠近VBAT引脚。
SIM900A在与3.3V-4V单片机通信时可以直接将串口对应连接，将单片机的TXD端口连接到SIM900A的RXD端口上,将单片机的RXD端口连接到SIM900A的TXD端口上，GND端口与GND端口相连。若想采用5V的单片机，需要另加电平转换电路。在对SIM900A模块进行上电之后，LED指示灯会亮，这时该模块系统开始工作，接下来的几秒钟之内，信号指示灯一直处在快闪状态，这时说明在寻找网络，差不多会在5S钟之后，指示灯会变成慢闪即3秒灭1秒亮，此时说明已经连接到网络，可以对模块进行操作，实现收发短信，数据传输等功能。该模块的引脚功能为GND：电源地端。RXD：从DTE设备的TXD信号线上接收数据。TXD：发送数据到DTE设备的RXD信号线上。具体如图3-3所示：
图3-3GSM无线通讯模块电路接口
3.3.3电源电路模块
电路在整个设计中起着很重要的作用，是提供器械运转的原动力。本系统供电采用三节并联干电池供电，供电电压为4.5V，电源模块电路为电源开关、电阻和指示灯组成。SW1是电源自锁开关，按下自锁开关后，系统会通电，电源指示灯即发光二极管D4会指示电源是否接通。设计图如图3-4所示：
图3-4 电源电路
第五章 系统调试与分析
5.1 调试过程
每个成品的成功完成自己的功能，都需要在软件、硬件完成后对它们进行调试，本次设计方案的调试过程有：硬件调试、软件调试、还有联调。硬件调试要先按模块对电路各个部分进行逐个调试，当每个模块都正确之后才能进行联调。软件调试的程序可以先在最小系统板上调试，语法编译等没有错误之后，再进行软硬联调。
5.1.1 硬件调试
硬件调试又分为静态调试和联机调试。
（1）对于静态调试来说，主要包括线路检查、核对元器件、检查电源系统等工作。具体如下：
线路的检查：可以通过最直观的目测来先检查一遍，根据设计的电路原理图和PCB图来检查线路的连接有无明显的错误，以及各模块之间的连接有无错误。对于线路比较复杂或者不容易看出来的地方就要使用万用表了，使用万用表可以检查线路之间的断路或者是短路问题，造成断路的可能是因为虚焊或者脱焊。造成短路问题的有可能是因为焊点过近而且焊接工艺不好、用焊锡过多而导致两个相邻的管脚连到了一起。另外，有些元器件不耐高温，在对这些元器件进行焊接的时候，很有可能会因为长时间加热引脚而导致元器件的损坏，因为对于有些元器件的检查比较困难，所以在焊接的时候就要格外的注意，对于另外容易检查好坏的元器件，可以进行逐一检查，确保可以正常使用。
核对元件：主要检查元件位置是否安装合理正确，检查元器件的封装类型是否符合，更重要的是需要分清正负极的元器件，不能颠倒其正负极的连接顺序，否则很容易造成元器件的烧坏。要知晓并熟悉各个元器件的使用方法，和各自的功能，检查元器件能否正常使用。
检查电源系统：电源为整个系统提供动力，它的品质的好坏也影响着系统性能的稳定性，因此在对系统进行上电前对电源模块的检查是非常必要的。本次的电源供电采用的是三节干电池进行供电，可以选择电源品质较好的南孚电池，三节电池并联后的电压约为4.5V，可以用万用表来测试其电压的大小和稳定性是否符合要求，在检测好电源后才可以对系统进行上电调试。
（2）联机进行调试主要是对晶振电路、复位电路进行测试，还有就是对存储器和I/O口与I/O设备进行测试。
联机调试是硬件调试过程中比较重要的环节，因为虽然对系统进行了静态调试，但是由于静态调试所固有的局限性，并不能进行全面的检查，这样就很容易漏掉一些硬件故障，所以只能采用联机调试的方法来检查这些"隐形"的故障。联机调试相当于查漏补缺的作用，使系统其它没有被检查到的部分进行再一次的检查，以达到整的系统的硬件都能正常工作的目的，对电路进行联机调试的方法如下：
检测晶振和复位电路：作为单片机最小系统的复位功能和振荡功能，晶振和复位电路都是单片机能够正常工作的最基本条件，最简单的检测该电路部分是否正常的方法就是用示波器检查它们的波形是否正确，还可以使用逻辑笔来检查。
存储器的检测：存储器作为存储单元，关系着信息和数据的记忆，要对其进行检测的话，可以将数据写入并读回存储单元，然后比较写入前和读回后的数据，如果相同的话就说明存储器能够正常工作，而如果写入与读出的数据是不一致的话就说明电路有异常情况，或是短/断路。
I/O口及其相关设备的测试：可以自己编写一个单独支持某一I/O口和相关设备的简单程序，这段小程序若能自由地支配或控制，就说明I/O口能够正常工作。将GSM模块插上SIM卡，可以是移动或者联通卡，然后接上电源后，用USB线连接电脑，测试GSM模块能否发送短信，要是能够发送短信的话就说明可以正常工作了。
通过以上几个部分的检测，如果各个部分的检测都正常或者问题都解决了的话就可以等待软件测试完成后进行联调了。
5.1.2软件测试
本设计主要采用的是Keil编程软件，在此简单的介绍一下软件的使用。
进入keil后，出现编辑界面，之后，选择工程按钮新建，选择要保存的路径，输入工程文件名，保存。在软件编程界面进行编写程序，编写完成后可以对其进行错误检查，没有语法等错误后进行编译，生成hex文件，然后就可以下载到单片机中进行软硬件联调。
5.1.３调试过程中遇到的问题及解决方法
在对硬件进行调试的时候，会因为线路飞线等情况造成漏查情况，这就需要耐心和细心，可以通过找到每个模块之间的联系来逐步检查，这样就避免了重查的浪费时间和漏查的风险。在进行软件测试的时候，因为对Keil编程软件还不够熟悉，而且编写的软件也有许多问题，造成进度比较慢，不过在老师及同学的帮助下还是顺利的完成了软件的检测。
文章底部可以获取博主的联系方式，获取源码、查看详细的视频演示，或者了解其他版本的信息。
所有项目都经过了严格的测试和完善。对于本系统，我们提供全方位的支持，包括修改时间和标题，以及完整的安装、部署、运行和调试服务，确保系统能在你的电脑上顺利运行。