关于无线智能报警系统设计及应用研究

    唐舜君

    

    摘要：为了对一些重要场所进行安全防范，文章在单片机基础上对红外无线智能报警系统进行设计，系统包含GsM模块、单片机、无线通信模块、电源模块、串行接口及执行器等部分构成。布置在场所的探测器对前端信号进行采集，并对信息进行分析处理，通过单片机控制报警信息的发送，系统应用效果较好n

    关键词：无线通信；报警系统；设计；智能

    对于智能无线防盗系统而言，其主要应用于银行、博物馆、车库、办公室及家庭等场所，融合了网络通信、防盗、系统、结构及房屋等。无线智能防盗报警系统是一个多功能技术系统，包含场所的综合布线、安全防范及系统设计等。无线智能报警器内包含的内容较多，联网形式主要有电话、总线制及以太网方式实现。该系统中，采用无线数据传输技术，解决了有线传输布线的麻烦，在GSM通模块构建、串口通信芯片MAX232电路设计、无线报警器与PT2262/2272编解码集成电路互动中，电路主要器件为无线数据通信模块TC35，实现无线数据通信模块的报警收发控制。本文针对无线智能报警系统设计及应用进行分析，提高人们生产生活场所的安全防范。

    1.系统总体结构概述

    无线智能红外报警系统在设计中，对硬件和软件方面都有比较高的要求，因此，在硬件和软件设计中，要根据实际需求来设计。

    系统工作中，通过键盘将用户个人SIM卡号输入到设备数据存储器内，然后对红外无线报警器利用报警信号检测电路检测，看是否存在报警信号，根据检测结果，单片机将控制信号发出，单片机发出的控制信号被通讯模块TC35收到，然后确定是否发送短信报警信息。硬件电路设计中，该系统中配备两个单片机芯片：MCU1和MCU2，实现对sIM卡号数据输入、无线报警系统显示、红外无线报警信号检测及无线报警短信发送等协调控制。所采用单片机编程语言为C51；采用8位液晶显示方式；电源及功率为通讯模块12 V/2 A直流电源；串行口通讯频率9 600 bit/s；主控板输入直流电为5V/0.3 A。

    2.系统硬件设计

    2.1单片机与通讯模块连接设计

    该系统中采用TC35 GSM模块。TC35支持中文短信息，并对对高度集成的GSM模块也支持，能够对数据及语音信号进行传输，利用接口连接器可以和SIM卡读卡器连接，采用天线连接器与天线进行连接。在AT命令下，TC35中数据接口可以实现双向传输数据与指令，该接口对SMS支持两种格式，分为PDU格式和Text格式，通过关断信号或AT命令方式，可实现系统故障恢复及重启。在通信模块TC35与89C51连接电路中，单片机89C51和串口芯片MAX232A连接是通过通信模块TC35的串口端实现的。单片机89C51利用RXD和TXD完成通讯模块对信息的收发控制。

    2.2MCUl与MCU2电路设计

    将单片机MCUI地P00-P05口分别和单片机MCU2的第P10-P15口连接。该系统中，单片机MCUl完成无线电报警信号的接收工作：MCU2主要负责对TC35模块接收短消息，对显示模块、输入模块进行控制，以及在EEPROM中存储有用数据。

    2.3检测报警信号电路设计

    基于CMOS工艺制造了PT2262/2272编码器电路，该电路具有低价位、低功耗、通用性强的特点，最多拥有12位三态地址端管脚，经过随机组合，能够提供的地址码数高达531 441个；而PT2272最多拥有6位数据段浇灌，从17脚串行可以输出设定的数据码与地址码，在无线遥控发射电路中应用比较多。PT2262运行中，如果发射机没有按键按下，则其不通电，17脚为低电平，高频发射电路为非工作状态，将开关打开以后，PT2262通电，第17脚对串行数据信号进行调制并输出，高频发射电路发出振幅相同的高频信号，17脚此时为高电平；高频发射电路振荡停止后，17脚恢复低电平，由此可见，高频发射电路受17脚输出的数字信号控制，实现对高频电路的ASK控制。在检测报警信号电路中，单片机89C51的第P10-P15口分别和编码芯片2262的6个数据线连接，通过拨码器编码芯片2262对无线接收模块的地址码进行设定，对编码芯片2262发送的报警信号，先进行解码，然后将解码后的数据传送到解码芯片2272。

    2.4发射总电路与接收电路设计

    该系统中，应用DF无线数据传输模块，对该模块使用中，为了实现简单连接，要与专用编码芯片配合使用，如与PT2262/2272配合，这样传输的距离就会更加理想，通常能够达到0.6 km以上。发射模块与接收模块之间利用无线网络进行通讯，两部分的地址码相同，其内部均安装有拨码器。

    2.5单片机与键盘、显示模块连接电路设计

    系统中，键盘模块和显示模块的设计能够使操作更加的简单快捷。键盘接口和单片机89C51的第P23-P27口连接：T1，WR，RD对键盘的输入进行控制；显示模块D0--D7脚和单片机89C51～P00-P07F]连接，对显示模块的RS，Rw及E使能端利用第P20-P22VI进行控制。

    3.系统软件设计

    3.1MCU系统软件设计

    单片机在进行数据传输中，主要利用轨道是串行口，对串行口使用之前，要先对程序进行初始化。为了确保通讯模块TC35能够顺利进行通讯，必须要将TC35通讯模块与串行口的波特率设置为相同，按照串行口的工作特性，及其在定时器和工作方式方面的选择，可对串行口进行设定。MCU串口通信器功能及工作流程如图1所示。

    在整个系统设计中，MCU是系统设计最为关键的环节，由于在系统应用中，对现场设备的工作状态要求报警系统实时不断地刷新，从而实现对监控目标的及时准确监控。所以，在实际应用中，为了使MCU的使用效率、及时性及相应特性得到提升，可以在MCU的中断服务子程序内放入短信息模块。

    3.2智能报警程序设计

    该报警系统在实际应用中，如果报警检测器对监测环境中发现存在需要报警的信号时，也就是出现异常隋况时，此时单片机MCu会以某种特定的方式向户主反应该异常情况，单片机发送报警短信是需要一定条件的，需要在一定的要求下才能发送，也与国际上相关通信协议相符。如果微控制器检测输入的状态存在异常时，用户手机会收到单片机发送来的短信息，并且该信息具有一定的格式，也就是说每次发送的指令都有一定的规格，主要原因在于能够让收发双方对指令都能解释，因此要符合相关通信协议。所以对收发短信进行特定编码，该系统中对短信编码采用PDu模式。

    在对短信息发送过程中，对所发内容采用PDu编码模式进行相应编码，在进行编码以后，系统准备SMS服务中心号码、发送目标号码及发送时间，然后按照PDU格式将编码后的短信息发送出去。从该系统的硬件设计中可以看出，单片机对检测到的报警输入端口状态决定了报警信号能否发送出去。报警信号发送的方案通常包含3种：电话、语音及短信息。该系统应用短信息报警方案。

    4.结语

    该无线智能报警系统中，利用红外线报警器及GSM模块发送短信息，结合了实时短信发送功能和报警功能，实现了对异常隋况的及时报警。与以前的普通防盗系统方便，该无线智能红外报警系统不管是从科技含量方面，还是防盗作用方面都有了明显的提升，并且系统运行的稳定性与安全性都比较高。

    该系统在实际应用中，与其他系统相比，具有两方面的明显优势：一方面，系统的扩展性较好，兼容性强，能够适应多种环境下的應用；另一方面，该系统在诸多场合环境中都可利用，如在银行、工厂、办公室、博物馆、车库及家庭中都等，只需要根据不同的场合进行细微的调整，即可满足特定场合的使用。该系统通讯采用无线的方式，与有线传输相比，无线传输不需要布线，省去了布线的工作，且系统响应速度较快，能够及时将报警信息发送到用户手机上，对已有资源能够较好地利用，同时该系统总体结构相对简单，使用方便，且价格较低，因此在实际应用中，市场潜力非常大，实用价值较高。