基于GSM短信模块的家庭安全报警系统

论文总字数：24608字

目 录

第一章 绪论 1

1.1 研究的背景和意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1 国内研究现状 1

1.2.2 国外研究现状 2

1.3 研究的主要内容 3

1.4 本章小结 3

第二章 系统方案研究与设计 4

2.1 系统总体方案 4

2.2 系统总体方案设计 5

2.2.1 GSM短信平台 5

2.2.2 传感器 5

2.2.3 TFT彩色触摸屏 6

2.3 本章小结 6

第三章 系统的硬件电路设计 7

3.1 MSP430F149最小系统 7

3.2 GSM短信模块 10

3.3 TFT彩色触摸屏 12

3.4 红外传感器 14

3.5本章小结 15

第四章 家庭安全报警系统的软件设计 16

4.1 短信控制命令集 16

4.2 软件设计 16

4.2.1 主程序设计 16

4.2.2 主控制任务 17

4.2.3 GSM短信任务 17

4.2.4 传感器任务 18

4.2.5 TFT触摸屏任务 18

4.3 本章小结 19

第五章 系统测试 20

5.1 GSM短信模块AT指令测试 20

5.2 传感器模块测试 21

5.3 TFT彩色触摸屏测试 21

5.4 系统硬件测试 22

5.4.1 硬件系统实物图 22

5.4.2 测试结果 23

5.5 本章小结 23

第六章 总结与展望 24

6.1 论文总结工作 24

6.2 对本次设计的展望 25

参考文献 25

致谢 26

附 录 27

基于GSM短信模块的家庭安全报警系统

沙炎平

，China

Abstract: This thesis designs the home wireless security alarm system based on the GSM short message module. The main content is the GSM short message module and MSP430 MCU for alarm control. The system mainly includes the use of MSP430F149 microcontroller as the core control unit, infrared sensors and flame sensors for home security detection, GSM short message module real-time connection to the microcontroller and the user's mobile phone, TFT color touch screen to facilitate user observation and touch operation. After the module is restarted, the LCD screen asks whether to change the user's mobile phone number to improve the system's flexibility. When the detector detects a danger, it sends an alarm signal to the SCM. The SCM controls the GSM module to send the corresponding message content to the user.

Keywords: GSM module；MSP430F49 microcontroller；sensor；TFT color touch screen

1. 绪论
   1. 研究的背景和意义

随着人们生活水平的不断发展和提高，科学技术带给人们越来越多的便利和安全感，于此同时，人们对自我的住所安全也慢慢重视起来。在现代化的生活中，人们的工作模式给了盗贼和火灾安全问题更多的可趁之机。多数人在白天或者学习，或者工作，家里基本都是空无一人。再加上小偷们的行窃手段和技术都或多或少的提高，在面对普通的防盗门和防盗窗的时候，安全问题便显得岌岌可危。同时对于火灾，煤气泄漏等问题的出现，也不能做出及时的警报和应对措施^[1]。

如今，家庭安全的报警系统已经从之前的简单化和局部化走向了智能化和集成化，常见的安全措施有以太网，集群系统和视频监控^[2]。它们有的存在着成本大，维护费用高的缺点，有的需要人时时刻刻的处于警惕状态，不能稍有疏忽，极大的浪费了人力和物力。

因此，传统的家庭安全报警工作方式渐渐地不能够满足人们对家庭安全和财产安全的要求^[2]。智能化和集成化的防护手段慢慢走入人们的生活，渐渐被人们接受与喜欢，使得远程化的家庭安全报警系统飞速发展。

现阶段人们的生活步伐日益变快，日常生活更加紧密，有关智能管理和智能小区的概念慢慢被提出。这些概念都基于智能化的通信，计算机和嵌入式技术，具有高性价比，低成本，可操作性强和安全度高的特点，通过这些年飞速发展，技术日趋成熟的互联网技术和传感器设备，得到了全世界的人民的广泛认可。

本论文的设计是基于GSM短信模块的家庭无线安全报警系统。GSM移动网络技术这些年的飞速发展，已经成为非常成熟而又稳定的远距离传输信息的重要手段，可以很好的满足家庭安全报警信息的传输^[3]。与此同时，本设计通过使用发送短信或者打电话的方式，以最形象最直接的方式将安全问题告知给用户，起到及时防范的作用。通过使用红外传感器来检测是否有人入窃的情况，当一旦发生此类问题，则立即给用户发送有人行窃的中文短信字样。通过使用火焰传感器实时监控家庭内部的火灾安全问题，一旦发现火灾问题，则立即给用户发送火灾警报的中文短信字样^[4]。通过以上所述，可以针对不同的安全问题，进行最为可靠形象的反馈。除此之外，为了更加体现本设计的智能化和人文化，在系统因为断电或者其他意外情况发生重启时，可以通过TFT彩色显示屏询问用户是否需要更改发送短信的对象的手机号码，在一段时间之后自动默认不更改，若期间用户选择了更改按键，则立即在液晶屏上显示美观的矩阵按键，生动的方便用户采取措施。

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国内研究现状

我国的家庭安全报警系统和防盗系统起步相比较于其他国家是很晚的。对于那些发展极为缓慢的家庭安全报警系统和厂商，在我国市面上是十分常见的情况。相对于很多国外的家喻户晓的知名品牌而言，他们大部分都是在二十一世纪，尤其是在2004年才慢慢开始自己的研发创造生涯，这些现实情况使得国内发展存在明显差距。

当下，大多数国民还是将防盗门和防盗窗作为自己主要的家庭安全保护措施^[6]。对于煤气泄漏，火灾问题等安全隐患还没有引起足够的重视。当然，随着这些年的发展，防火防盗安全意识渐渐被人们所重视，对防火防盗的安全措施也越来越严格，人们对智能小区和智能生活的设想越来越被人们所接受，得到了人们广泛的喜爱^[5]。然而，面对我国这个大面积，大人口，拥有相对复杂的国情这一问题，依然存在着不少一线城市，大量二线城市在报警系统和智能小区的使用和普及方面还是远远不够的，这一现状与众多的发达国家在安全小区，智能小区的使用上超过80%的现实情况是存在着相当明显的差距的。当然，值得一提的是，最近几年，由于我国经济实力的飞速发展，科技水平的不断提高，智能化的安防需求不断提高，使得智能安全防范行业得到了飞速发展。通过一些类似北京、上海这样的一线城市这些年的变化，我们可以看出，如今一股关于智能化住宅的热潮已经慢慢的兴起。众多的小区建设都必须有充足的安全防范保障，可以稳定的保证居民的日常生活作息不受到盗贼和火灾等这种安全隐患的困扰，给人们创造一个相对健康舒适现代化的小区生活^[6]。

对于我国的家庭安全报警系统概念的理解是各不相同的，其中，有不少的科技工作者秉持这样的态度：家庭安全报警系统应该是为了获得良好的工作环境和实现一定量的目的而去建设并完成的。比如说，一个环海花园，地处大连市华乐，该住宅的安全报警系统是很全面的。即使在断电的情况下，小区的安保工作也不会停止，因为它采用的是独立电源来进行供电，这些独立电源都是不间断的工作，相互之间基本没有干扰。这样，不管发生什么情况，系统都会把小区的安全现状和多种多样的报警信息发送到计算机中心进行处理与分析。这些信息都会被计算机储存下来，用来与小区不同用户的安全信息相比较，形成更加人文化的报警系统，针对相同危险信号对不同用户采取不同的措施。这些信息的采集，必然也依靠了高精度的探测器，这些红外传感器，报警器以及一些震动探测器被安放在小区和用户相对重要而又敏感的位置，可以准备而又高效的采集到重要信息来交给计算机处理。当然，这些智能化的设备并不是绝对完美的，于此同时存在的一些问题就是技术水平的需求比较高，他需要用户和大多数的操作者拥有较为充足的知识储备，可以理解并分析可能出现的多类问题，并正确的下达指令。此外，价格也是需要被纳入考虑的一个因素之一，如此之大的小区和精密的仪器，经费的预算需要可以妥善的处理。实践证明，较高的误报率也值得设计者和用户进行权衡。

1.2.2 国外研究现状

总所周知，国外的家庭安全报警系统普遍都起步早，发展快。尤其在欧美这些发展领先的国家面前，普遍都以智能小区为重要的研究方向。例如，现今在美国在无限报警领域规模第一的TIT公司，该公司早早于1981年就创立了。在无线报警方面的销售额以其一亿的占有量遥遥领先，再加上近乎90%的北美市场占有力，更是奠定了他北美霸主的地位。当然，该公司的安全报警系统以其高质量和高智能化的品质广受喜爱，其中的一个无线火灾报警系统就是一个广受用户好评和喜爱的安保系统。该系统既可以用作安保系统，实时保证家庭和小区的安全，又可以成为高效的火灾报警系统，为各大公司的安全隐患覆盖了一道令人舒心的保护墙^[7]。当然，全监测式第一代无限报警体系和主动式数字拨号器也是该公司的备受好评的原因之一。这些技术，都极大的推动了家庭安全报警系统从大公司向各家各户不断发展。当然，提到小型用户的家庭安全，就不得不说德国西门子公司。该公司为了满足各个住户需求，将分散型小型建筑和小区住宅的安全大大的提高，推出的GuartoEasy新型安全防范体系更是一个经典之作。该防患体系可以很好的将有毒气体的检测，灵活的摄像头监控，高效的家庭安全报警系统，潜在的火灾隐患监控以及智能化的音频对话功能相结合再一起，让用户的日常生活安全有了极大的保障与可靠的稳定，这种综合化，智能化，多类化，高精度化和灵活化是这些年来在国外安全报警系统的发展趋势中日渐突出的特点，在功能的日益变多下，可靠性和稳定性也出现了更高的保证^[8]。在之后的科技发展中，家庭安全报警系统将会置于更高的地位。当然，除了欧美一些国家外，在亚洲，日本电信的NTT Docomo公司就曾推出过优秀的家庭安全方案，一种用手机提供监控的FOMA。以及采用家庭数字网关和虚线传感器技术的视频监控手段在韩国也曾风靡一时。

1.3 研究的主要内容

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