基于单片机和GSM的家庭防盗系统设计

　　目前市场上家用报警系统多数是通过电话线实现报警功能的， 当电话线被恶意剪断时， 系统就会失去报警功能。针对此问题， 将移动通信技术引入本系统设计中， 避免了此类问题的发生， 依据性价比及实际功能要求， 本系统采用单片机及移动通信技术进行总体方案的设计。把GSM/GPRS 模块和单片机、摄像头模块及语音模块有机地结合起来， 完成单片机与GSM/GPRS 模块的通信及与摄像头模块的通信， 设计出功能强大的家庭网络防盗系统。

　　1 系统总体方案设计

　　系统中的移动通信模块采用广州谱泰科技有限公司的PT39I 模块。外围电路自行设计， 通过单片机的RS232串口与移动通信模块进行连接。根据性价比以及系统的实际功能要求等， 系统采用STC89C58 单片机作为控制器， 通过STC89C58 标准的全双工串口与移动通信模块进行通信。首先将传感器采集到的报警信号发送至单片机， 单片机通过判断， 发送控制指令到通信模块， 通信模块接到指令后调用设计好的报警短信息， 利用GSM 网络发送到用户手机， 实现报警功能[ 1].用户接到报警的短信息后， 可以回复短信息到报警系统， 系统根据用户回复的短信息内容进行相应的判断， 从而发出相应的防盗指令给控制系统的执行机构。使用STC89C58 单片机作为控制中心， 配有警情采集模块、移动通信模块、报警模块、执行机构、摄像头、语音等模块。系统总体硬件框图如图1 所示。

 

　　2 系统硬件组成模块

　　2.1 PT39I 模块

　　PT39I 是一款非常典型的无线通信GSM 模块， 可以快速、安全、可靠地实现系统方案中的数据功能、语音功能、短消息服务功能和传真功能。工作电压为3.4 V~4.3 V,实际使用中建议的电压值为3.8 V~4.0 V.工作在900MHz 和1 800 MHz 以及1 900 MHz 三个频段， 所在频段功耗分别为2 W（900 MHz ） 和1W（1 800 MHz 和1 900 MHz） .

　　图2 中恒压芯片为LM2941S , 根据PT39I 的电气规范可知其允许的电压范围为3.4 V~4.3 V, 因此可以将单片机的IO 引脚直接接在PT39I 模块上ZIF 连接器的15 脚上， 启动模块需要加载一个至少100 ms 的低电平信号。通过延时的方法实现PT39I 模块的启动。

 

　　2.2 单片机选型

　　在设计时经过综合分析， 需要一款内存较大的单片机， 因此选中STC89C58 , 内存为1 KB RAM 空间，32 KBROM 空间。设计时划分了201 个短信数据交换空间，206 个彩信数据交换空间。采用22.118 4 MHz 的晶振频率有两个原因， 一是匹配波特率， 二是提高单片机数据的处理速度。

　　2.3 SIM 卡电路设计

　　SIM 卡是带有微处理器的芯片， 内含5 个模块， 每个模块对应一个功能：CPU, 程序存储器ROM、工作存储器RAM、数据存储器EEPROM 和串行通信单元， 这5 个模块被集成在一块集成电路中。因此SIM 卡在与手机连接时， 最少需要5 个连接线： 电源（VCC） 、时钟（CLK） 、数据I/O 口（Data） 、复位（RST） 、接地端（GND） .如图3 所示。