- 基于SIM300的智能家居防盗系统的设计

　　图3CPU及部分外围电路

　　2.2 CPU模块

　　本系统中使用了STC高速增强型1T单片机STC12LE5A60S2，该芯片是增强型单时钟/机器周期51单片机，是高速低功耗超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统的8051，但执行速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速8位A/D/转换（300K/S），特别适合一些电机控制，强干扰的场合。

　　主要的特点有：与MCS-51单片机完全兼容；高保密性：无法读出，因此无法解密，保护知识产权的首选；超强抗干扰能力；宽温度范围：-40oC~85oC、高可靠性、低电磁辐射，工程应用的首选；超低功耗；高速度：0~80MHz，最高达90MHz;该单片机还内置了ISP在线下载单元，用户仅需通过普通的RS232接口即可实现软件的编程下载，节约了编程器，仿真器的硬件投资，同时也使用户系统的升级维护更加方便快捷。

　　为使CPU与GPRS模块实现I/O电平匹配，本系统采用的是STC12CLE系列低电压单片机，图3为本系统的CPU外围相关电路。

　　2.3 无线通信模块

　　为了使该系统很方便的应用在当前的各类家居中，系统中的防盗报警单元与主控CPU之间的通信采用无线方式。模块选择当前应用较为广泛的nRF24L01通信模块。该模块是一款新型 单片射频收发器件， 工作于2.4GHz~2.5GHz ISM频段。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块，并融合了增强型ShockBurst技术，其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。

　　本系统中模块通过4线SPI通信方式与系统CPU进行数据通信。各种传感器模块将探测信号输出至无线通信子模块，由子模块的nRF24L01通过无线方式与主控CPU之间完成信息交换。无线传感器探测通信子模块采用锂电池单独供电，可以方便的放置在距离主机较远的家居门窗等位置，使该系统的实用性大大增强。

　　2.4 防盗报警模块

　　本系统采用红外热释电人体探测模块、门窗红外对射式传感器、微振动传感器三种传感器模块作为系统的防盗探测单元。红外热释电传感器主要用来探测闯入家居的人体，用于盗贼的侵入式检测，探测精确不易导致误报警；门窗红外传感器主要用来检测门窗等意外闯入，若有外来物体或者人体闯入，遮挡了红外传感器，即发出报警信号；微振动传感器主要用来对一些贵重家居的监测，若触动相应的物品，即可发出报警信息。

　　三种传感器模块通过一个低功耗的单片机以及无线通信模块与主系统进行数据通信，主系统也可以通过综合判断，来确定报警信息的准确性，从而大大提高了系统的可靠性。

　　2.5 其它电路

　　外置键盘输入装置和LCD液晶显示屏，用来对系统的各个参数进行设置和状态指示；CPU外置RTC实时时钟电路，使系统报警时间有较为精准的记录；系统外置了大功率声光报警装置，用来震慑外来侵入者；内置MAX810硬件看门狗，实时监测系统软件的运行情况，增加了系统的可靠性。

　　3 软件系统的设计与调试。

　　本次设计使用Keil uVision3作为系统软件的编译调试软件，uVision3是KeilSoftware公司推出的一款可用于多种8051MCU的集成开发环境（IDE），该IDE除了增加了源代码、功能导航器、模板编辑以及改进的搜索功能外，uVision3还提供了一个配置向导功能，加速了启动代码和配置文件的生成。

　　3.1 系统主程序

　　系统程序运行后先进行串口初始化，包括串口通信设置和打开串口，串口设置 ： 8位数据位和1位停止位、无奇偶校验; 波特率可以用9600bPs或115200bPs.软件启动SIM300模块，通过P3.0口输出低电平，控制模块启动。在初始化模块之前一定要检测SIM卡是否有效。

　　

　　图4 软件主流程图

　　系统程序通过SIM300模块写入不同的AT指令来控制和使用模块，完成读取SIM卡上电话号码、发送SMS消息、接收SMS消息等多种功能。如图4.

　　限于篇幅，在此不再详述具体软件语句。

　　3.2 串口通信子程序

　　GPRS SIM300模块和微机进行通信时，运用串口调试工具。首先要设置串行口的波特率为115200bPs，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验。

　　在主程序中，通过编写相关AT命令程序，实现单片机对SIM300模块的控制。

　　3.3 其他相关软件调试

　　单片机系统的程序编写采用C51语言在Keil Uvision3破解版编程环境下进行。编程调试后生成HEX文件，由ISP下载软件写入STC12CLE5A60单片机。

　　4 结语

　　系统硬件电路板完全自行设计，整机经过多次反复调试，系统运行可靠，所有控制功能均已实现。在有异常出现情况下，系统可以迅速报警，并拨打初始设定的手机号码，并同时伴随相关报警信息的发送。用户通过编写特定的英文短信息，可以实现对家居系统的远程控制。下阶段将深入研究更为实用的智能家居远程控制系统，使本系统尽早的产品化，更好的服务于我们的生活。