摘要：介紹了一種GSM終端(手機)之間，以短信息服務(SMS)通過DTMF公用電話網節(jié)點家居安防系統(tǒng)設計與實現。本智能家居安防系統(tǒng)集防火、防盜、防燃氣為一體，可實現自動檢測與自動語音撥號報警。詳細介紹了系統(tǒng)構成、DTMF收發(fā)電路、短信發(fā)送電路設計等。實驗結果表明，本系統(tǒng)功能實用，信息傳遞實時可靠，適用于家居安防或其他場所的安防系統(tǒng)。

0 引言

隨著智能化家居概念的不斷推廣及電子信息產業(yè)快速向生活領域滲透，實現家居信息化、網絡化、智能化已成為家居系統(tǒng)發(fā)展的新趨勢。家庭智能防盜報警系統(tǒng)可對家居的安全環(huán)境進行實時監(jiān)控，如防火、防盜等，一旦有安全事故發(fā)生，就會發(fā)出相應的報警信息，使得戶主及時對所發(fā)生的事故進行緊急處理。本文基于容易實現、方便操作、貼近使用的設計理念，以MSP430單片機為控制核心、控制終端，并采用包括紅外遙控、GSM模塊、語音模塊及相應傳感器在內的外部設備宋模擬實現家庭智能防盜報警。

1 系統(tǒng)總體構成

智能家居控制系統(tǒng)其硬件部分主要由四大部分構成，即控制單元、傳感器數據采集系統(tǒng)、GSMTC35模塊，以及接口和電源部分。傳感器數據采集系統(tǒng)、GSM TC35模塊和控制單元完成報警等信號的處理和發(fā)送;電源部分則為各個部分提供工作電源。

軟件設計部分主要由五大部分構成：即數據采集與數據分析部分、電智能家居控制系統(tǒng)、電話交換網程控交換信令識別與分析部分、GSM TC35模塊接口程序部分、分析控制部分。其中數據采集與數據分析部分和電話交換網程控交換信令識別需要作實時處理;GSM TC35模塊接口程序部分和分析控制部分則是根據采集和電話交換網交換信令進行分吋操作有利于提高系統(tǒng)效率。

系統(tǒng)框圖如圖1所示。單片機控制DTMF收發(fā)電路、數字語音電路、摘掛機控制電路。探測器能夠快速、準確地監(jiān)測到住宅的異常狀況，經確認后及時通知控制器，再由單片機來控制電話接口電路，實現模擬摘機，自動撥打預先設置的電話號碼進行語音報警并通知管理中心。當監(jiān)測到對方回應后，自動恢復警戒狀態(tài)。

2 硬件設計

系統(tǒng)主控部分采用AT89S52單片機，無需擴展外部存儲器。看門狗電路采用具有可編程的串行EEPROM-X25045。X25045依次存儲了標志字段、話機號碼、警情代號、系統(tǒng)設置等數據信息。

2.1 系統(tǒng)供電電源

由于本控制系統(tǒng)單元電路較多且對5V電源的要求比較高，其中TC35模塊的突發(fā)耗電電流峰值可達2.5A，故外加的穩(wěn)壓器件必須達到足以提供TC35和其他電路額定電流的條件。在本系統(tǒng)中，采用了開關電源芯片LM2576完成從12V到5V的轉換，作為對TC35終端和其他5V單元的供電。必須特別注意的是，如圖2由LM2576芯片完成開關電源轉換需要大功率的電感100 μH和電容，以提高儲能的能力，達到單元電路的耗電需求。LM2576為5.0V3A開關電源穩(wěn)壓器。

2.2 TC35短消息模塊接口電路

TC35短消息模塊是RS-232C標準接口，RS-232C標準(協(xié)議)的全稱是EIA-RS-232C標準。它規(guī)定連接電纜和機械、電氣特性、信號功能及傳送過程。目前在PC機上的COM1、COM2接口就是RS-232C接口。在正常運行模式下，約30s事件內若芯片在接收和發(fā)送引腳沒有檢測到有效信號，將自動進入Powerdown模式，此時耗電1μA。如果FORCEON和/FORCEOFF引腳均為高電平，那么Auto-Powerdown Plus功能失效。在Auto-Powerdown Plus功能有效時，如果檢測到接收或發(fā)送引腳有信號輸入，該芯片自動被激活，轉入正常工作狀態(tài)。如果任一接收通道的輸入電壓高于2.7V或小于一2.7V，或者位于-0.3V～0.3V的時間小于30 μs，則/INVALID(15腳)引腳為高電平(數據有效)。如果所有接收通道的輸入電壓位于-0.3V～0.3V的時間大于30 μs，則/INVALID(15腳)引腳為低電平(數據無效)。該芯片的以上特性，滿足了TC35作為移動終端的接收和發(fā)送電路的連接要求。

2.3 蜂鳴器報警電路

使用三極管8050驅動蜂鳴器工作，當處理器檢測到報警信號后，就會給蜂鳴器信號以使其工作，達到家中警報響起的效果。如圖4所示。

3 系統(tǒng)軟件設計

軟件采用C語言編寫，在keil環(huán)境下開發(fā)，核心是SHT11溫、濕度數值的讀取與轉換、顯示子程序。主程序流程框圖如圖5所示。

實現功能如圖5所示的軟件流程圖，具體實現過程描述：1)按鍵撥打相應的電話，測試使用;2)按鍵發(fā)送短消息，測試使用;3)單片機檢測玻璃破碎探測器的信號，決定是否報警、發(fā)送短消息及給住宅主人打個電話：4)住宅主人短信控制家中的設備，這里僅用LED的亮與滅演示。

4 系統(tǒng)實現與分析

4.1 通信模塊實現

GPRS通信模塊實現單片機對TC35模塊的控制或zigbee無線通信技術，從而實現遠程控制功能，圖6所示為通信模塊工作中，圖7為短信模塊工作中。

4.2 智能家居安防系統(tǒng)實現

GPRS能在探測器探測下向主人發(fā)送報警信息，并且主人能夠遠程控制家居，可以通過該系統(tǒng)的兩個獨立按鍵實現與主人手機之間的聯系，實物如圖8所示。優(yōu)點在于有短信和來電兩個功能，能夠減少主人在遠程端因漏看短信造成不必要的麻煩;不足之處是探測器過于敏感，會出現錯誤報警的信息，能夠顯示出家居出現的狀態(tài)。

5 結束語

本文介紹了一種基于單片機的簡易智能家居監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)硬件控制采用單片機作為微處理器，通過溫度傳感器收集溫、濕度信號，利用液晶顯示器SO12864-14C顯示當前的溫度、濕度及結露點;軟件采用C語言進行功能模塊編譯。與傳統(tǒng)的家居監(jiān)控系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)成本低、實用便利，能給家居生活提供一種安全保障。若系統(tǒng)結合通信，將報警功能體現在手機信息提示上則系統(tǒng)設計就更加完美。