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基于单片机和GSM模块的防火防盗毕业设计论文河南理工大学毕业设计说明 摘 要 随着科技的发展，人们经济的不断提升，大家对其居住环境的要求也在提升，不仅仅表想要房子大，环境视野好，而且对居室的安全性能、高智能化等各方面也有更高的要求。另外，随着电子信息、通信等现代技术的快速发展已经为自动化住宅的发展提供了技术上的保障。本报警系统设计了基于51单片机和GSM通讯模块的一种操作简单、运行可靠的智能化无线报警系统。它具有智能防盗、防火灾等功能，可以通过传感器和单片机来实现信号的自动检测和自动短信报警功能。自动检测是指由传感器实现对房间内的各种模拟信号自动监测，传感器的应用让系统可靠性增强。自动短信报警是指报警系统通过电话卡自动发短信给户主或相关部门，发出报警信号，有效的增强了住宅的安全性。 本文设计建立了一个基于GSM通讯网络和短信息平台上的家庭智能安全系统，本设计中采用了STC89C51单片机系统、无线GSM短信模块和相关传感器技术组成一套家庭安全系统。其具有硬件结构简单、运行稳定、操作方便等优点，基本实现了系统的远程自动报警功能，具有较好的应用前景。 关键词:单片机； GSM; 红外传感器； 烟雾传感器； 短信报警； I 河南理工大学毕业设计说明 Abstract With the development of science and technology, people's economic rising, demand of everybody on their living environment, also in ascension, not only in want a big house, good vision environment and the safety performance of room, high intelligence and other aspects also higher requirements. In addition, with the rapid development of modern technology, such as electronic information, communication has provided technical support for the development of the automation of residential. This alarm system is designed based on 51 MCU and GSM (System for Mobile Communication Global) communication module of a simple operation, reliable operation of intelligent wireless alarm system. It has the functions of intelligent anti-theft, fire disaster and other functions. It can realize the automatic detection of the signal and automatic SMS alarm function through the sensor and MCU. Automatic detection is to realize the automatic monitoring of various analog signals in the room by the sensor, and the application of the sensor can enhance the reliability of the system. Automatic SMS alarm refers to the alarm system through the phone card automatically send text messages to the head of the household or related departments, issued a warning signal, effectively enhance the safety of the house. In this paper, the design established a intelligent home security system based on GSM communication network and short message platform, this design the STC89C51 MCU system, wireless GSM short message module and the associated sensor technology consisting of a home security system. The system has the advantages of simple hardware structure, stable operation, convenient operation and so on. It has realized the remote automatic alarm function of the system, and has a good application prospect. Key words:MCU; GSM; Infrared Sensor; Smoke Sensor; SMS Alarm; II 河南理工大学毕业设计说明 目 录 1 绪论.1 1.1 防火防盗报警系统的概述.1 1.2 国内外研究现状与发展.1 1.3 研究的目的和意义.4 1.4 设计任务与要求.4 2 系统总体方案设计.6 2.1 系统总体设计思路.6 2.2 系统方案设计.6 2.3 传感器的选择.7 2.3.1 烟雾传感器.7 2.3.2 热释电红外传感器.8 2.4 通讯模块的选择.10 2.4.1 GSM的主要功能.11 2.4.2 GSM的硬件接口.11 2.5 STC89C51单片机概述.11 2.5.1 STC89C51单片机的结构.11 2.5.2 管脚说明.14 2.5.3 振荡特性.15 3 控制系统硬件设计.17 3.1 时钟电路的设计.17 3.2 复位电路的设计.17 3.3 供电电路设计.18 3.4 声光报警电路的设计.18 3.5 烟雾模块电路设计.19 3.6 热释电模块电路设计.21 3.7 GSM模块电路设计.23 4 控制系统软件设计.24 4.1 软件的程序实现.24 4.2 主程序工作流程图.24 4.3 按键扫描流程图.26 III 河南理工大学毕业设计说明 4.4 信号采集电路流程图.27 4.5 报警电路流程图.29 5 系统仿真.30 5.1 热释电报警仿真.30 5.2 烟雾报警仿真.31 5.3 紧急报警仿真.32 6 总结.34 致谢.35 参考文献.36 附录1 硬件接线图.37 附录2 程序.38 IV 河南理工大学毕业设计说明 1 绪论 随着城市的火灾、入室盗窃等犯罪案件呈现逐年持续增长的趋势，人们越来越渴望有一个安全温馨的生活空间。现在一般居民住宅的主要防盗措施基本就是传统的防盗窗、防盗网等家居安防设备，这些措施虽然具有一定的防盗作用，但在实际使用中不仅影响居室的美观，妨碍了日常活动，更带来了一些其他方面的安全隐患。因此，人们迫切希望有一种智能化的多功能住宅防火防盗报警系统，使其能准确安全地进行日常安全防范要求，及时发现各种警情并做出对应处理，以便将隐患消除在最早状态，保障人们的生命和财产安全。但是由于经济、技术。实施等各方面原因，目前防盗报警装置设计的不尽合理的情况普遍存在，在信号检测、采集和处理上还存在很多问题，导致一些系统经常出现误报或者漏报，甚至报警系统不工作。因此，对防火防盗报警系统的研究对住宅的安防现实意义重大。 1.1 防火防盗报警系统的概述 防火防盗报警系统广泛应用在工厂、宾馆、汽车等各个场合。实现无接触、智能化报警是智能防盗控制系统目前的发展趋势。目前被广泛应用的主要有压力触发式防盗报警器、开关防盗报警器和监控防盗报警器等，但这几种相对常见的报警器都存在大大小小的缺点：压力触发式报警器中的压力板安装在垫子内，如果主机停止工作，容易失报、误报，其可靠性比较低。开关式电子防盗报警器大部分检测范围比较小，而且它很多开关也比较容易坏，很容易造成失报和误报，不可靠。压力遮光式触发报警器在有很强的光照的时候就可能会引起误操作，同时如果完全没有了光也会引起误报，所以它有比较低的可靠性。另一方面，无线监控摄像头防盗系统来说：它安装起来比较麻烦并且电路不好设计，对各方面要求比较高，成本实施起来也相对高些，普及起来有些困难。 本系统设计采用的热释电红外传感器和烟雾传感器，它的操作起来比较简单、投资比较低，也会比较方便安装，另外它的防盗性能很可靠，抗干扰方面也比较强、灵敏度也比较高。并且加入GSM模块是系统更加安全可靠，更加及时，实时监控其状态。这种防火防盗器在取消声音报警后可以安装在隐蔽的地方，不易被发现。 1.2 国内外研究现状与发展 不断发展的社会信息化进程,使得该技术的应用己渗透到人类生活的各个领域,而报警设备对财产安全至关重要。在生产工作的领域,对环境不仅要求舒适健康、安全可靠,而且还要适应信息化社会运用高科技手段和先进设备的要求。随着城镇和农村，再1 河南理工大学毕业设计说明 加上区域经收入差距的进一步增大,以及迅速增加的流动人口,在经济的发展上带来了相当大的反面面影响。另一方面，社会保障制度在当下还不是很完善,自动报警系统设计在信号采集和处理方法的不合理等都给社会安全增加了一定的困难,火灾、入室盗窃等犯罪案件也呈现出了逐年上升的趋势。现在的犯罪分子在作案手法方面是越来越高明,普遍采用高科技的手段来进行犯案,使得过去那种以人为防范为主的形式已经不能满足当代日常防范的要求。我们需要安装更好的、更安全的智能全自动报警系统。一边对类似的事故做到提早发现、实时报警,通过高科技的方法来提高防范各种不安全情况的能力。 目前，逐渐形成的安全保障行业在国外发达国家己经到处可见,它集安防、消防、医疗救护于一体。在第二次产业革命中期间这个行业真正初具规模,首先形成是在美国、英国等国家,像集宝维康等,视频图像采集技术、人体识别技术以及工技术的应用,使这个行业获得了快速发展。随着人们安防意识的提高,会有更多的人选用,可以预见安防报警系统将会有非常宽的发展空间。随着现代技术的进步,安防报警方面的产品愈来愈丰富。近年来国内外已经多家品牌公司有如博世、艾礼富科立信等开发研制出了很多在这方面的安防装置。它们可以通过有线或者GSM网络的方式完成自动报警和求助等功能,而且已经进行了相对成功的推广。 德国著名的西门子有限公司在面对生活小区和比较分散的建筑安防设计,切身实际考虑不同住宅户主的要求,开发设计了最适合的防火防盗安防体系。该系统设计结合摄像头监控、红外检测、烟雾探测等多种监控方法和报警方式声光、短信报警来对监控空间内进行三维立体的安防。本设计的总体结构利用总线式,这样可以使暴漏出来的线路最短，使设计更加符合要求。在各种信号之间用适配器来连接,在防盗报警器器、烟雾传感器、火灾温度监控器等各种情况的链接都能够适应。在延深探测线路上我们可以通过接上中继器,从而使安防系统更好的发挥其作用。在国内,自动安防报警系统己逐渐成为生活中实现自动化管理的重要组成部分。主要包括监控、防火、防盗等内容,是一种较完善的防范体系,通过在对讲可视化的基础上,不断拓展主机的功能。可接收温度、红外线传感器收集的信号。 目前,国内市场上的防火防盗报警器很多都不是国内产品，这些国外厂商无论是在资金还是技术上,都具备很大的优势,这些竞争对手对国内防火防盗报警系统研究的发展造成了巨大的竞争压力。在我国开始设计发展防火防盗报警系统的时间还不太长,要想取得稳定高速成功的发展和普及也需要更长时间的沉淀。虽然国内有些厂商在近些年也在迅速成长,投资力度和开发规模都在迅速进行和扩大,但是与外国的投资商相比还2 河南理工大学毕业设计说明 是有很大距离。 在国内市场上，目前被普及的报警器的主要有压力触发式防盗报警器、开关防盗报警器和车载防盗报警器等。但现在常见的一些报警器都存在大大小小的缺点。但是在国外已经广泛采用热释电传感器配合观点开关使用的报警器，而在我国则相对较少。本系统防盗设计采用了人体热释电红外传感器，在人体探测领域中，热释电红外传感器由于其成本投资少、生产简单、利用起来方便，在防盗性方面更加可靠，信号检测和反应快、报警速度非常快且安全等特点而被广泛应用。当前电子信息技术、信息网络等高科技的飞速发展已经成为智能化家庭住宅的发展和延续的重要技术保障。它已经是一样比较成熟的技术，但是由于考虑投资成本，开发商在应用中还没有普及。 报警系统的发展与电子科学技术的发展是离不开的。它大致经历了以下几个阶段机械、电子式、芯片式和网络式防盗系统阶段。现在市场上主要以芯片式为主,前两代产品因为其功能比较简单基本己经被市场所淘汰。网络式防盗系统是最近一段时间才开始研究开发的系统。它大致可以分为为2种,一种是比较独立的防盗报警装置，这种对单个的建筑比较适合,另一种是联网报警系统，这种报警系统对小区或者建筑比较集中的区域比较适合。现阶段,大部分安装防火防盗报警产品时都倾向于国外的产品。其中,安装的国外产品主要是美、日、韩的产品,这三个国家的品牌占据我国安防市场的近的百分之八十的市场份额，据有效分析,目前人们普遍应用的防火防盗报警装置,不管是单户型报警系统还是联防型防盗报警系统的平均售价都在二千人民币左右，这样高的售价限制了防火防盗报警系统进入普通家庭住宅的速度,现在防火防盗报警产品的消费者还是主要集中在收入比较高的人群中。 在近几年内形成了一股自动化热潮,以北京、深圳、上海等发达的城市为龙头。目前,公安部、建设住房部均要求智能化小区必须具备安防报警系统。例如大连市华乐一环海花园全部的住宅均设计有国内一流的安防体系,供电采用的独立的不间断电源,当断电时,系统会自动向中心提示且报警。每一个住宅的报警系统是不是处于布放的状态始终会被中控制中心电脑记录,烟雾探测器、热释电红外探测器及报警主机安装在室内主要的位置,中心电脑可以根据输入信号来进行分析,也可以重新设置密码、接收输入信号,并且能实现声光报警和通过GSM网络把信息送至报警系统。报警装置中配有充电电池,以保证系统在断电或电源被破坏的时候正常工作，但不足之处是价格昂贵,误报率高且操作人员须具备一定的计算机方面的知识,因而设计开发出价格低廉、操作简单、高效的报警系统,来增加它应用的范围。让平民百姓也能用、会用的报警器是当前研究者的主题。 3 河南理工大学毕业设计说明 和国外报警产品比较，我国的报警系统还是有很多缺点。国外一些发达国家的报警系统普及率相对来说比较高,而我国的安防产品使用还没有太普遍,相对来说我国报警产品市场的研究推广才刚刚起步,而且在可靠度方面更低。当前人们使用的主要防盗措施一般就是安装防盗窗，防盗门等机械式的安全措施,虽然有一定的防盗作用,但在一些突发灾难时发生例如火灾的情况下,想要脱离困境比较困难。另外,安全措施不够全面,居民安全防范意识有待普及,防范系统也急需增强。 1.3 研究的目的和意义 随着电子技术和网络技术的快速发展，人们对居住环境的安全、便利、舒适度提出了越来越高的要求，因此智能化小区随之出现，伴随着改革开放政策的深入和市场经济的快速发展、提高，带来很多不安定因素，犯罪案件特别是入室盗窃稳高不低，因此住宅智能安全系统是智能化小区建设中不可或缺的一部分，而以往的做法基本都是安装防盗门、防盗网，但这样做不但不美观，还不符合防火要求，并且不能有效地阻止犯罪分子对其住宅的偷盗，所以采用高科技的电子防盗报警系统也就应运而生。目前家庭住宅的主要安全措施是利用防盗门、防盗窗，商业的防盗方法主要是监控器和出口的红外报警器装置。随着人们对智能家具，智能小区知识的普及，利用高科技来进行防止财物被盗，以及防火方面的要求人们的要求将会越来越高，智能安防系统在智能小区、智能家具也是将来安防行业主要的攻坚方向。 本文研究的是采用单片机为主机的防火防盗报警系统，实现了对火灾盗情的实时报警，用单片机控制提高了效率，达到了更先进的预防效果。对安全隐患的尽早发现，并做出相应措施，实时报警尽快灭火，尽量减少财产损失，减少经济损失有很好的实用价值。智能安防体系将是我国未来智能住宅建筑发展的重点方向，而防火、防盗报警器又是当前报警技术领域的热点，因此开发出能适应当前市场需求的，低价位的、可靠性较高的、操作简单的报警系统具有非常重要的现实意义。 1.4 设计任务与要求 (1)该设计包括硬件和软件设计两个部分。模块划分为数据采集、单片机控制、GSM短信报警等模块子函数。 (2)本设计的防火防盗报警系统由烟雾探测器、红外传感器、MCU中心处理电路、GSM短信报警电路和其他的控制管理软件组成。该系统完成检测信号的接收、数据处理、信息传输、模式设定、报警短信通知户主等功能。系统中心控制系统由CPU、输入电路、输出电路、通信电路等几个主要部分组成。 4 河南理工大学毕业设计说明 (3)系统可实现功能。当火灾发生时可快速发现报警信号并通知户主，另外当人员外出时，可把报警系统设置在外出布防状态，探测器工作起来,当有人闯入时，热释电红外传感器将探测到动作，设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号，经放大电路、比较电路送至门限开关，打开门限阀门送出TTL 电平至89C51单片机，经单片机处理运算后驱动执行短信报警电路使GSM模块，向用户发送短信息实现远程防盗报警功能。 5 河南理工大学毕业设计说明 2 系统总体方案设计 2.1 系统总体设计思路 以51单片机为控制中心，外部传感器为前端检测元件。通过按键控制其布防、撤防和紧急报警，输出由GSM模块和声光报警电路组成。基于单片机和GSM短信模块的家庭防火防盗报警系统组成如图2-1所示。该系统结构由外部传感器、MCU、GSM短信模块、用户手机组成。 图2-1 基于GSM短信模块的家庭防火防盗报警系统 外部传感器 MCU 单 片 机 GSM 短 信 模 块 用户手机本系统由烟雾传感器和热释电红外探测器采集外部需要检测的信号，将数据传输单片机内部，控制程序触发声光报警电路和短信报警电路，短信报警模块会给户主发送报警信息，从而实现远程监控居室防火防盗报警的功能。 基本运行原理如下:利用被动式红外传感器检测人身体辐射的红外线，在检测到周围红外信号变化时，将其转变为比较小的电信号，经过信号处理电路针对电信号进行滤波、放大、比较、输出一个低电平作为告警信息送给单片机，单片机判断是否报警，如果满足报警的条件，就会发出一个控制信号，控制GSM短信模块给户主发送短信息，从而实现防火、防盗报警的功能。 2.2 系统方案设计 本系统设计包括基本电路设计和程序设计两个部分。模块划分为数据信号采集、单片机中心控制、GSM短信模块报警等子模块。电路设计包括：外部信号采集电路、MCU控制电路、声光报警电路、短信报警电路和其他的电路组成。用户终端完成信号采集、处理、数据传输、短信报警等功能。 本设计的核心就是MCU，单片机就是好比本系统设计的大脑，所以本系统设计也算单片机知识的一种应用。单片机应用系统和本设计一样也是由电路设计和程序设计组6 河南理工大学毕业设计说明 成。其中硬件电路中由MCU、输入/输出电路和外围电路等组成，而软件设计是在硬件电路的基础上，完成系统目标的所有工作程序的总称。单片机系统开发的过程基本上都由总体方案设计再到硬件电路的确定和程序设计等几个主要组成部分。 从系统设计的目标考虑到该设计应该有以下结构：烟雾传感器电路、热释电红外传感探头电路、信号处理电路、声光报警电路、MCU、复位电路、时钟电路、GSM通信模块及相关的软件程序组成；它们之间的关系框图如图2-2总体设计框图所示： 图2-2 总体设计框图 用户手机 GSM网络 烟雾传感器 热释电红外传感器 信号处理电路 89C51单片机 串口通信 声光报警电路GSM短信模块 2.3 传感器的选择 2.3.1 烟雾传感器 本设计中防火措施检测可燃气体所用的烟雾传感器是Q-2型半导体烟雾传感器，其属于气敏检测器，它可以将气体信号转变为电信号的器件。它将检测的烟雾或者其他气体在空气中的浓度变化转化为电压或者电流信号。通过模数转换电路可以将检测到的模7 河南理工大学毕业设计说明 拟信号转换成相应的数字量或者开关信号后送到MCU，进而由MCU完成数据比较、处理、及是否报警等控制任务。MQ-2型烟雾传感器对可燃气体的检测具有反应速度快、抗外界影响小、功能稳定、操作方便、成本低等优点。而且传感器的探头不会大声阻缓，更可以避免中毒情况的发生，运行维护的的花费也不高。因此，本设计中烟雾/可燃气体信号采集部分利用MQ-2型气体探测器作为信号检测的外部传感器。 本设计采用的烟雾传感器由SnO2半导体气敏材料制作而成，所用半导体属于N型半导体。当温度处于二百到三百度时，二氧化锡会和空气中漂浮的o2发生化学变化，从而形成氧的负离子吸附，导致半导体中电子的浓度降低，从而使内部电阻值增大。当检测到周围有烟雾时，半导体内部会随该烟雾的浓度的变化而变化，这样半导体电阻值就会发生改变。利用这一点就可以得到这种烟雾存在的信息。 当有可燃气体接触时，原本吸附在SnO2上的氧会发生脱附，而由可燃气体以正离子形态吸附在SnO2半导体的表面；而氧因为脱附会放出部分游离的电子，可燃气体也因为以正离子形态吸附也需要释放电子，从而使SnO2半导体的电子密度增大，电阻值下降。而当空气中没有检测到可燃烟雾时，SnO2半导体就会自动恢复氧的负离子吸附，使电导率恢复到初始状态。以上就是MQ-2半导体型烟雾传感器工作的基本原理。 本设计用的烟雾传感器的一般特点：对一氧化碳、氢气等可燃性气体有很高的敏感度，特别是对烷类可燃气体更加灵敏；具有良好的重复性使用性和长期的稳定性，初始稳定，响应时间比较短，长时间工作性能稳定。 MQ-2型传感器的前期稳定特性：半导体烟雾探测器在不通电状态下存放一段时间后，再次通电时，传感器并不能马上投入正常工作。这是由于烟雾传感器中的SnO2在没有通电的状态下会吸附空气中的水蒸气。而当再次通电时需要加热一段时间来使水蒸气蒸发消失后，里面的气敏电阻才能恢复正常使用。再次通电使用时气敏电阻达到稳定工作所消耗的时间，被称为初期稳定时间。一般情况下，断电周期越长，初期稳定所需要的时间也会越长，当断电存放时间超过二个星期时，初期稳定花费的时间通常会需要几分钟。 2.3.2 热释电红外传感器 本设计用的红外探测器不需要任何外部红外辐射光源，而且它本身不会向外界辐射任何能量。它由探测器靠不断检测外部信号来接收来自活人体的红外辐射，正因为如此才会被叫做被动式。被动式红外探测器件是利用热释电效应来进行探测的。被动式红外探测器又被称为热释电红外探测器，其主要工作原理就是热释电效应。热释电效应是当8 河南理工大学毕业设计说明 传感器外部温度发生变化时,热释电晶体和压电陶瓷等内部会出现结构上的电荷中心相对位移,从而导致其内部的自发极化强度发生改变,从而在它们的两端产生极性相反的束缚电荷,这种情况叫做热释电效应。 移动目标人体辐射出的特定波长的红外线被热释电红外探测器检测到后，经过信号处理电路和数模转换电路可以将其转化为与有关的电信号。当热释电红外传感器检测到有来自移动目标的辐射时，其内部敏感材料的温度将会升高，导致极化强度变弱，材料表层电荷减少，一般我们将失去的这部分电荷称为热释电电荷。由于热释电电荷的多少会根据材料温度的变化二改变，所以经电路转化将热释电电荷转换成的输出电压也同样会看出材料温度的变化的大小，相应的也可以反映出红外辐射能量的大小。红外传感器中的光学原理装置可以将来自各个方向的红外辐射能量汇聚到探测器上，这样红外探测器就可以探测到某一探测空间中热辐射的变化。 当防范空间内没有移动的人体时，由于所有的房间背景物体(如墙壁、家具等)在室温情况下红外辐射的能量相对比较小，而且基本上是稳定不变的，所以不能触发报警器。当有人体突然进入探测空间时，会造成红外辐射能量的快速变化，红外探测器将接收到的移动人体与背景物体之间的红外热辐射能量大小的变化转化为相应的电信号，电信号的大小，取决于敏感元件温度变化的快慢，然后经过后级比较器和状态控制器产生相应的输出信号U，送到报警器，发出报警信号。红外探测器的有效探测波长为814um，人体的红外辐射波长恰好处于这个范围之内，因此红外探测器能很好的探测到活动的人体。被动式红外探测器是属于空间控制型探测器，其防范范围在不同的方向呈多个单波束状态，组成锥体感热空间区域，构成立体警戒。 由于被动式热释电红外探测器具有安装简单，工作稳定可靠，价格低等优点，本设计采用红外传感器作为报警探测器，并在系统中增加了自动声光报警和GSM短信报警的功能，使报警系统更加趋于完善。 热释电红外线传感器是XX年代发展起来的一种新型对人体辐射的红外线高灵敏度传感器。是一种能够检测出由活动目标辐射的特定波长的红外线并转化为相应电信号输出的传感器，它是防盗报警系统的重要组成部分。它能检测出几米外人体辐射的红外线能量的变化，并经过转换电路将其转换成电信号。将转换后的电信号经过放大电路放大，便能驱动另外的工作电路。 热释电红外探测器的原理和特点：人体的体温一般在三十七度左右，所以身体会发射特定波长为十微米左右的红外线。热释电传感器就是依靠接收人体发射的波长为10um左右的红外线再进行放大处理而进行工作的。人体发射的红外线在通过菲尼尔滤光增强9 河南理工大学毕业设计说明 后聚焦到红外感应源上。当热释电元件接收到人体辐射的红外能量发生变化时就会发生电荷位移，电路采集、数据处理后会发送信号给报警电路。该探头具有如下特点： (1)由于该探测器根据接收人体辐射为工作原理，所以内部需要对特定波长为十微米左右的红外线接收敏感。 (2)为了抑制外界的干扰，让探测器只对人体的红外辐射敏感，在它的辐射面一般都会覆盖特殊的菲尼尔滤光片，以便外界环境的干扰受到显著的控制作用。 (3)红外传感器内部有两个彼此串联的热释电元，另外这二个热释电元的两个电极化方向恰好相反，外部环境的辐射对这二个热释电元的作用基本一样，这样使他们二个产生的释电效应彼此作用抵消从而没有信号输出。 (4)当探测区域内有人进入时，人体辐射的红外线被部分镜面汇聚，然后热释电元接收信号，但是由于二个电元收到的热量有差异，热释电荷也不同消，经数据处理后便可以通过报警电路进行报警。 (5)菲尼尔滤光片具有不同的焦距从而满足不同的要求，进而安排不同的监控现场，监控越多的话，安全性越高。 2.4 通讯模块的选择 SIM900A模块采用单电源供电方式，电源电压采用4.2V左右。它可以安装手机卡用程序控制其来进行收发短信，拨打电话,性能强大。可广泛应用于车载跟踪、车队管理、无线POS、手持PDA、智能抄表与电力监控等众多方向。模块内部引脚如图2-3所示 10 图2-3 GSM模块内部引脚图 河南理工大学毕业设计说明 SIM900A模块主要特点： 1.SMT封装：易于客户生产加工 2.尺寸小： 24*24*3mm 3.功耗低：待机模式电流低于18mA、sleep模式低于2mA 4.供电范围宽：3.24.8V 5.支持频段：GSM/GPRS 900/1800MHz 6.语音编码：支持半速率、全速率、增强型速率 7.支持回声抑制算法，可以基于不同客户设备通过AT命令调节回音抑制消除。 SIM900A开发注意事项：SIM900A模块采用单电源供电，VBAT供电范围3.24.8V之间，推荐电压为4.0V， 模块射频发射时会导致电压跌落，这时电流的峰值最高会达到2A以上，因此电源供电能力尽可能达到2A，并建议VBAT引脚并接大电容。 2.4.1 GSM的主要功能 主要功能如下： a.收发短信； b.借助短信实现远程小批量数据传输； c.语音通话； d.数传模式实现无线实时数据通信； 2.4.2 GSM的硬件接口 SIM900A要求4.2V电源供电，单片机通过串口和GSM通信，通过程序控制其收发短信。设置波特率9600bps，在SIM卡座上来安装手机卡。 2.5 STC89C51单片机的概述 2.5.1 STC89C51单片机的结构 STC89C51单片机是美国爱特梅尔公司研发的低功耗并且功能强大的CMOS 8位MCU。片内含4kb的可反复擦写的只读程序存储器和128b的随机存取数据存储器(RAM)。器件采用爱特梅尔公司的高密度、不易丢失的存取技术生产，兼容大部分51指令系统。片内置有8位中央处理器和Flash 存储单元，性能比较多。STC89C51MCU可以提供高性价比的各类控制领域。 图2-4为STC89C51单片机的基本组成功能方块图。由图可见，在这一块芯片上，已11 河南理工大学毕业设计说明 经有了一台计算机的主要组成部分，其中包括中央处理器、输入/输出、存储器、定时器/计数器、串行口等，各部分通过总线相连。下面介绍几个主要组成部分。 振荡器和时序 OSC 程序存储器 4 KB ROM 数据存储器 256 B RAM/SFR 定时器/计数器 2 ×16 外时钟源 外部事件计数 内中断 STC89C51 CPU 64 KB总线 扩展控制器 可编程 I/O 可编程全 双工串行口 外中断 控制 并行口 串行通信 1. 中央处理器 CPU是单片机的核心，好比人的大脑一样的，具有运算、存储和控制功能。STC89C51的CPU是一个字长为八位的中央处理单元，即它对于数据的处理是按字节为单位来进行的。 2.数据存储器 芯片中一共有256个单元，但内部