无线防盗报警器系统设计与制作
摘 要本课题设计了通过角度传感器对门窗角度发生的变化实现门窗是否被开启进行检测，从而实现高性能的防盗效果，并通过蓝牙通信技术将入室盗窃信号发送给用户手机，使得对于家庭防盗器的性能突破了目前市面上相关产品所存在的普遍弊端，降低了现有产品的功耗参数，大大提升了现有产品的性价比，实现了无线防盗报警器控制系统的改进和优化。该无线防盗报警器控制系统投向市场，能够大大降低这种产品的成本。
目录
一、 引言 1
（一） 家庭防盗控制系统的发展背景 1
（二） 家庭防盗器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 控制器的选取 3
（二） STC89C51单片机简介 3
（三） ADXL345三维加速度传感器介绍 4
（四） HC05主从一体式蓝牙模块介绍 5
（五） LCD1602点阵显示器简介 6
三、 硬件系统设计 7
（一） 无线防盗报警器系统的硬件结构框图设计 7
（二） STC89C51单片机最小系统设计 7
（三） ADXL345传感器电路设计 8
（四） HC05蓝牙模块电路设计 9
（五） 点阵显示器电路设计 9
（六） 蜂鸣器电路设计 10
（七） 按键电路 11
四、 软件系统设计 12
（一） 无线防盗报警器系统的软件工作流程设计 12
（二） ADXL345三维加速度工作流程图上设计 12
（三） HC05蓝牙模块收发信息流程设计 13
（四） 点阵显示工作流程设计 14
五、 Proteus软件仿真 16
六、 实物制作19
总 结 20
参考文献 21
致 谢 22
附录一 原理图 24
附录二 PCB图 25
附录三 元件列表 26
附录四 程序 27 引言
家庭防盗控制系统的发展背景
随着人类对电子技术以及智能技术的广
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
泛开发，生活中几乎大多数电器、设备或者检测仪器已经被电子系统所代替，就如家庭防盗器这种本来完全依靠传统结构来实现的常用模块，在其长长的发展历程中，许多新的功能被添加到其内部结构中，已经不在是传统意义上简易的机械式、门链式类型报警了。在最近几十年时间内，传感器、微处理器以及新型半导体的出现使得家庭防盗器的概念得到了重新的定义，智能识别、判断、报警以及身份分析等功能不断地被融入到家庭防盗器控制系统中，颠覆了原先人们对于传统家庭防盗器的想象，同时这些新功能的增加也使得它能够更好地为人们带来生活、工作以及生产上的便利，只需按键的轻轻按动即可启动对室内全方位全角度的防盗，并且防盗系统安装隐秘不易被盗贼发现，这是传统家庭防盗器所无法企及的。由于人们对于新型家庭防盗器的需求和要求与日俱增，近几年来家庭防盗器的研究呈现了如火如荼的景象，控制系统中的关键部分当属内部的微处理器部分，在电子家庭防盗器刚进入人们生活之时，微处理器还停留在8位数据处理能力的状态，因此那时候只能够实现一些简单功能的家庭防盗器，仅仅能够实现简单的盗贼检测功能；而随着近些年32位微处理器的技术与日成熟，室内人脸识别、音色分析等智能功能都能够在家庭防盗器控制系统中得到实现，这种高技术的智能技术使得家庭防盗器的防盗、防破坏能力更加完善，同时在报警功能上也不单单只是由蜂鸣器发出报警声音，自动连入报警网络，记录盗贼身份信息，自动拨打110等报警措施已经司空见惯。家庭防盗器控制系统的发展与人类社会的经济发展也是息息相关的，在经济繁荣时人们对于日常生活也提出了更高的质量，人机友好、智能生活等概念深入人们的潜意识里，传统落后技术已经无法在满足人类对美好生活的追求，微处理器智能控制技术使得这一切都得以实现，智能家庭防盗器在很大程度上迎合了人们对优质生活的审美观，本课题在对智能家庭防盗器进行了大量的调研和对比后，考虑到目前市面上相关产品处于刚刚起步阶段，无论是在硬件还是软件上都存在这很多的不足之处，因此高智能的家庭防盗器控制系统还不能够实现普及，因此本文将以大学期间所学的专业知识结合课外学习经验作为基础，选用高性价比器件，设计一款智能家庭防盗器，突破目前市面上相关产品所存在的普遍弊端，降低家庭防盗器的总体设计成本，正确取代市场上相当大一部分家庭防盗器产品。
家庭防盗器的国内外发展现状
根据前不久的一份家庭防盗器行业前景研究报告显示，目前家庭防盗器已经渗透到了人们生产生活的各个角落，各种不同智能程度的家庭防盗器影响着人们的日常生活，对于家庭防盗器的研究和开发现状，国内外都已经达到了一个很高的境地，然而国外由于对智能家庭防盗器控制系统的研发起始时间更早，因此在智能方面，国外做的更加突出，国内外目前都能够实现室内人脸识别、音色分析等功能，在成本以及系统稳定度上，要想追赶上国外，国内研究者还有很长一段路需要走。
本文主要研究内容
本文在无线防盗报警器发展背景的基础上选择了无线防盗报警器作为研究课题，考虑到这种控制系统目前的生产成本处于一种较高的位置，使得相关产品的性价比一直上不去，这种现象的关键在于其内部主控芯片以及其他模块的造价昂贵以及开发成本高，因此本文选用了具有超高性价比以及较低功耗的51单片机作为控制系统的主控器件，并结合其他的低价模块，设计一款能够实现自动控制功能的无线防盗报警器系统，并实现以下功能指标。
1、采用C51单片机作为主控器件，并通过C语言进行程序开发；
2、能够通过人体检测模块实现对入室盗贼的自动快速检测；
3、当门窗紧闭后，若盗贼推开门窗，自动检测门窗被推开的动作；
4、具有显示功能，对系统运行过程中的相关参数进行检测；
5、报警声音宏亮；
6、采用+5V直流电压进行系统供电。
方案选择及元器件介绍
控制器的选取
本文考虑到了上一章对控制系统所设定的功能指标等参数，最终从众多类型的控制器中选择出了两款，分别为我们熟知的高性价比单片机STC89C51和进入市场不久的新型高性能单片机STM32，这两款单片机无论在开发资料普及度还是成熟度上，都已经达到了很高的程度，如果选择其中一个用于本文所设计的系统中，能够大大提高控制系统的稳定度、性价比以及各项功能指标参数，由于这两款芯片同属于单片机范畴，因此相似点较多，下面对这两款单片机进行各项性能对比，从而最终选择出更适合的一个来作为本文所设计系统的核心控制器。
首先需要说的是在学生届享有充分知名度的STC89C51单片机，这款单片机采用+5V直流电压供电，内部的程序代码存储器以及RAM都较小，只有4k字节和512字节的容量，只能够适用于小型项目开发；在片内集成的功能模块资源上，STC89C51有两个定时器、两个外部中断和一个UART模块；在GPIO管脚的数量方面，STC89C51单片机只有32个可供用户软件配置的管脚，并且只有P3.2和P3.3两个管脚具有外部中断能力，其他管脚无捕获触发功能；在成本方面，STC89C51单片机的市场均价为3元一片，配合其他开发设备，总价不多于10元，是一款非常适合学生进行实验的单片机芯片；在开发资料方面，无论是学校图书馆还是网络上，都有大量丰富的开发资源，这点非常有利于本次毕业设计的进行。
目录
一、 引言 1
（一） 家庭防盗控制系统的发展背景 1
（二） 家庭防盗器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 控制器的选取 3
（二） STC89C51单片机简介 3
（三） ADXL345三维加速度传感器介绍 4
（四） HC05主从一体式蓝牙模块介绍 5
（五） LCD1602点阵显示器简介 6
三、 硬件系统设计 7
（一） 无线防盗报警器系统的硬件结构框图设计 7
（二） STC89C51单片机最小系统设计 7
（三） ADXL345传感器电路设计 8
（四） HC05蓝牙模块电路设计 9
（五） 点阵显示器电路设计 9
（六） 蜂鸣器电路设计 10
（七） 按键电路 11
四、 软件系统设计 12
（一） 无线防盗报警器系统的软件工作流程设计 12
（二） ADXL345三维加速度工作流程图上设计 12
（三） HC05蓝牙模块收发信息流程设计 13
（四） 点阵显示工作流程设计 14
五、 Proteus软件仿真 16
六、 实物制作19
总 结 20
参考文献 21
致 谢 22
附录一 原理图 24
附录二 PCB图 25
附录三 元件列表 26
附录四 程序 27 引言
家庭防盗控制系统的发展背景
随着人类对电子技术以及智能技术的广
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
泛开发，生活中几乎大多数电器、设备或者检测仪器已经被电子系统所代替，就如家庭防盗器这种本来完全依靠传统结构来实现的常用模块，在其长长的发展历程中，许多新的功能被添加到其内部结构中，已经不在是传统意义上简易的机械式、门链式类型报警了。在最近几十年时间内，传感器、微处理器以及新型半导体的出现使得家庭防盗器的概念得到了重新的定义，智能识别、判断、报警以及身份分析等功能不断地被融入到家庭防盗器控制系统中，颠覆了原先人们对于传统家庭防盗器的想象，同时这些新功能的增加也使得它能够更好地为人们带来生活、工作以及生产上的便利，只需按键的轻轻按动即可启动对室内全方位全角度的防盗，并且防盗系统安装隐秘不易被盗贼发现，这是传统家庭防盗器所无法企及的。由于人们对于新型家庭防盗器的需求和要求与日俱增，近几年来家庭防盗器的研究呈现了如火如荼的景象，控制系统中的关键部分当属内部的微处理器部分，在电子家庭防盗器刚进入人们生活之时，微处理器还停留在8位数据处理能力的状态，因此那时候只能够实现一些简单功能的家庭防盗器，仅仅能够实现简单的盗贼检测功能；而随着近些年32位微处理器的技术与日成熟，室内人脸识别、音色分析等智能功能都能够在家庭防盗器控制系统中得到实现，这种高技术的智能技术使得家庭防盗器的防盗、防破坏能力更加完善，同时在报警功能上也不单单只是由蜂鸣器发出报警声音，自动连入报警网络，记录盗贼身份信息，自动拨打110等报警措施已经司空见惯。家庭防盗器控制系统的发展与人类社会的经济发展也是息息相关的，在经济繁荣时人们对于日常生活也提出了更高的质量，人机友好、智能生活等概念深入人们的潜意识里，传统落后技术已经无法在满足人类对美好生活的追求，微处理器智能控制技术使得这一切都得以实现，智能家庭防盗器在很大程度上迎合了人们对优质生活的审美观，本课题在对智能家庭防盗器进行了大量的调研和对比后，考虑到目前市面上相关产品处于刚刚起步阶段，无论是在硬件还是软件上都存在这很多的不足之处，因此高智能的家庭防盗器控制系统还不能够实现普及，因此本文将以大学期间所学的专业知识结合课外学习经验作为基础，选用高性价比器件，设计一款智能家庭防盗器，突破目前市面上相关产品所存在的普遍弊端，降低家庭防盗器的总体设计成本，正确取代市场上相当大一部分家庭防盗器产品。
家庭防盗器的国内外发展现状
根据前不久的一份家庭防盗器行业前景研究报告显示，目前家庭防盗器已经渗透到了人们生产生活的各个角落，各种不同智能程度的家庭防盗器影响着人们的日常生活，对于家庭防盗器的研究和开发现状，国内外都已经达到了一个很高的境地，然而国外由于对智能家庭防盗器控制系统的研发起始时间更早，因此在智能方面，国外做的更加突出，国内外目前都能够实现室内人脸识别、音色分析等功能，在成本以及系统稳定度上，要想追赶上国外，国内研究者还有很长一段路需要走。
本文主要研究内容
本文在无线防盗报警器发展背景的基础上选择了无线防盗报警器作为研究课题，考虑到这种控制系统目前的生产成本处于一种较高的位置，使得相关产品的性价比一直上不去，这种现象的关键在于其内部主控芯片以及其他模块的造价昂贵以及开发成本高，因此本文选用了具有超高性价比以及较低功耗的51单片机作为控制系统的主控器件，并结合其他的低价模块，设计一款能够实现自动控制功能的无线防盗报警器系统，并实现以下功能指标。
1、采用C51单片机作为主控器件，并通过C语言进行程序开发；
2、能够通过人体检测模块实现对入室盗贼的自动快速检测；
3、当门窗紧闭后，若盗贼推开门窗，自动检测门窗被推开的动作；
4、具有显示功能，对系统运行过程中的相关参数进行检测；
5、报警声音宏亮；
6、采用+5V直流电压进行系统供电。
方案选择及元器件介绍
控制器的选取
本文考虑到了上一章对控制系统所设定的功能指标等参数，最终从众多类型的控制器中选择出了两款，分别为我们熟知的高性价比单片机STC89C51和进入市场不久的新型高性能单片机STM32，这两款单片机无论在开发资料普及度还是成熟度上，都已经达到了很高的程度，如果选择其中一个用于本文所设计的系统中，能够大大提高控制系统的稳定度、性价比以及各项功能指标参数，由于这两款芯片同属于单片机范畴，因此相似点较多，下面对这两款单片机进行各项性能对比，从而最终选择出更适合的一个来作为本文所设计系统的核心控制器。
首先需要说的是在学生届享有充分知名度的STC89C51单片机，这款单片机采用+5V直流电压供电，内部的程序代码存储器以及RAM都较小，只有4k字节和512字节的容量，只能够适用于小型项目开发；在片内集成的功能模块资源上，STC89C51有两个定时器、两个外部中断和一个UART模块；在GPIO管脚的数量方面，STC89C51单片机只有32个可供用户软件配置的管脚，并且只有P3.2和P3.3两个管脚具有外部中断能力，其他管脚无捕获触发功能；在成本方面，STC89C51单片机的市场均价为3元一片，配合其他开发设备，总价不多于10元，是一款非常适合学生进行实验的单片机芯片；在开发资料方面，无论是学校图书馆还是网络上，都有大量丰富的开发资源，这点非常有利于本次毕业设计的进行。
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