家用报警器设计硬件部分
随着现代电子信息技术的飞速发展，人们的生活也因此得到了很多便利。日益发达的通信技术，大大推动了智能家用报警器的发展。智能家用报警器相比于传统的机械防盗系统，有着独特的优势。它可以保障户主不在家时，家中的人身、财务安全。本文设计的家用报警器，主要运用了单片机技术、传感器探测技术、声光报警技术和GSM通信技术。本次家用报警器采用的主控芯片是单片机AT89C51，采用这种芯片可以满足将很多嵌入式系统的灵活组合在一起的设计需要，并且具有很高的性价比。报警探测选用的是热释红外传感器和振动传感器，这两种传感器构成了多路报警源，使得报警器更加灵敏、高效。报警方式采用的是声光报警，这是一种简单、明显的报警方式，具有很高的实用性，很容易使用户发现险情。如果用户不在家，也可以及时发现家中出现的险情，因为设计中采用的GSM通信系统可以给用户发送报警信息。这一设计是利用了通信技术的优势，突破了报警器的局限，大大提高了家报警器的可用性。这种防盗报警器能及时发现家中出现的各种问题，并可以通过手机及时发送给用户，以便及时消灭险情，避免不必要的人身、财产损失。 关键词：单片机，声光报警，GSM通信 目 录
1 绪论 1
1.1 序言 1
1.1.1 家用报警器系统的构成 1
1.1.2 家用报警器的分类 1
1.1.3 防盗报警器在国内外的发展 1
1.2 设计内容和设计目标 3
1.2.1 设计内容 3
1.2.2 设计目标 3
2 家用报警器系统设计方案 4
2.1 系统总体框架 4
2.2 主控芯片AT89C51单片机介绍 6
2.2.1 单片机简介 6
2.2.2 家用报警器AT89C51接口说明 7
2.2.3 AT89C51单片机内部实现功能 8
2.3 传感器的介绍和选择 8
2.3.1 热释红外探测传感器 8
2.3.2 振动传感器介绍 11
3 家用报警器硬件电路 13
3.1 报警器电源电路 13
3.2 热释红外探测电路 14
3.3.1 热释红外传感器原理 14
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
r /> 2.2.3 AT89C51单片机内部实现功能 8
2.3 传感器的介绍和选择 8
2.3.1 热释红外探测传感器 8
2.3.2 振动传感器介绍 11
3 家用报警器硬件电路 13
3.1 报警器电源电路 13
3.2 热释红外探测电路 14
3.3.1 热释红外传感器原理 14
3.2.2 热释红外传感器接口连接 18
3.3 时钟电路的设计 18
3.3.1 时钟电路工作原理 18
3.4 复位电路的设计 19
3.5 声光报警电路的设计 20
3.6 GSM短信报警的设计 22
3.6.1 GSM通信系统的介绍 22
3.6.2 GSM通信系统的组成 22
3.6.3 GSM通信系统的特点 22
3.6.4 家用报警器中GSM模块介绍 23
4 系统硬件调试 25
5 抗干扰设计 26
结论 27
致谢 28
参考文献 29
1 绪论
1.1 序言
21世纪以来，我国经济发展水平大幅提高。人们对生活质量的要求早已超过了简单的温饱需求，而是在不断追求更高质量的生活。随着无线控制技术的快速发展，现代化的家庭防盗系统正逐步进入人们的生活，家用防盗报警器的需求量大幅提高。这种防盗报警器能及时发现家中出现的各种问题，并可以通过手机及时发送给用户，以便及时消灭险情，避免不必要的人身、财产损失。其中，用单片机设计的家用报警器凭借其独特优势，正在快速进入我们的生活。单片机是将8位多功能CPU和闪烁存储器巧妙组合在同一个芯片中，从而具备了很高的控制能力，可以满足将很多嵌入式系统的灵活组合在一起的设计需要。所以用单片机设计的家用报警器拥有丰富的报警源，并且报警形式灵活多样，实用性非常强。
1.1.1 家用报警器系统的构成
本次设计的家用报警器系统包括：多路探测传感器、控制器、声光报警器、GSM通信。多路探测传感器模块对外界警情进行探测，并通过单片机，控制报警信号电路做出相应状态处理。当有人闯入住宅时，会进行声光报警并向用户发送报警信息，从而保护用户的自身和财产安全。
1.1.2 家用报警器的分类
家用防盗报警器按工作原理不同可分为：热释红外报警器、微波信号报警器、超声波信号报警器、振动触发报警器、断线开关报警器等；按工作方式的不同可分为：主动和被动报警器。除此以外，还有很多划分方式。本次家用报警器设计中，使用了热释红外报警器和振动触发报警器。
1.1.3 防盗报警器在国内外的发展
(1）国内研究现状
在国内，报警器已经由传统的封闭式向多元化、智能化方向发展，市场上出现了各式各样的防盗报警系统。其中，以芯片式数码防盗器为主，它拥有丰富的功能。更早之前的机械式防盗器和电子式报警器由于功能功能过于单一，已经基本被淘汰了。而在现如今这个经济飞速发展的时代中，发展最快的是家庭智能防盗报警系统，尤其是一小区为单位设置的家用报警器。因为小区中用户集中，所以家用报警器的安装十分方便，并且经济效益非常高。报警系统和无线网络结合起来，已经成为了现代小区的潮流，也为小区的物业管理提供了便利。
(2）国外研究现状
国外的报警器大多采用了先进的红外探测技术，性能十分优异。主流的报警器包括超声波探测报警器、红外线探测报警器、触发式的探测报警器等。其中，使用红外直接对射到主机上的方式制作的报警器，是国际上应用最广范的，因为这种方式与其他方式相比具有发展成熟、操作简便、十分经济等优点。在欧洲、美国等先进国家，用户家中已经大量的使用家用防盗系统。人们对防盗的观念也越来越重视，在美国，差不多超出五成的家庭已经使用了这项智能防盗系统，并且使用人数仍在快速增长，人们希望通过安装防盗系统达到保护自身安全和财产安全的目的。
1.1.4 防盗报警器的发展前景与趋势
传统的家居防卫在实际运用中存在很多问题，已经不能完全满足用户的需要。因此，新一代智能家用防盗系统应运而生，并快速发展。家用报警器系统下一步的发展目标是数字化、集成化、无线化和智能化，所以我们不难汇总出现代家用报警技术的发展趋势：更智能化的设计、更多样的功能、更高的可靠性和稳定性、更强大的互联网功能、更高更丰富的扩展性。同时，科技的发展也为盗窃提高了可乘之机，不法分子也会使用现代科技手段进行犯罪。针对这种情况，我们就必须运用科技手段去预防潜在的威胁。将现代化家用报警系统引入到人们的生活中，可以在很大程度上规避风险，保护我们的人身和财产安全。
1.2 设计内容和设计目标
1.2.1 设计内容
（1）传感器选择红外热释传感、话筒、微波、摄像头、断线报警、触发开关等，不少于三种。
（2）通过单片机实现串口远距离通信，实现远程声光报警。
（3）将家用报警器与现代通信技术结合起来，设计GSM短信报警模块，向用户发送家中出现的各种险情。
1.2.2 设计目标
防盗报警器是很多单位和家庭目前需要配置的监控系统，本次设计要求设计一个多路防盗报警器，实现红外线、振动等信号的检测报警。硬件方面的设计要求是：具有多种报警方式、能实现灯光报警、通过GSM短信系统报警等多种功能。在设计完成后，要进行反复的测试，从而提高报警器性能的稳定性和可靠性。最后还需要针对可能出现的干扰因素，采取一些列抗干扰措施，保证报警器可以正常运行。
2 家用报警器系统设计方案
2.1 系统总体框架
硬
1 绪论 1
1.1 序言 1
1.1.1 家用报警器系统的构成 1
1.1.2 家用报警器的分类 1
1.1.3 防盗报警器在国内外的发展 1
1.2 设计内容和设计目标 3
1.2.1 设计内容 3
1.2.2 设计目标 3
2 家用报警器系统设计方案 4
2.1 系统总体框架 4
2.2 主控芯片AT89C51单片机介绍 6
2.2.1 单片机简介 6
2.2.2 家用报警器AT89C51接口说明 7
2.2.3 AT89C51单片机内部实现功能 8
2.3 传感器的介绍和选择 8
2.3.1 热释红外探测传感器 8
2.3.2 振动传感器介绍 11
3 家用报警器硬件电路 13
3.1 报警器电源电路 13
3.2 热释红外探测电路 14
3.3.1 热释红外传感器原理 14
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
r /> 2.2.3 AT89C51单片机内部实现功能 8
2.3 传感器的介绍和选择 8
2.3.1 热释红外探测传感器 8
2.3.2 振动传感器介绍 11
3 家用报警器硬件电路 13
3.1 报警器电源电路 13
3.2 热释红外探测电路 14
3.3.1 热释红外传感器原理 14
3.2.2 热释红外传感器接口连接 18
3.3 时钟电路的设计 18
3.3.1 时钟电路工作原理 18
3.4 复位电路的设计 19
3.5 声光报警电路的设计 20
3.6 GSM短信报警的设计 22
3.6.1 GSM通信系统的介绍 22
3.6.2 GSM通信系统的组成 22
3.6.3 GSM通信系统的特点 22
3.6.4 家用报警器中GSM模块介绍 23
4 系统硬件调试 25
5 抗干扰设计 26
结论 27
致谢 28
参考文献 29
1 绪论
1.1 序言
21世纪以来，我国经济发展水平大幅提高。人们对生活质量的要求早已超过了简单的温饱需求，而是在不断追求更高质量的生活。随着无线控制技术的快速发展，现代化的家庭防盗系统正逐步进入人们的生活，家用防盗报警器的需求量大幅提高。这种防盗报警器能及时发现家中出现的各种问题，并可以通过手机及时发送给用户，以便及时消灭险情，避免不必要的人身、财产损失。其中，用单片机设计的家用报警器凭借其独特优势，正在快速进入我们的生活。单片机是将8位多功能CPU和闪烁存储器巧妙组合在同一个芯片中，从而具备了很高的控制能力，可以满足将很多嵌入式系统的灵活组合在一起的设计需要。所以用单片机设计的家用报警器拥有丰富的报警源，并且报警形式灵活多样，实用性非常强。
1.1.1 家用报警器系统的构成
本次设计的家用报警器系统包括：多路探测传感器、控制器、声光报警器、GSM通信。多路探测传感器模块对外界警情进行探测，并通过单片机，控制报警信号电路做出相应状态处理。当有人闯入住宅时，会进行声光报警并向用户发送报警信息，从而保护用户的自身和财产安全。
1.1.2 家用报警器的分类
家用防盗报警器按工作原理不同可分为：热释红外报警器、微波信号报警器、超声波信号报警器、振动触发报警器、断线开关报警器等；按工作方式的不同可分为：主动和被动报警器。除此以外，还有很多划分方式。本次家用报警器设计中，使用了热释红外报警器和振动触发报警器。
1.1.3 防盗报警器在国内外的发展
(1）国内研究现状
在国内，报警器已经由传统的封闭式向多元化、智能化方向发展，市场上出现了各式各样的防盗报警系统。其中，以芯片式数码防盗器为主，它拥有丰富的功能。更早之前的机械式防盗器和电子式报警器由于功能功能过于单一，已经基本被淘汰了。而在现如今这个经济飞速发展的时代中，发展最快的是家庭智能防盗报警系统，尤其是一小区为单位设置的家用报警器。因为小区中用户集中，所以家用报警器的安装十分方便，并且经济效益非常高。报警系统和无线网络结合起来，已经成为了现代小区的潮流，也为小区的物业管理提供了便利。
(2）国外研究现状
国外的报警器大多采用了先进的红外探测技术，性能十分优异。主流的报警器包括超声波探测报警器、红外线探测报警器、触发式的探测报警器等。其中，使用红外直接对射到主机上的方式制作的报警器，是国际上应用最广范的，因为这种方式与其他方式相比具有发展成熟、操作简便、十分经济等优点。在欧洲、美国等先进国家，用户家中已经大量的使用家用防盗系统。人们对防盗的观念也越来越重视，在美国，差不多超出五成的家庭已经使用了这项智能防盗系统，并且使用人数仍在快速增长，人们希望通过安装防盗系统达到保护自身安全和财产安全的目的。
1.1.4 防盗报警器的发展前景与趋势
传统的家居防卫在实际运用中存在很多问题，已经不能完全满足用户的需要。因此，新一代智能家用防盗系统应运而生，并快速发展。家用报警器系统下一步的发展目标是数字化、集成化、无线化和智能化，所以我们不难汇总出现代家用报警技术的发展趋势：更智能化的设计、更多样的功能、更高的可靠性和稳定性、更强大的互联网功能、更高更丰富的扩展性。同时，科技的发展也为盗窃提高了可乘之机，不法分子也会使用现代科技手段进行犯罪。针对这种情况，我们就必须运用科技手段去预防潜在的威胁。将现代化家用报警系统引入到人们的生活中，可以在很大程度上规避风险，保护我们的人身和财产安全。
1.2 设计内容和设计目标
1.2.1 设计内容
（1）传感器选择红外热释传感、话筒、微波、摄像头、断线报警、触发开关等，不少于三种。
（2）通过单片机实现串口远距离通信，实现远程声光报警。
（3）将家用报警器与现代通信技术结合起来，设计GSM短信报警模块，向用户发送家中出现的各种险情。
1.2.2 设计目标
防盗报警器是很多单位和家庭目前需要配置的监控系统，本次设计要求设计一个多路防盗报警器，实现红外线、振动等信号的检测报警。硬件方面的设计要求是：具有多种报警方式、能实现灯光报警、通过GSM短信系统报警等多种功能。在设计完成后，要进行反复的测试，从而提高报警器性能的稳定性和可靠性。最后还需要针对可能出现的干扰因素，采取一些列抗干扰措施，保证报警器可以正常运行。
2 家用报警器系统设计方案
2.1 系统总体框架
硬
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