单片机的家庭防盗系统
摘 要随着生活水平的不断提高，科技的不断进步，传统的防盗门已经不能满足家庭安全的要求，电子密码锁的应用越来越广泛。机械锁的钥匙容易复制且容易撬开，而电子密码锁“钥匙”是不能被复制的，密码可以随时更改，功能强大，安全可靠。再加上GSM短信模块报警的功能，大大提高了用户的安全强度。本论文主要介绍了一种家庭防盗系统的设计实现调试的过程。首先阐述了硬件模块构成，它们是处理模块、键盘模块、显示器模块和GSM短信模块。处理模块采用MSP430单片机，键盘模块由4×4矩阵键盘组成，显示模块使用的是诺基亚5110液晶显示器，GSM短信传输模块使用的是TC35芯片。然后介绍了软件编写流程和调试过程，该设计采用c语言编程，使用IAR软件进行仿真和调试，主要有主程序设计、键盘输入程序设计、液晶显示程序设计以及报警程序设计。最后调试结果表明该设计能实现以下功能：通过键盘模块进行密码输入、密码更改，密码正确时开锁，以及当密码输入错误超过三次时通过GSM短信模块向用户发送报警短信。该系统具有成本低，功耗小，容易实现等优点，若进一步增加红外线报警器、声光报警器、监控摄像头等功能，它还可以运用到寻车防抢、警局监控、海关检查等领域。
目录
摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2家庭防盗的发展概况 1
1.2.1家庭防盗系统概述 1
1.2.2国内外当前发展状况 2
1.2.3研究的主要内容 3
第2章 系统总体方案设计 4
2.1系统方案 4
2.1.1单片机选择 4
2.1.2显示器选择 6
2.1.3报警电路的选择 6
2.2方案选择 7
第3章 系统硬件设计 8
3.1单片机系统简介 8
3.1.1单片机概述 8
3.1.2单片机发展历史 8
3.1.3单片机的应用领域 9
3.1.4 MSP430单片机设计 10
3.2电源电路 11
3.3复位电路 12
3.4 4×4行列式键盘设计 12
3.5显
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
示模块设计 13
3.6 GSM短信模块设计 14
3.6.1 GSM模块介绍 14
3. 6.2 GSM模块接口设计 14
3.7总体设计 15
第4章 系统软件设计 17
4.1软件总框图设计 17
4.2主程序 19
4.3键盘输入设计 22
4.3液晶显示设计 23
4.4 GSM短信传输设计 23
第5章 系统调试 25
5.1 IAR及Protel软件简介 25
5.1.1 IAR软件 25
5.1.2 Protel软件 26
5.2 硬件调试 27
5.2.1逻辑故障排除 27
5.2.2排除元器件失效 27
5.2.3模块化检测 27
5.3软件调试 27
5.4软硬件联调 28
总结与展望 29
致谢 30
参考文献 31
附录 32
附录A 外文翻译 32
附录B 源程序 49
附录C 实物图 62
第1章 绪论
1.1研究背景
近些年来，各种入室抢劫、入室偷盗的案件层出不穷，这类案件轻则导致财产损失，重则导致人员伤亡。于是，人们对家庭防盗的要求越来越高，普通的机械锁已经渐渐不能满足要求。正是基于这个原因，我设计了一款基于MSP430单片机的家庭防盗系统。
随着生活水平的不断提高，科技的不断进步，电子密码锁的应用越来越广泛，普通的防盗门已经不能满足家庭安全的要求。本文将对一种电子密码锁以及GSM短信传输的防盗报警系统进行阐述。电子密码锁的工作原理很简单，类似于普通的机械锁，开锁需要钥匙，只是在电子密码锁中，钥匙就是电子指令。只要在键盘中输入正确的密码，单片机接收后就会发出开锁指令，就能控制锁的开闭。
电子密码锁的种类有很多，像我们校区现在都很常见的密码锁，输入正确的密码或是刷卡后才能进楼，当然还有各式各样的高端密码锁。电子密码锁之所以受到大众青睐，是因为它与普通机械锁相比，其功能更加强大，更加安全。电子密码锁的安全性高，主要体现在组合密码的方法非常多，所以比常规的锁要安全很多，正常勤快下基本无法随机破解密码，自然也无法开锁。使用者根据自己需要设置密码，以防密码被窃，也能增强安全系数。进入时需要输入密码，如果使用者连续3次输入错误的密码，系统会认为有窃贼进入，自动启动报警功能——Gsm短信报警，把报警短信发到户主手机上。电子密码锁的操作很简单，现在很多小区的老年人也可以轻松的开锁并且更换密码。 一般设定的密码都有固定的位数，所以在你输完这么多位之前都可以任意输密码，当然，如果连续输错多次，密码锁将会关闭一段时间。出门的时候不需要做任何多余的操作，只要把门关上，密码锁就会自动的锁住。
1.2家庭防盗的发展概况
1.2.1家庭防盗系统概述
国内的防盗报警系统还是比较落后，很多的用户还是使用的很简单的防盗方式, 这样让很多小偷有机可趁，所以很多家庭防盗系统采用了国外进口的芯片，利用微电脑控制，集智能性、通信性、即时性于一身的先进产品。既可以普通的小区单独使用，也可与网络连接使用。要实现该系统的联网功能，可以将各家各户中单独的防盗系统连接起来，并与当地公安机关连接，这就构成一张防盗的天网。一旦这个防盗网络中的任何一家发生报警的情况，就立即向该网络中的其他家庭发出报警信息——发送报警短信，并向当地公安机关报案。这种以点带面的全面防范模式，可以让盗贼无处遁形。这样一来就可以根据监控等设备来掌握现场的状况，方便为接下来的行动做合理的分配，达到及时、高效、安全的目的。
安装方便：安装时不需要增加任何线路，只需提供合适的电源，就可以使用了。此外，如果觉得安全范围不够，可以通过增加探测器来改善。小区联网：与其他家庭系统联网后，由于采用GSM短信报警，可以将出现的意外情况立即以短信的方式告知户主。现场报警：该系统配置了高分贝报警器，能吓退盗贼。如果用户觉得太吵，可以将系统设置在静音模式下工作，不影响用户的日常生活。当然，用户在使用这些设备的时候也要注意很多事项，保证电量充足，不要被污渍长期污染，不能被强光直射。为了保障每个电子设备都要发挥它的作用，所以现场布置的合理性很重要，感应设备要装在门窗附近。如果安装了监听器，就可以对现场的状况了如指掌，当有危险发生时，也能做出及时的应对。因为有联网，所以当有人遇到突发病症也可以通过这个系统来求救。当家里没有人的时候，小偷的手段也很高超，首先大同警局电话，将电话占线，这样报警系统可能会被耽误，但是时间超过一定时间就会被发现。
1.2.2国内外当前发展状况
家庭防盗报警系统一直受到各国的广大青睐，各国都在争相发展家庭防盗系统，因为广大群众都开始更加关注自己的人身财产。[9]中国的家庭防盗报警系统已经发展了几十年了，但是和国外的发展水平相比，我国的家庭防盗系统还是相对比较落后。防盗报警系统在我国发展一直处于不是很火热的状态，中国当前的防盗报警系统一般都是建筑商在建完楼后装上一个简单的密码锁，只是做了一个表面工作，而大多数的用户对其具体的操作并没有知情权和选择权。现在很多小区里的监控系统，有很多地方几乎都拍不到，而且是否是24小时都进行监控，用户们都不能确定，而一般的用户也不会主动去关心这些问题，只有财产损失时才会记起家庭防盗的重要性。
我国现在家庭防盗系统的不足之处就是系统的选择权和知情权都掌握在建筑商的手里，而最终居住的却是用户。所以这种模式很难让中国的家庭防盗系统有所发展，所以应该制定合适的条款来保障用户对防盗系统的了解和选择的权利。十年前，家庭防盗系统在中国很少有人了解，更别指望开发商在建设小区时会引用家庭防盗系统。进十年，智能家庭，智慧家居逐渐兴起，家庭防盗系统也得到了一定的应用。但是至今这些防盗系统都比较令人担忧，毕竟时间久远，这些防盗系统也没有进行检查更新，所以很多都已经不起作用，安全性令人感到担忧。
目录
摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2家庭防盗的发展概况 1
1.2.1家庭防盗系统概述 1
1.2.2国内外当前发展状况 2
1.2.3研究的主要内容 3
第2章 系统总体方案设计 4
2.1系统方案 4
2.1.1单片机选择 4
2.1.2显示器选择 6
2.1.3报警电路的选择 6
2.2方案选择 7
第3章 系统硬件设计 8
3.1单片机系统简介 8
3.1.1单片机概述 8
3.1.2单片机发展历史 8
3.1.3单片机的应用领域 9
3.1.4 MSP430单片机设计 10
3.2电源电路 11
3.3复位电路 12
3.4 4×4行列式键盘设计 12
3.5显
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
示模块设计 13
3.6 GSM短信模块设计 14
3.6.1 GSM模块介绍 14
3. 6.2 GSM模块接口设计 14
3.7总体设计 15
第4章 系统软件设计 17
4.1软件总框图设计 17
4.2主程序 19
4.3键盘输入设计 22
4.3液晶显示设计 23
4.4 GSM短信传输设计 23
第5章 系统调试 25
5.1 IAR及Protel软件简介 25
5.1.1 IAR软件 25
5.1.2 Protel软件 26
5.2 硬件调试 27
5.2.1逻辑故障排除 27
5.2.2排除元器件失效 27
5.2.3模块化检测 27
5.3软件调试 27
5.4软硬件联调 28
总结与展望 29
致谢 30
参考文献 31
附录 32
附录A 外文翻译 32
附录B 源程序 49
附录C 实物图 62
第1章 绪论
1.1研究背景
近些年来，各种入室抢劫、入室偷盗的案件层出不穷，这类案件轻则导致财产损失，重则导致人员伤亡。于是，人们对家庭防盗的要求越来越高，普通的机械锁已经渐渐不能满足要求。正是基于这个原因，我设计了一款基于MSP430单片机的家庭防盗系统。
随着生活水平的不断提高，科技的不断进步，电子密码锁的应用越来越广泛，普通的防盗门已经不能满足家庭安全的要求。本文将对一种电子密码锁以及GSM短信传输的防盗报警系统进行阐述。电子密码锁的工作原理很简单，类似于普通的机械锁，开锁需要钥匙，只是在电子密码锁中，钥匙就是电子指令。只要在键盘中输入正确的密码，单片机接收后就会发出开锁指令，就能控制锁的开闭。
电子密码锁的种类有很多，像我们校区现在都很常见的密码锁，输入正确的密码或是刷卡后才能进楼，当然还有各式各样的高端密码锁。电子密码锁之所以受到大众青睐，是因为它与普通机械锁相比，其功能更加强大，更加安全。电子密码锁的安全性高，主要体现在组合密码的方法非常多，所以比常规的锁要安全很多，正常勤快下基本无法随机破解密码，自然也无法开锁。使用者根据自己需要设置密码，以防密码被窃，也能增强安全系数。进入时需要输入密码，如果使用者连续3次输入错误的密码，系统会认为有窃贼进入，自动启动报警功能——Gsm短信报警，把报警短信发到户主手机上。电子密码锁的操作很简单，现在很多小区的老年人也可以轻松的开锁并且更换密码。 一般设定的密码都有固定的位数，所以在你输完这么多位之前都可以任意输密码，当然，如果连续输错多次，密码锁将会关闭一段时间。出门的时候不需要做任何多余的操作，只要把门关上，密码锁就会自动的锁住。
1.2家庭防盗的发展概况
1.2.1家庭防盗系统概述
国内的防盗报警系统还是比较落后，很多的用户还是使用的很简单的防盗方式, 这样让很多小偷有机可趁，所以很多家庭防盗系统采用了国外进口的芯片，利用微电脑控制，集智能性、通信性、即时性于一身的先进产品。既可以普通的小区单独使用，也可与网络连接使用。要实现该系统的联网功能，可以将各家各户中单独的防盗系统连接起来，并与当地公安机关连接，这就构成一张防盗的天网。一旦这个防盗网络中的任何一家发生报警的情况，就立即向该网络中的其他家庭发出报警信息——发送报警短信，并向当地公安机关报案。这种以点带面的全面防范模式，可以让盗贼无处遁形。这样一来就可以根据监控等设备来掌握现场的状况，方便为接下来的行动做合理的分配，达到及时、高效、安全的目的。
安装方便：安装时不需要增加任何线路，只需提供合适的电源，就可以使用了。此外，如果觉得安全范围不够，可以通过增加探测器来改善。小区联网：与其他家庭系统联网后，由于采用GSM短信报警，可以将出现的意外情况立即以短信的方式告知户主。现场报警：该系统配置了高分贝报警器，能吓退盗贼。如果用户觉得太吵，可以将系统设置在静音模式下工作，不影响用户的日常生活。当然，用户在使用这些设备的时候也要注意很多事项，保证电量充足，不要被污渍长期污染，不能被强光直射。为了保障每个电子设备都要发挥它的作用，所以现场布置的合理性很重要，感应设备要装在门窗附近。如果安装了监听器，就可以对现场的状况了如指掌，当有危险发生时，也能做出及时的应对。因为有联网，所以当有人遇到突发病症也可以通过这个系统来求救。当家里没有人的时候，小偷的手段也很高超，首先大同警局电话，将电话占线，这样报警系统可能会被耽误，但是时间超过一定时间就会被发现。
1.2.2国内外当前发展状况
家庭防盗报警系统一直受到各国的广大青睐，各国都在争相发展家庭防盗系统，因为广大群众都开始更加关注自己的人身财产。[9]中国的家庭防盗报警系统已经发展了几十年了，但是和国外的发展水平相比，我国的家庭防盗系统还是相对比较落后。防盗报警系统在我国发展一直处于不是很火热的状态，中国当前的防盗报警系统一般都是建筑商在建完楼后装上一个简单的密码锁，只是做了一个表面工作，而大多数的用户对其具体的操作并没有知情权和选择权。现在很多小区里的监控系统，有很多地方几乎都拍不到，而且是否是24小时都进行监控，用户们都不能确定，而一般的用户也不会主动去关心这些问题，只有财产损失时才会记起家庭防盗的重要性。
我国现在家庭防盗系统的不足之处就是系统的选择权和知情权都掌握在建筑商的手里，而最终居住的却是用户。所以这种模式很难让中国的家庭防盗系统有所发展，所以应该制定合适的条款来保障用户对防盗系统的了解和选择的权利。十年前，家庭防盗系统在中国很少有人了解，更别指望开发商在建设小区时会引用家庭防盗系统。进十年，智能家庭，智慧家居逐渐兴起，家庭防盗系统也得到了一定的应用。但是至今这些防盗系统都比较令人担忧，毕竟时间久远，这些防盗系统也没有进行检查更新，所以很多都已经不起作用，安全性令人感到担忧。
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