互联网+的家庭安全智能防盗系统(附件)
本设计主要使用STM32F407芯片实现基于单片机的家庭智能防盗系统的设计，其主要有两大功能智能防盗报警功能和智能门禁功能；智能防盗报警功能包括人体红外检测报警部分和RGB小灯指示部分，能够检测是否有人闯入并自动报警同时有不同颜色灯光提示。智能门禁功能包括两种开门方式输入密码开门和刷卡开门，开门成功后会启动步进电机，通过步进电机有规律转动来模拟锁芯转动，其中进门密码可由住户自由修改，同时住户还能通过门禁上的触摸屏拨打电话。本文设计的家庭智能防盗系统以STM32F407为核心处理芯片，以W25Q64和AT24C02为主要存储芯片，硬件部分包含人体红外传感器、GSM通信模块、RFID-RC522射频卡、步进电机驱动电路和RGB指示灯电路。关键词 家庭，安全防盗，智能门禁，STM32F407，RFID-RC522，GSM通信
目 录
1 绪论 1
1．1 智能家居的概述 1
1．2 本科课题的任务和意义 2
2 系统分析 2
2．1 系统需求分析 2
2．2 系统可行性分析 3
3 系统的总体设计 4
3．1 硬件系统的结构 4
3．2 软件系统的结构 5
4 硬件电路设计 6
4．1 单片机STM32F407简介 6
4．2 LCD显示屏 8
4．3 触摸屏 9
4．4 数据存储芯片 11
4．5 GSM通信模块 13
4．6 RFIDRC522射频卡 15
4．7 其他硬件设备 18
5 软件程序设计 20
5．1 两种通信方式的程序实现 20
5．2 LCD屏显示程序 23
5．3 触摸屏校准程序 26
5．4 密码修改程序 27
5．5 主要的中断触发程序 29
6 系统测试 31
结 论 38
致 谢 39
参 考 文 献 40
1 绪论
现阶段我国正处在经济结构转型的时期，国家经济正从制造经济 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
转向服务经济，人们服务意识的提高和享受高质量服务意愿的增强，住户对家居的要求不在是简单的遮风挡雨那么简单了，在物联网高速发展的大环境下，智能家居逐渐影响着人们的生活习惯，而在智能家居中智能安全防盗系统更是重中之重。
1．1 智能家居的概述
智能家居设备主要包括由一个或多个MCU组成的中央控制系统、智能安防系统，智能照明系统，智能线路管理系统，互联网通信系统，家庭环境适应系统和可视乎娱乐系统等多个智能家居配套系统[1]。智能家居不局限于某一个电子产品，而是利用互联网计算机组网，将家中各种电子设备，智能设备以及家具等传统器具用组网的形式，组成一个完整的智能可控系统，该系统既有一个总理管理智能中心，每个子系统也能独立处理相关信息，实现1+1>2的效果。
随着VR、AR和人工智能技术的不断发展，现在智能家居也在不断扩充能容，将来必定出现立体家居管家这类虚拟机器管家，越来越多的高新技术不断投入到智能家居中，使其成为信息技术完美的应用[2]。与普通传统家教环境相比，智能家居将静态的住房概念转换为家具与人与外界网络不间断互动，能够改善邻里关系的综合智能体，提升了人们的幸福度。
智能安防的观念于欧美地区在上世纪80年代最先提出，90年代兴起并向全球普及[1]。现在，随着智能家居的发展，人们更加信赖智能设备，普通家庭也愿意购买智能设备来提升自己的家居质量，而人们往往首先想到购买的就是智能防盗产品。家庭防盗已不再是单纯的电子产品，而是称为了人们生活中不可分割的一部分。家庭安防并不能完全杜绝犯罪，但能在盗窃发生时及时的给予盗窃分子和住户报警信息，让盗窃损失最小化，最终成为一张无形的安全网，守护着整个家庭。
现阶段的智能家居、智能安防设备往往都是枪匹马的战斗，只能在某一方面为家居提供服务，需要住户自己选购搭配。未来住户将不需要单独购买再自己装配设备，而是有某一个厂商提供一套完整的家庭智能安防解决方案，并能根据不同客户，不同家庭的具体要求做出响应改变，实现1对1独立独特的属于住户自己的家庭安防体系，为用户提供最人性化的安全体验。
1．2 本科课题的任务和意义
随着城市化进程的不断推进，人们往往拥挤在大城市中，但随着平复差距的不断加大，一些不法分子也随之增多，入室盗窃也越来越越多。如果住户在家中与盗窃分子产生正面冲突，跟会对住户产生人身伤害，甚至是生命危险。面对犯罪最好的处理方法就是预防，所以如何提前发现入室盗窃行为并及时做出相应的警告措施已成为社会及广大智能公司关注的焦点，只有在犯罪时甚至是犯罪前给予小偷警告并提醒住户，才能最大程度降低损失。本课题设计研制了一套智能家居防盗控制系统，该系统通过人体红外扫描等技术监测和控制相关门窗及周围信息，对异常信息及时反馈给用户，能有效阻止上述恶劣情况发生。
本次任务就是设计一个基于STM32F407的家庭智能防盗系统，它具有IC卡识别及密码读取功能：由单片机读取及处理IC卡信息或者输入门禁密码，实现开启门窗智能门禁的功能；安装人体红外感应模块，有小偷闯入时，自动通过GSM远程报警；可以通过按键或其他输入调节模式，如布防、撤防等智能门禁，加强家庭安全防盗功能。
2 系统分析
2．1 系统需求分析
本次设计主要面对一般家庭的安全防盗，而一般家庭的安全防盗主要分为两个部分：门和窗。其中门是住户唯一的进入房屋的途径，所以这部分设计既要让住户方便快捷的开门，也要足够安全让陌生人无法进入；所以本次设计较传统的钥匙开门方式外还要添加刷卡开门和输密码开门两种方式，安全方面，住户只有使用已经存储过的开才能进门，修改密码只有在正确输入原密码的情况下才能修改，否则没有权限修改，同时门禁触摸屏还应含有查看可用IC卡状况的功能以及触摸键盘输入的功能。为了应对出门没带手机的情况，门禁上还会安装GSM模块用来拨打电话。窗的部分是防盗的重点保护对象，小偷往往会在家中无人时通过窗户进入房屋，这时如果没有发出预警，那么小偷就能轻易偷取家中财务，所以窗口需要加装人体红外传感器用来实时监测，检测到时需要声光的报警用来阻止小偷进入，同时需要GSM模块向预设的手机拨打报警电话。为了防止家中有人时产生误报的情况，就需要有布防和撤防的功能，同时为了提醒住户根据情况布防撤防，需要添加指示灯来显示传感器的开启状态。
目 录
1 绪论 1
1．1 智能家居的概述 1
1．2 本科课题的任务和意义 2
2 系统分析 2
2．1 系统需求分析 2
2．2 系统可行性分析 3
3 系统的总体设计 4
3．1 硬件系统的结构 4
3．2 软件系统的结构 5
4 硬件电路设计 6
4．1 单片机STM32F407简介 6
4．2 LCD显示屏 8
4．3 触摸屏 9
4．4 数据存储芯片 11
4．5 GSM通信模块 13
4．6 RFIDRC522射频卡 15
4．7 其他硬件设备 18
5 软件程序设计 20
5．1 两种通信方式的程序实现 20
5．2 LCD屏显示程序 23
5．3 触摸屏校准程序 26
5．4 密码修改程序 27
5．5 主要的中断触发程序 29
6 系统测试 31
结 论 38
致 谢 39
参 考 文 献 40
1 绪论
现阶段我国正处在经济结构转型的时期，国家经济正从制造经济 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
转向服务经济，人们服务意识的提高和享受高质量服务意愿的增强，住户对家居的要求不在是简单的遮风挡雨那么简单了，在物联网高速发展的大环境下，智能家居逐渐影响着人们的生活习惯，而在智能家居中智能安全防盗系统更是重中之重。
1．1 智能家居的概述
智能家居设备主要包括由一个或多个MCU组成的中央控制系统、智能安防系统，智能照明系统，智能线路管理系统，互联网通信系统，家庭环境适应系统和可视乎娱乐系统等多个智能家居配套系统[1]。智能家居不局限于某一个电子产品，而是利用互联网计算机组网，将家中各种电子设备，智能设备以及家具等传统器具用组网的形式，组成一个完整的智能可控系统，该系统既有一个总理管理智能中心，每个子系统也能独立处理相关信息，实现1+1>2的效果。
随着VR、AR和人工智能技术的不断发展，现在智能家居也在不断扩充能容，将来必定出现立体家居管家这类虚拟机器管家，越来越多的高新技术不断投入到智能家居中，使其成为信息技术完美的应用[2]。与普通传统家教环境相比，智能家居将静态的住房概念转换为家具与人与外界网络不间断互动，能够改善邻里关系的综合智能体，提升了人们的幸福度。
智能安防的观念于欧美地区在上世纪80年代最先提出，90年代兴起并向全球普及[1]。现在，随着智能家居的发展，人们更加信赖智能设备，普通家庭也愿意购买智能设备来提升自己的家居质量，而人们往往首先想到购买的就是智能防盗产品。家庭防盗已不再是单纯的电子产品，而是称为了人们生活中不可分割的一部分。家庭安防并不能完全杜绝犯罪，但能在盗窃发生时及时的给予盗窃分子和住户报警信息，让盗窃损失最小化，最终成为一张无形的安全网，守护着整个家庭。
现阶段的智能家居、智能安防设备往往都是枪匹马的战斗，只能在某一方面为家居提供服务，需要住户自己选购搭配。未来住户将不需要单独购买再自己装配设备，而是有某一个厂商提供一套完整的家庭智能安防解决方案，并能根据不同客户，不同家庭的具体要求做出响应改变，实现1对1独立独特的属于住户自己的家庭安防体系，为用户提供最人性化的安全体验。
1．2 本科课题的任务和意义
随着城市化进程的不断推进，人们往往拥挤在大城市中，但随着平复差距的不断加大，一些不法分子也随之增多，入室盗窃也越来越越多。如果住户在家中与盗窃分子产生正面冲突，跟会对住户产生人身伤害，甚至是生命危险。面对犯罪最好的处理方法就是预防，所以如何提前发现入室盗窃行为并及时做出相应的警告措施已成为社会及广大智能公司关注的焦点，只有在犯罪时甚至是犯罪前给予小偷警告并提醒住户，才能最大程度降低损失。本课题设计研制了一套智能家居防盗控制系统，该系统通过人体红外扫描等技术监测和控制相关门窗及周围信息，对异常信息及时反馈给用户，能有效阻止上述恶劣情况发生。
本次任务就是设计一个基于STM32F407的家庭智能防盗系统，它具有IC卡识别及密码读取功能：由单片机读取及处理IC卡信息或者输入门禁密码，实现开启门窗智能门禁的功能；安装人体红外感应模块，有小偷闯入时，自动通过GSM远程报警；可以通过按键或其他输入调节模式，如布防、撤防等智能门禁，加强家庭安全防盗功能。
2 系统分析
2．1 系统需求分析
本次设计主要面对一般家庭的安全防盗，而一般家庭的安全防盗主要分为两个部分：门和窗。其中门是住户唯一的进入房屋的途径，所以这部分设计既要让住户方便快捷的开门，也要足够安全让陌生人无法进入；所以本次设计较传统的钥匙开门方式外还要添加刷卡开门和输密码开门两种方式，安全方面，住户只有使用已经存储过的开才能进门，修改密码只有在正确输入原密码的情况下才能修改，否则没有权限修改，同时门禁触摸屏还应含有查看可用IC卡状况的功能以及触摸键盘输入的功能。为了应对出门没带手机的情况，门禁上还会安装GSM模块用来拨打电话。窗的部分是防盗的重点保护对象，小偷往往会在家中无人时通过窗户进入房屋，这时如果没有发出预警，那么小偷就能轻易偷取家中财务，所以窗口需要加装人体红外传感器用来实时监测，检测到时需要声光的报警用来阻止小偷进入，同时需要GSM模块向预设的手机拨打报警电话。为了防止家中有人时产生误报的情况，就需要有布防和撤防的功能，同时为了提醒住户根据情况布防撤防，需要添加指示灯来显示传感器的开启状态。
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