基于GSM模块的智能报警器设计开题报告

南京邮电大学毕业设计(论文)开题报告

防情况进行设置等。

二、 对课题的调研智能报警器(Intelligent Alarms) ,目前通常被定义为利用无线通讯、电脑和综合布线技 术，通过主控信息管理平台将与室内安全有关的各种子系统有机地结合的一个报警器系统。 首先，它需构建一个通信内部网络，为警报信息提供必要的通路，在主控平台的操作系 统的控制下，通过相应的硬件和执行机构，实现对所有室内传感器设备、控制器设备的监测 和控制。其次，它们都要通过一定的媒介平台，构成与外界的通讯通道，以实现与外界世界 的信息沟通，满足远程监测/控制和交换信息的需求。最后，它们的最终目的都是为满足人们 对安全、舒适、方便和符合绿色环境保护的需求。 1. 发展历史 报警器是一种为预防某事件的发生而通过声光气等形式来提醒或警示我们应该采取某 种行动的电子产品。 报警系统的发展与电子科学技术的发展息息相关，它大致经历了一下几个发展阶段：机 械式防盗阶段、电子式防盗阶段、芯片式数码式防盗器阶段和网络式防盗系统阶段。随着科 技的进步，第三代报警器逐渐普及，经常应用于系统故障、安全防范、交通运输、医疗救助、 应急救灾、感应检测等领域，与社会生产密不可分[2]。报警器功能的显著逐渐体现在生活中 的各个方面，使得报警器的智能化、数字化、科技化需求进一步提高。 报警器的应用可分为两类，一是适合于单个使用者使用的报警系统，另一类是适用于小 区联防报警的联网报警系统。 2.国内外研究现状 目前，国内外多个国家均对智能报警器系统做出了大量的研究和应用，并可将其整合于 智能家居系统中，促进智能家居(Smart Home)的研究和发展，获得了更广泛的应用前景[3]。 智能报警器系统根据连接模式的不同可分为两类，有线网络和无线网络。其中无线技术 包括蓝牙技术、ZigBee、802.11 和无线 USB 等都已有在智能报警器系统中相关应用；有线 连接方式则包括 RS-485 总线、IIC 总线、CAN 总线等，不同的连接方式适用于不同类型的 信号传输。当警报发生时如何及时通知用户已成为家居安全系统中的关键问题。基于此，报 警器系统可以通过因特网或者 GSM、GPRS 技术等

,全时段的待机以确保用户得到警报信息 的及时性和准确定[4]。 相较于国外智能报警器系统的高度统一标准和普遍应用，国内的智能传感器发展较为迟 滞。随着通信技术和网络技术的发展，使传统建筑业和 IT 行业有了更深的融合，推动了智 能传感器系统在企业、家居应用中的前进步伐，但是缺乏统一的行业标准、产品稳定性和可 靠性较差、缺乏完善的社会合作体系、跨产业合作困难等等，使得我国的智能报警器系统的 发展较为缓慢。 随着数字化、信息化通信平台的完善，报警器的数字化、信息化趋势会继续发展，智能 报警器系统将以其科学性、实用性、灵活性、绿色性，将更好地为人们提供舒适、便捷的服 务[5]。 3. 智能报警器发展趋势 智能报警器将能够更好地融入智能家居(Smart Home)系统，将家庭中各种与信息相关 的通讯设备、家用电器和家庭保安装置通过家庭智能主控平台进行连接，使得用户可以在家

庭智能化系统上进行集中地或异地的监视、控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与 住宅环境的和谐与协调[6]。

三、毕业设计解决方案：1. 系统硬件设计 通过阅读单片机 C 语言程序设计、STC12C5A60S2 技术指导手册、ARM、无线通讯、 现场总线等方面的资料和文献，最终确定了设计方案。 (1)MCU(Micro Control Unit)主控模块芯片选型： STC12C5A60S2 优点： (1) 高速 / 低功耗 / 超强抗干 扰能力强； (2) 指令代码完全兼容传统 8051 且速度快 8-12 倍； (3) 内部含外部掉电检测电 路,在 4.6 口有一个低电压 门槛比较器， 可用于低压检 测； (4)STC12C5A60S2 系列单 片机有双串口。 普通 8051 优点： (1) 大规模集成电路芯片， 是 CPU、RAM、ROM、I/O 接口和中断系统于同一硅 片的器件； (2)使用较为熟练。 ARM 优点： (1)CPU 功能上增加 DSP 指 令集； (2)运算能力强，灵活性高； (3) 速度快，资源丰富，支 持 LCD 显示和触屏 , 支持 SD 卡。

缺点： 运行速度较慢， 片内资源较 缺点： 少， 无内部存储器， 单串口。 外围电路复杂，成本较高。

相比较而言，应选用 STC12C5A60S2 系列单片机，因其内部含外部掉电检测电路：在 4.6 口有一个低电压门槛比较器，可用于低压检测；且 STC12C5A60S2 单片机有双串口，可 支持 MCU 同时与 GSM 模块和现场通信总线进行串行通信。除此之外，它完全兼容 51 单片 机，从成本上考虑也相对低廉，所以最后决定选用 STC12C5A60S2 系列单片机作为 MCU 芯 片。 (2)无线模块选择 ZigBee 模块 优点： (1)低复杂度、低功耗、低数 据速率 , 较蓝牙技术成本低 廉； (2) 抗干扰能力强，保密性 好。 nRF24L01 模块 315MHz 超外差无线模块 优点： 成本

低廉、 频率稳定、 接收灵敏度高。 缺点： (1) 静态时会输出短暂针状 干扰杂波， 传输时要采取软 件滤波； (2)功耗较大， 不适宜小容量 电池供电应用。 优点： (1) 单片射频收发器件 ,内置 频率合成器、功率放大器、 晶体振荡器、 调制器等功能 模块； (2) 输出功率和通信频道可 通过程序进行配置； 缺点： (3)功耗低， 多种低功率工作 开发和使用成本都过高， 将 模式(掉电模式和空闲模式) 直接增加安全系统的成本， 使节能设计更方便。 导致一般家庭无法承受。

相比较而言，nRF24L01 的低功耗、低成本、一主多从的通信方式非常适用于家居安检

系统， 且对于 nRF24L01 的通信使用有一定基础， 因此选用 nRF4L01 模块作为无线通信模块。 (3)现场总线模块选择 RS-485 总线 优点： (1) 采用平衡发送和差分接 收， 因此具有抑制共模干扰 的能力； (2) 布线简单，稳定可靠 ,广 泛应用于视频监控 ，门禁 对讲，楼宇报警等各个领 域； (3) 外围电路只采用一个芯 片，协议编写可操作。 缺点： 采用半双工工作方式， 任何 时候只能有一点处于发送 状态。 IIC 总线 优点： (1) 每个器件都有一个唯一 的地址识别， 且均可作为发 送器或接收器 (由器件的功 能决定) ; (2) 接口线少，控制方式简 单，器件封装形式小，通信 速率较高。 缺点： 传输距离有限， 且抗干扰能 力弱。 CAN 总线 优点： (1) 是国际上应用最广泛的 现场总线之一 , 广泛应用于 汽车计算机控制系统和环 境温度恶劣、 电磁辐射强和 振动大的工业环境 ； (2) 高可靠性和良好的错误 检测能力。 缺点： 外围电路较为复杂， 需专用 芯片，且协议编写复杂。

相比较而言，485 总线的稳定性高、成本低廉，布线简便等特性，以及其 10m 左右的传 输范围，更适用于本系统。 2. 系统软件设计 (1)GSM 模块通信设计； (2)智能报警器配置及控制策略设计； (3)无线传感器和通信协议设计； (4)现场通信总线和通信协议设计。 3. 系统结构图

图1

系统结构图

4. 主控节点工作流程图

图 2 主控节点工作流程图

四、毕设进度安排：从毕业设计工作开始起： 第 1-2 周：理解课题、查阅文献、撰写开题报告、开题； 第 3 周：基于 GSM 模块智能报警器系统方案确定； 第 4 周：学习熟悉 STC12C5A60S2 单片机及其基本程序设计； 第 5 周：硬件电路设计； 第 6 周：低电压检测模块设计； 第 7 周：软件架构设计； 第 8 周：硬件电路连接及基本调试； 第 9 周：各软件部分程序设计及调试； 第 10 周：各软硬件程序的调试、连接； 第 11 周：系统调试； 第 12-13 周：系统改善，撰写报告、技术 …… 此处隐藏：1792字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……