摘 要

21世纪以来，随着科学技术的不端发展与进步，我们的生活中出现了各式各样的防盗报警装置。但其中的大多数，存在着制造成本高，检测距离短，错误率高等问题，并不适合人们日常生活中的消费需求。在一些大型公司或者网吧中，机房是储存贵重资料和网络平稳运行的核心如果机房被人盗取，那损失将不可估量。早期的安全报警装置大多针对某个具体的安全隐患进行设计的，比如防盗门，火灾报警器等。虽然这些报警装置能够做到基本的防盗功能但是功能太过于单一，很容易给不法分子找到破解的方法，并且在发生有人非法闯入的情况下但是此时无人看管时，单纯的响铃报警也就失去了意义。考虑到传统报警装置的弊端，我想到了利用GSM网络技术设计一种机房防盗系统，基于GSM和STC89C52单片机设计的防盗系统，适用环境更加广泛。这一系统利用传感器和GSM无线网络，以短信形式快速告知相关负责人能够实现即时通信，以短信形式实现防盗，防火，远程控制等。在系统的硬件设计中，采用了STC89C52单片机为报警系统的主控制器，主要包括了GSM模块电路设计，震动模块电路设计，指示灯模块电路设计，蜂鸣器报警电路设计；在软件设计中，主要利用C语言进行各模块的程序设计。经过各个模块的联调和系统的最终调试，实现了机房防盗报警的功能。

本文设计的基于GSM的防盗报警装置，可行性高，解决了传统报警装置的弊端，能够第一时间通知相关负责人，报警准确，为公司或者个人贵重物品的安全提供保障。也可以用于其他场合的防盗报警，具有广泛的实用性。

关键字：GSM；防盗报警系统；单片机

Abstract

With the rapid development of science and technology, various anti-theft alarm devices have appeared in our life. But most of them have the problems of high manufacturing cost, short detection distance and high error rate, which are not suitable for people's daily consumption needs. In some large companies or Internet cafes, the computer room is the core of storing valuable information and the smooth operation of the network. If the computer room is stolen, the loss will be immeasurable. Early security alarm devices are mostly designed for a specific security risk, such as anti-theft doors, fire alarms and so on. Although these alarm devices can achieve the basic anti-theft function, but the function is too single, it is easy to find a way to crack the illegal elements, and in the case of illegal intrusion, but when no one is watching, the simple ringing alarm will lose its significance. Considering the drawbacks of traditional alarm devices, I think of using GSM network technology to design a computer room anti-theft system. The anti-theft system based on GSM and STC89C52 MCU is more widely applicable to the environment. This system uses sensors and GSM wireless network to quickly inform the relevant person in charge of instant messaging, anti-theft, fire prevention and remote control in the form of short messages. In the hardware design of the system, STC89C52 MCU is used as the main controller of the alarm system. It mainly includes GSM module circuit design, vibration module circuit design, indicator module circuit design, buzzer alarm circuit design. In software design, C language is used to design the program of each module. After the final debugging of the system, the anti-theft and alarm function of the computer room is realized.

The anti-theft alarm device based on GSM designed in this paper has high feasibility, solves the drawbacks of traditional alarm device, can inform the relevant person in charge at the first time, alarm accurately, and provides security for the company or personal valuables. It can also be used in other occasions to prevent theft and alarm, and has a wide range of practicability.

Key words: anti-theft alarm system; single chip computer

目录

第1章 绪论 1

1.1研究目的与意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.3 研究内容与本文结构安排 2

第二章 GSM网络体系分析和GSM模块GSM网络结构设计 3

2.1 GSM网络体系分析 3

2.2短消息业务的设计 6

第三章 机房防盗报警器的硬件设计 8

3.1 STC89C52单片机 8

3.2 TC35模块 10

3.3震动模块 11

3.4蜂鸣器报警 13

3.5本章小结 14

第4章 机房防盗报警器的软件设设计 15

4.1主控程序设计 15

4.2 AT指令 16

第五章 系统调试及结果分析 17

5.1硬件调试 17

5.2软件调试 17

5.3本章小结 18

第6章 总结与展望 19

6.1论文总结 19

6.2 存在的问题及展望 19

参考文献 20

附录A 21

附录B 24

致谢 30

第1章 绪论

1.1研究目的与意义

改革开放以来，中国的各项领域取得了突破性发展，人们的生活和科技水平不断提高，自我保护意识也在不断完善。人们不再仅仅强调集体安全意识，个人的财产安全也渐渐的被提到了一个新的高度。进入了信息时代。电子技术、通信技术、控制技术等高科技密切相关。也正是因为这些技术的快速发展，给了我们在目前市场上的防盗报警系统的研究提供了新的研究方向。同样，在控制领域，单片机作为一种已经广泛使用的控制核心部件，目前技术已经相当成熟。利用这种稳定的控制技术加上移动无线通信的通信方式必定会在防盗领域开辟一块新的领地。

相比老式的防盗系统，利用移动通信技术的新型防盗系统应用十分广泛。比如在一些环境恶劣的地方也能监控到设备的状态，而且可以实现24小时无人监控，减少相关工作人员的数量，避免了对人力、财力的浪费。GSM蜂窝移动通信是现在最具有代表性的无线通信技术，才用无线移动和数字处理技术，已经广泛应用于医疗，交通，电力，铁路，市政，公安部门等等。GSM移动通信的优点是终端的可移动性、传输距离不受地域的限制、真正实现了远距离控制，解决了旧式报警装置的固定电话或有线宽带带来的局限性，实现了真正意义上的无线报警。另外，市场上的主流的报警系统主要用于一些大公司或者政府机构，价格十分昂贵，使普通家庭很难承受。所以设计一款价格低廉，性能稳定、可靠性高的防盗报警装置，在私人财产安全方面一定会有很好的前景。

本设计以单片机为核心，使报警装置与无线通信相结合，采用GSM通信技术，第一时间能通知到相关负责人，并且能够将被盗信息一起以短信形式告知管理员，能第一时间了解受损情况，以便能进行及时的报警。及时管理员不在贵重物品身边，也能及时获取自己的财产安全情况，使生活更安全，更智能，具有很高的实用价值。

1.2国内外研究现状

尽管新型的防盗系统大的改革近期才逐渐发展起来，但其实防盗报警系统很早之前就在国外不断的发展，在国外的街道上，由于街道很多，有时候警察接到报警并不能很快的分辨出到底是哪个街道出现问题，而且如果警察局离得很远，并不能保证警察第一时间到达现场进行救援。随着无线通信和网络系统的发展，慢慢的代替了从前古老的信息传递的方式，网络的自动拨号和电话线的大量使用给报警系统提供了新的渠道和方法。如何能使信息高效，准确，快速的汇总到一起并能够第一时间告诉相关人员成为日后防盗报警的新方向。科学技术的迅猛发展又为这一新方向提供了新的思路和解决办法，以一个高速，顺畅的网络为前提，通过远程无线通信实现双向通信，解决了电话线报警过分依赖电话线传输的弊端，真正实现了随时随地掌握可能遇到的财产安全问题。我国的安防起步较晚，和国外差距明显，但是我们也不能固步自封，应该积极吸收和学习国外企业宝贵的经验和技术，这样才能早日崛起。GSM通信技术已经相对比较成熟，最早的时候应用于电话、传真机等等，运用于GSM模块进行小型的机房防盗报警，实现一个以单片机为系统的无线网络监控系统，只要有人非法打开了机房里的机器，能够立刻以短信形式告知管理员，不仅成本低廉，而且快速，准确，误报率低。本文就是利用单片机与GSM通信技术设计的一款机房防盗报警器。

1.3 研究内容与本文结构安排

本文主要完成的基于GSM的机房防盗报警装置，在51单片机的基础上，能够将被盗机器信息以短信的形式发送给指定的手机，并且发生报警器报警。用户在接收到短信通知时可以根据机器号进行有效的排查，尽快确定有问题的机器，能大大节省时间。该系统可以在管理员不在机器身边时也能够检测贵重机器的安全，保障自己的财产安全。用单片机控制提高了效率，预防效果更明显。开发出能适应当今市场需求的，低价位的、可靠性较高、操作简单的报警系统具有非常重要的现实意义。具体工作安排如下：

第一章：论述了研究课题的目的和意义、国内外发展现状，从国内外发展近况以及防盗报警装置的社会需求等方面确定了本课题的解决方案：在51单片机上利用GSM通信技术实现机房防盗报警系统。

第二章：主要介绍了GSM网络的概念和远程通信基础，以及单片机上GSM模块相关知识体系结构。相关GSM模块设计。

第三章：系统的硬件电路设计，以51单片机为核心的控制模块设计外围电路，主要包括振动检测模块、指示灯显示模块、蜂鸣器报警模块、GSM模块。

第四章：根据各模块的硬件电路设计，进行相关模块的软件设计，编写各个独立模块的相应软件代码。

第五章：将代码下载到硬件电路中，进行整体系统的软硬件调试，发现问题并解决。利用仿真软件找到合适的解决方案。

第六章：总结本次毕业设计的成果，分析实物系统所存在的优点与不足，对今后的工作和学习的想法与感悟。

第二章 GSM网络体系分析和GSM模块GSM网络结构设计

2.1 GSM网络体系分析

2.1.1 GSM的特点

GSM是全球移动通信系统（Global System for Mobile Communications）的缩写。采用了时分多址技术，基于欧洲电信组织制定的通信标准。它在全球已经被超过100个国家采用运行，广受好评。已经成为目前全球移动通信设备的主流系统。

据欧洲国际移动通信组织统计，全球已经超过200多个国家和地区使用以GSM为基础的电话设备，全球有超过10亿人使用以无线通信为基础的手机、电脑、传真等。GSM通信技术虽然是从时分多址上发展起来的，但是相比于同类而言，其技术稳定性最高，通信质量也最好，目前已经全面普及。网络运营商可以根据需求进行相应的管控，可以根据个人或者企业之间的所需的通信质量进行选择，这样也给了网络运营商更大的选择性。用户可以选择更好的通信质量或者更低廉的无线通信网络之间选择出更适合自己的，提供了很多选择。而且，GSM提供国际漫游服务，可以在全球范围内进行通话，这样拉近了世界的距离。

本文所研究的机房防盗报警器所需要传递的信息不多，而且价格低廉，可靠性高，运行比较稳定，GSM网络完全可以满足需求，对普通机房防盗报警系统来说，GSM网络是最佳选择。

2.1.2 GSM在我国的发展及特点

我国第一个以TACS为基础的GSM移动通信系统首先在广东省建成并使用。随后，广东省也在全国范围内首先建成并开通了GSM移动电话通信网络。1995年7月，GSM130数字移动电话网在北京、天津、上海、广州建成开放。这也宣告着中国的GSM基础网络的搭建工作正式启动，也预示着中国GSM网络的新的篇章已经开启。次年，中国移动实现了全国漫游，并且也已经支持国际组织的漫游服务，可以实现与国外之间的电话通信。2003年7月，我国的使用移动通信的用户总量已经排在世界第一，另外，我国的手机生产量也已经占全球的1/3，标志着我国已经成为移动通信的使用大国。截至2008年6月，我国GSM手机用户已达5.2亿人。此后，中国3 G系统的商用化也开始了。

GSM系统又如下的特点：

①提供国际漫游服务，价格低廉；

②包含多种业务，语音识别和网络通信功能；

③有比较好的数据加密功能，能够很好的对用户的信息进行加密；

④短消息系统，通信质量好，容量大，基数大。

GSM系统的主要参数如下：

①频段：基站的频率为935MHZ-960MHZ，其他的移动台和基站的收发频率均在890MHZ-915MHZ之间；

②频段宽度：25MHZ；

③通信方式：全双工；

④载波间隔：200KHZ；

⑤信道分配：信道分为全速率信道和半速率信道，全速率信道有8个，半速率信道有16个；

⑥信道总速率：270.83kbit/s；

⑦调制方式：GMSK，调制指数为0.3；

⑧语音编码：RPE-LPT 13kbit/s规则脉冲激励线性预测编码；

⑨数据速率：9.6kbit/s；

2.1.3 GSM的业务与应用

GSM业务按照ISDN的原则主要分为电信业务和数据业务一般所说的GSM业务主要是指其用户业务，用户业务可分为三大类：

（1）电信业务

GSM系统中最为核心的业务是电信业务，能够实现移动用户与移动用户之间的双向会话。紧急呼叫业务、传真业务、只能用户电报传送等功能也是用户之间使用较多的业务，也是我国电信运营商主要的业务往来。

（2）数据业务

该类业务被限定在开放系统互联（OSI）参考模型的第1、2、3层上面，所支持的业务数据速率从300bps到9.6kbps。GSM可以为用户数据提供标准信道编码并以用透明方式传送数据，也可以提供基于特定数据接口的特殊编码功能以非透明的方式传送数据。（3）补充ISDN业务

本质上是数字业务，又分为如下几种：

①号码识别类补充业务：主叫号码识别显示、被叫号码显示、主叫号码识别、被叫号码识别等。

②呼叫提供类补充业务：包括无条件呼叫前转、遇用户忙呼叫前转、遇无应答呼叫前转、遇移动用户不可及呼叫前转、呼叫转移和移动接入搜索等；

③呼叫完成类补充业务：呼叫转移，呼叫保持等；

④多方通信类补充业务，主要指三方业务；

⑤集团类补充业务，主要指封闭用户群；

⑥计费类补充业务，主要包括计费通知、免费业务个对方付费等；

⑦呼叫限制类补充业务。

2.1.4 GSM网络结构设计

GSM系统由移动台（MS）、移动网子系统（NSS）、基站子系统（BSS）和操作支持系统（OSS）组成。如图2.1

图2.1 GSM网络结构

基站子系统主要是提供通道，移动台和其他网子系统之间的通信需要连接的通道和接口，这个接口主要是移动台和GSM系统之间的无线接口，主要是在移动网子系统中进行的，因为移动网子系统是这个GSM系统的操作和控制中心，所有用户的保密信息，传送信息，呼叫信息，网络传输信息，都要经过此系统。为了使系统平稳运行，这四个组成部分缺一不可。

(1)移动站(MS)

移动台（Mobile Station MS）主要是为用户和终端之间提供通信的设备，为用户提供无线传输，主要是利用无线网络技术，实现网络业务的接入。还包括了用户识别功能，只有用户使用的手机插入了符合通信规范的SIM卡才能够被识别，才可以在用户之间进行通信，手机只要安装了SIM卡就可以使用。

(2)基站系统(BSS)

BSS主要由基站控制器、基站收发信台、编码器组成。

基站控制器：主要为地面链路和空中提供传输接口信道，同时也可以控制多个指令操作，进行指令的切换，也可以传递话务和指令。

基站收发信台：能够为特定区域进行空中接口传输，也可以对特定的区域进行控制，这种控制包括频率和功率的调节，主要针对的是移动台和基站。

编码器：主要进行从移动中心传输过来的语音和数据进行编码，包括格式的编码，输出的转换，转换为符合GSM通信规范的格式来进行传输。能够使基站系统与中心控制之间更好的实现信道的传输。

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