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作者：四川大学锦江学院 向思洁 黄涛 杨宇生
指导教师：董慧

　　作品简介

　　一. 开发背景
　　本世纪科技的发展迅速，高端科技化，智能化以成为主流。犯罪也趋向于此，其中突显尤为严重的就是入室盗窃。
　　下面我们用数据举一个例子：
　　中国贫富差距的基尼系数已远超0.4的国际警戒线(2006年是0.496)，入室盗窃越加频繁。不管多坚固的防盗门(锁)，只要采用专业工具破坏锁孔，全都可以迅速打开;不管多坚固的防盗笼(窗)，只要采用微型千斤顶，全都可以迅速破坏。毋庸置疑传统机械锁为安保做出了卓越贡献，不过局限性也逐渐展露，为安保系统升级这是大势所趋。
　　智能化安防技术的发展已取得了瞩目的成就，由于智能化的更加准确，高效，便捷，打破了人与所保管财物之间的空间局限性，一条短信息一个电话即可让你无担忧。智能化安防当前面临新的发展契机，由于智能安防行业的特殊性，国家对智能安防产业的发展一直都给予政策上的鼓励。

　　二. 结构说明
　　基于上述的开发背景，设计出智能警报防盗系统：当主人离开房间时，用遥控启动该系统，当他人非法入侵房间时，智能警报防盗系统会给预先设定好的移动终端发送短信及拨打主人手机以提示。
　　该系统主要有7个模块，即最小系统模块,探头感应模块,TC35通信模块,电源稳压模块,液晶及日历时钟显示模块,警报发声模块、摄像头模块。7个模块都是围绕STC15F2K单片机设计开发，人体感应模块采集出发信号，经单片机处理后控制TC35通信模块工作并使蜂鸣器报警的同时开启摄像头。系统总体结构图如图1所示：　　

　　三. 系统功能
　　警报防盗系统的启动与关闭：主人可以根据需要使用红外遥控器启动或关闭该系统。轻按遥控启动键开启系统，同时在12864液晶显示器上显示“On”标识，说明感应探头可被触发，单片机控制的TC35通信模块处于待机状态，并在液晶显示器上显示“连接成功，联网成功”;轻按遥控关闭键关闭系统，探头感应及警报被禁止，此时液晶显示“Off”标识。
　　本系统的液晶显示器也可显示年，月，日，时，分，秒。界面直观，简约，清晰。日历时钟可通过按键进行设置或与网络同步以便准确走时。
　　当有非法人员进入房门，启动摄像头摄像，并记录相关摄像数据。

　　四. 使用说明
　　1. 开机：系统上电复位。
　　2. 按键调整年、月、日、时、秒以及时间显示。
　　3. 用户在室内：用户通过无线遥控器令该装置处于人体检测关闭状态(按键Off)，系统不会因探头检测到人而报警或发送短信及拨打手机。
　　4. 用户在室外：用户通过无线遥控器令该装置处于人体检测待机状态(按键On)，系统人体感应探头检测到人体时，装置报警并启动摄像头工作，通信模块向目的手机发送短信及拨打电话。

　　五. 设计方案
　　本系统以IAP15F2K61S2单片机最小系统模块，GSM_TC35通信模块，报警模块，日历时钟模块，人体探头感应模块及摄像头模块组成整个系统装置。系统总体方案图如图2所示：

　　设计说明　　

 　　1. 控制系统(MCU)模块
　　采用最新STC15系列IAP15F2K61S2 芯片。IAP15F2K61S2 是一种集成度高，功能强的单片机芯片，增强型8051 CPU，1T，单时钟/机器周期，速度比普通8051快8-12 倍且串口齐全。适合于可靠性高，速度快和扩展功能强的应用系统。与以前的51系列单片机相比，C8051F020增添了许多功能，同时其可靠性和速度也有了很大提高。

　　2. 探头感应模块(E-18)
　　是一种集发射与接收于一体的光电传感器。检测距离可以根据要求进行调节。该传感器具有探测距离远，受可见光干扰小，价格便宜，易于装配，使用方便且防水等特点。

　　3. TC35通信模块
　　TC35是一款双频900/1800MHZ高度集成的GSM模块。在远程监控和无线公话以及无线POS终端等领域都能看到TC35无线模块在发挥作用，简单，高效，稳定，节能。

　　4. 电源稳压模块
　　LM2596开关电压调节器是降压型电源管理单片集成电路，能够输出3A的驱动电流，同时具有很好的线性和负载调节特性。固定输出版本有3.3V，5V，12V，可调版本可以输出1.2V～37V之间的各种电压。该器件内部集成频率补偿和固定频率发生器，开关频率为150KHz，与低频开关调节器相比较，可以使用更小规格的滤波元件。

　　5. 液晶及日历时钟显示模块
　　采用12864液晶为显示器，驱动方式1/64 DUTY 1/9 BIAS ，工作温度：-20℃~+70℃ 储藏温度：-30℃~+80℃，128*64点阵像素。时钟选择DS1302时钟模块，DS1302一种具有涓细电流充电能力的电路，主要特点是采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的设计说明充电功能，并且可以关闭充电功能。采用普通32.768kHz晶振，电路接口简单，价格低廉，使用方便，被广泛地采用。

　　6. 警报模块
　　采用IAP15F2K61S2单片机开发板上的简易蜂鸣器组成的一个警报发声模块。

　　7. 摄像头模块
　　采用HT318高清监控摄像头进行实时监控摄像，并存储相关图像数据。

　　六.设计原理
　　1. 探头感应模块(E-18)
　　探头感应模块采用E18红外传感器，简单易用，灵敏度高。其管脚包括了电源，接地以及一个数据输出口。未检测到人体时，数据口送出数字信号“1”，否则送出数字信号“0”。使用时，将数据口连到单片机I/O口即可。

　　2. TC35通信模块
　　TC35通信模块由供电模块(ASIC)，闪存，ZIF连接器，天线接口等6部分组成。TC35通信模块有40个引脚，通过一个ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插座)连接器引出。这40个引脚可以划分为5类，即电源，数据输入/输出，SIM卡，音频接口和控制。第1～5引脚是正电源输入脚通常推荐值4.2V，第6～10引脚是电源地。11、12为充电引脚，可以外接锂电池，13为对外输出电压(共外电路使用)，14为ACCU-TEMP接负温度系数的热敏电阻，用于锂电池充电保护控制。15脚是启动脚IGT，系统加电后为使TC35i进入工作状态,必须给IGT加一个大于100ms的低脉冲,电平下降持续时间不可超过1ms。16～23为数据输入/输出。其中18脚RXD，19脚TXD为TTL的串口通讯脚，需要和单片机或者PC通讯。24～29为SIM卡引脚。30，31，32脚为控制脚，其中30为RTC backup，31为Power down，32 为SYNC。35～38为语音接口，35，36接扬声器放音。37，38可以直接接驻极体话筒来采集声音(37是话筒正端，39是话筒负端)。TC35通信模块原理图如图6所示：　　

 　　3. 电源稳压模块
　　电源稳压模块以LM2596开关电压调节器为主，是降压型电源管理单片集成电路，同时具有很好的线性和负载调节特性。该模块有两个电源输入口，分别为IN(+),IN(-)，还有两个电源输出口，分别为OUT(+),OUT(-)。电源稳压模块如图7所示：　　

 　　4. 液晶显示及日历时钟模块
　　液晶显示及日历时钟模块采用LCD12864液晶显示屏和涓流充电时钟芯片DS1302。利用单片机对时钟芯片编程，可实现日历时钟的功能并在液晶屏上显示。液晶显示及日历时钟模块的电路原理图如图8、图9所示：　　

　　5. 警报模块
　　本模块采用大功率三极管8550及蜂鸣器组成，用单片机的I/O控制。蜂鸣器电路原理图如图10所示：　　

　　6.遥控器模块
　　本模块采用LBST1838C型号的红外接收器来实现遥控的功能，其原理和电路简单易实现，当接收器的频率等于遥控器的发射频率时，红外接收器开始工作并向单片机输入一串相关数据信息。电路原理图如图11所示：　　

 　　7. 摄像头模块
　　采用HT318高清监控摄像头进行实时监控摄像，并存储相关图像数据。单片机在检测到有人非法进入房门时给出一个控制信号控制摄像头电源的开启，摄像头工作并记录相关摄像数据，反之用户关闭摄像头，摄像头停止工作。其摄像头缓冲驱动电路原理图如图12所示：　　

 　　作品特色

　　七.产品的先进性及创新性
　　1. 本系统的人体热释红外感应器(人体感应探头)能准确及时的检测出是否有非法进入房门者，并向主人发送短信及拨打电话，提醒有人进入;当本人进入房门时，用户通过遥控器关闭警报防盗监控功能，此时可作为实时时钟使用。
　　2. 红外遥控器可远距离控制系统开关，使用更加方便快捷。
　　3. 本系统可用电池供电，以防供电线路被切断时不能及时向用户发送信息。
　　4. 由于网络连接异常出现短信发送及电话拨打失效，系统会自动重发及重拨。
　　5. 当用户接通电话，该系统通过TC35通信模块自带的语音转接模块监听室内声响情况。

　　八. 产品实用性
　　1. 系统小巧，轻便，成本低，易于安装，操作简单。
　　2. 装置灵敏度高，发送短信及拨打电话时间短，可通过摄像头记录实时画面。
　　3. 使用寿命长，有外接电源及内部电源两种供电方式，保证系统能随时正常工作。

　　九.平台选型说明
　　本系统是基于STC15F2K61S2单片机系统的警报防盗装置，实现了人体红外检测、启动摄像头工作并发出警报、GSM_TC35通信模块与目的手机通信等功能。

　　十.声明
　　本参赛队伍所有成员一致同意，在不涉及技术泄密的情况下，大赛主办方及相关技术支持单位，可以将该参赛作品用于大赛等有关活动使用。

　　作品照片