劉元剛　胡啟迪　熊剛

摘要：針對傳統(tǒng)家庭安防系統(tǒng)信息化水平低、實時性差等問題，結(jié)合傳感器技術和計算機技術，利用GSM通信技術形成一個兩級聯(lián)網(wǎng)通訊的安防系統(tǒng)。在家庭環(huán)境狀態(tài)出現(xiàn)異常時能夠及時通知小區(qū)物業(yè)和業(yè)主，保護家庭人員生命財產(chǎn)安全，具有較高的應用價值。

關鍵詞：家庭安防；GsM通信；傳感器

1概述

我國居民住宅小區(qū)飛速發(fā)展，而建筑安全配套設施則相對落后、信息化水平較低。近年來，隨著科學技術的發(fā)展，傳感器技術、計算機技術和移動通信技術廣泛應用于各種工農(nóng)業(yè)業(yè)生產(chǎn)中，也應用在家庭安防中。基于此，本文介紹GSM通信術在家庭智能安防系統(tǒng)中的應用，實現(xiàn)家庭安防的信息化和智能化，保障居民的財產(chǎn)人身安全。

2GSM通信技術

GSM的中文名字為全球移動通信系統(tǒng)，在其網(wǎng)絡覆蓋范圍內(nèi)可以實現(xiàn)語音、文本等數(shù)據(jù)的傳輸，就以上兩種方式，利用語音傳遞數(shù)據(jù)的話，編解碼過程比較復雜。而通過文本的方式傳遞數(shù)據(jù)就要方便得多。因此本文的研究中選擇SMS短消息的形式進行數(shù)據(jù)傳輸。

2.1SMS短消息

SMS短信是最早的短消息業(yè)務，也是一種存儲和轉(zhuǎn)發(fā)服務，同時SMS短信具有消息發(fā)送確認的功能，SMS短消息的發(fā)送和接收可以和GSM語音同步進行。

2.2SMS短消息的編碼方式

SMS短消息可以采用Block方式、Text方式以及PDU方式等共三種方式發(fā)送，每種方式對應的編碼格式也都不一樣。

Block方式為二進制模式，能夠自己檢測錯誤并且修正錯誤，在條件較差的惡劣環(huán)境中使用，目前使用較少。

PDU方式適合中國的國情，漢語信息目前多采用PDU編碼方式?；赑DU的編碼規(guī)則被多數(shù)手機支持，幾乎是默認的編碼方式。

Text方式為文本方式，該方式下將所有的相關信息都直接采用國際通用的ASCII碼進行編碼，可以非常方便地進行數(shù)據(jù)的編碼和解碼，但是該種方式只支持英文數(shù)據(jù)，或者說所能發(fā)送的數(shù)據(jù)范圍只局限于ASCII碼內(nèi)。本系統(tǒng)主要用于設備的遠程控制以及各傳感器數(shù)據(jù)的遠程傳遞，其中所涉及的數(shù)據(jù)均可以包含在ASCII碼內(nèi)。因此將其設定為Text方式。

2.3AT指令集

AT指令集是從終端設備（Terminal Equipment，TE）或數(shù)據(jù)終端設備（Data Terminal Equipment，DTE）向終端適配器（Terminal Adapter，TA）或數(shù)據(jù)電路終端設備fData Circuit Terminal Equipment，DCE）發(fā)送的用戶可以通過AT指令進行呼叫、短信、電話本、數(shù)據(jù)業(yè)務、傳真等方面的控制。

3系統(tǒng)設計

本系統(tǒng)工作時通過各種傳感器檢測家中環(huán)境狀態(tài)，如溫度、紅外、煙霧等，當某一參數(shù)出現(xiàn)異常，則啟動戶外的聲光報警裝置及小區(qū)物業(yè)的聯(lián)動裝置，通知小區(qū)物業(yè)人員及時處理，同時通過移動通信網(wǎng)絡給用戶發(fā)送信息以及撥打電話報警，實現(xiàn)家庭安防的信息化和智能化。系統(tǒng)結(jié)構框圖如圖1所示。

3.1通信模塊電路設計

通信模塊采用西門子公司生產(chǎn)的TC35i型GSM模塊。該模塊發(fā)射電流為300mAf平均），峰值電流2.5A；支持Text和PDU格式的SMS，可通過AT命令或關斷信號實現(xiàn)重啟和故障恢復，完全可滿足本系統(tǒng)的信息發(fā)送功能。TC35i硬件電路示意圖如圖2所示。

3.2軟件設計

以下重點討論GSM通信模塊（西門子TC35I）的程序設計，該程序初始化流程如圖3所示，主要包括查詢及設置兩方面內(nèi)容。

查詢部分主要是查詢GSM模塊的連接狀態(tài)與當前網(wǎng)狀況，分別在模塊初始化工作的開頭與結(jié)尾處。查詢模塊的連接狀態(tài)是單片機通過發(fā)送指令“AT＼r＼n”來實現(xiàn)的，若連接正常，GSM模塊會返回“OK”，此時程序會進行下一步操作，否則發(fā)揮“EE-ROR”，此時程序會重復發(fā)送指令直至連接成功。查詢模塊的連接狀態(tài)是單片機通過發(fā)送指令"AT+CRGEkr＼n”來實現(xiàn)的，此時GSM模塊會返回當前的注冊信息，若信息中提示成功注冊到網(wǎng)絡（包括漫游狀態(tài)），則該初始化子程序結(jié)束，否則程序會重復發(fā)送指令直至網(wǎng)絡注冊成功。過程中的查詢結(jié)果均會反映在12864上，當程序長時間未能通過時，可根據(jù)提示信息檢查硬件連接。

設置部分完成本設計中所需的設置工作，其中包括：

（1）設置短信到來時的通知方式。單片機通過發(fā)送指令“AT+CNMI=2，1＼r＼n”將短信到來的通知方式設定為串口空閑時發(fā)送。

（2）設置GSM模塊關閉回顯功能，該功能會將單片機發(fā)送的指令回傳給單片機用于確認指令是否正確，一般不需要使用。

（3）設置GSM模塊打開來電顯示，該功能可在電話到來時向單片機發(fā)送來電號碼，本設計中有電話配對機制，因此必須打開該功能。

4結(jié)束語

本文針對家庭安防的需求，結(jié)合較為成熟、可靠的GSM移動通信技術，設計了一款家庭防火防盜報警系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用各種傳感器采集家庭環(huán)境狀態(tài)，通過無線通信模塊TC35i以短信的方式發(fā)送給手機終端，具有實時監(jiān)控、異常報警等功能，實現(xiàn)了家庭安防狀態(tài)的信息化和智能化，具有較高的實用價值。