基于GSM网络的智能家居监控系统设计与实现

摘要

随着GSM网络的迅速普及和移动通信技术的飞速发展，新技术和新业务的开发与应用已提到十分重要的位置。利用GSM网络作为无线智能监控系统的信息传输媒介是一种非常有效的方法，其原理简单，安全保密性高，又不需要组建专用网络和对网络进行维护，加上GSM网络覆盖面广，因此与传统的监控系统相比有着其独特的优势。 本文是基于手机模块的智能家居监控系统设计，是满足人们对家庭安全情况的及时了解、实时信息处理和有效控制的迫切需要，利用现有的GSM网络，以短信息的形式和电话远程控制的方式实现防火、防盗、紧急求救等家庭所要求的安全监控和报警多种功能，同时在家庭电气智能控制方面，可实现对家用电器智能化的管理和调控，通过多种调节手段最大限度地满足居家用户人性化的要求。 本文首先讨论了智能家居在国内外的发展状况，在此基础上对GSM网络技术和短信息业务作了详细地阐述。包括短信息基本概念，技术特点应用现状，短信协议，AT指令集和短信编码方式，然后介绍了智能家居监控模块的整体设计和工作原理，对系统的软硬件实现方法作了细致了讨论。其中包括无线通信模块TC35I的软硬件设计，该模块负责收发短信息和拨打报警电话的功能；PT2262/2272编解码集成电路设计，此电路既可用于接受遥控器的解防/设防指令，又可接受无线传感器的报警信号；MT8870电路用于接受TC35I模块的语音输出，完成双音多频解码，从而可以实现远程电话监控的目的；单片机通过控制TC35I语音输出接口的手柄实现自动摘挂机来监听现场声音，根据警情可以播放预先存储在语音芯片中的语音信息。 本文最后实现了短信息报警，电话报警和语音报警三种方法，并根据警情进行单种和多种报警组合，从而达到报警的有效性和实时性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题背景

1.2智能家居的国内外发展状况

1.2.1国外智能家居发展现状

1.2.2国内智能家居发展状况及特点

1.3课题研究的意义和内容

第2章GSM网络技术与短信息业务

2.1 GSM通信系统的组成及特点

2.1.1 GSM通信系统的组成

2.1.2 GSM的主要特点

2.2短信息概念及其网络结构和协议

2.2.1短信息的网络结构

2.2.2短消息的协议分层

2.2.3短消息的收发模式

2.3 AT指令格式及分析

2.3.1 AT指令格式

2.3.2与短信息有关的AT指令集

2.4短消息PDU模式的编码方式介绍

2.5本章小结

第3章智能监控系统硬件设计

3.1智能监控系统的工作原理

3.1.1智能监控系统的组成

3.1.2智能监控系统工作原理

3.1.3智能监控系统的功能特点

3.2控制器及其外围电路设计

3.2.1单片机的功能介绍

3.2.2单片机外围管脚资源分配

3.3E2PROM芯片接口电路设计

3.3.1AT24CO2芯片技术特点

3.3.2双单片机通信硬件电路设计

3.3.3单片机U1和U2通信握手协议

3.4语音电路设计

3.5无线传输编解码模块电路设计

3.5.1编解码芯片的相关知识介绍

3.5.2编码解码电路设计

3.5.3无线门磁传感器电路设计

3.6无线通信模块TC35I电路设计

3.6.1无线通信模块外围接口电路设计

3.6.2电话和短信遥控解码电路设计

3.7双音多频解码电路设计

3.7.1MT8870外围接口功能描述

3.7.2DTMF解码接收电路设计

3.8系统电源电路设计

3.9本章小结

第4章系统软件的设计

4.1软件设计分析及流程

4.2TC35I接口控制原理及其初始化程序设计

4.2.1初始化指令的设置格式分析

4.2.2TC35I的PDU模式设置和启动程序

4.3单片机系统软件设计

4.3.1串行口初始化程序

4.3.2串口中断服务程序

4.3.3语音芯片程序设计

4.4短消息PDU模式编/解码程序设计

4.5短消息收发程序设计

4.5.1短信息发送程序设计

4.5.2短信接收程序设计

4.6短信息监控程序和电话远程遥控程序设计

4.7本章小结

第5章系统实现与调试

5.1系统实现过程中解决的关键问题

5.2系统调试方法的制定

5.3系统硬件调试

5.4软件调试

5.5系统联调

5.6关于系统调试前的几点说明

5.7本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢

附录　智能家居监控系统实物连接图