一种用短信预设报警地名和目标手机号的短信报警器

摘要

本发明公开了一种用短信预设报警地名和目标手机号的短信报警器，包括单片机及其外围元件模块、电平转换模块、短信收发模块、开关量输入模块、开关量输出模块，其特征在于：单片机及其外围元件模块分别与模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块连接，单片机及其外围元件模块的串口1与RS232/RS485接口转换及其选择模块连接，单片机及其外围元件模块的串口2与电平转换模块连接，电平转换模块与短信收发模块连接，短信收发模块分别与天线、SIM卡座连接。本发明结构简单，使用方便，适用于利用GSM/GPRS(3G)网传输报警信息和科学探测(遥控)器的遥测(遥控)信息。

说明书

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，更具体的涉及一种用短信预设报警地名和目标手机号的短信报警器。适用于利用GSM/GPRS（3G）网传输报警信息和科学探测（遥控）器的遥测（遥控）信息。

背景技术

现有的报警器有的采用声光报警，有的采用ISD33240之类的语音芯片和MT8888之类的电话拨号芯片，配上单片机及其外围元件构成。该类报警器测到报警时先拨电话号码，再播放先期录制的语音。每一台报警器的语音录制须专业人士操作专用设备，其麻烦和不便无须赘述。语音不象短信直观易保留。有些报警器也采用短信报警，但都不能象本发明方便地预设报警地名和目标手机号等。

因此，有必要设计一种结构简单，使用方便的短信报警器，能够利用短信预设报警地名和目标手机号及某些告警量名、模拟量名（如：门禁告警、红外告警、地水告警、直流电圧过高值、直流电圧过低值、温度过高值等）。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用短信预设报警地名和目标手机号的短信报警器。结构简单，使用方便，适用于安防技术领域及科学探测（遥控）器的遥测和遥控。

为实现本发明，采用如下技术方案：

一种用短信预设报警地名和目标手机号的短信报警器，包括单片机及其外围元件模块、电平转换模块、短信收发模块、开关量输入模块、开关量输出模块，其特征在于：单片机及其外围元件模块分别与模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块连接，单片机及其外围元件模块的串口1与RS232/RS485接口转换及其选择模块连接，单片机及其外围元件模块的串口2与电平转换模块连接，电平转换模块与短信收发模块连接，短信收发模块分别与天线、SIM卡座连接。

模拟量输入模块：包刮温度传感器LM335,还可通过端口接入湿度传感器等。利用模拟量切换开关能扩充数十个模拟量输入通道。

所述的开关量输入模块中交流电由ACIN1、ACIN2端口输入，ACIN1经限流电阻R1接至光电隔离器D1的引脚1，ACIN2接至光电隔离器D1的引脚2；D1的引脚5与+4V电源连接，D1的引脚4接至看门狗电路的输入ACS端和电阻R2，电阻R2的另一端与+4V电源的地连接，看门狗电路的输出ACF端与74HC165(D11)芯片的D4引脚连接。

开关量输入模块：采用可级联扩充方便的74HC165，参见图2。单片机按74HC165的应用规则改变ICLK和IHD的电平，就能读入系统所接每片74HC165的开关量输入信号D0~D7。

图2中交流停电检测的取样部分，R1的阻值较大，交流380V（220V）接入后光电隔离器D1的输出ACS为方波，经看门狗电路处理后ACF=0。交流停电时，光电隔离器D1的输出ACS为低电平0，经看门狗电路处理后ACF=1。ACF接至74HC165的输入端D4。

所述的开关量输出模块中三极管V7的发射极端与+4V电源的地连接，V7的集电极端与继电器K1的线包端6连接，线包端5与+4V电源连接，二极管V8与继电器K1的线包端并连。继电器K1的输出节点连接至接线端子X4。

开关量输出模块：单片机控制I/O端口PSEN即能控制继电器K1，参见图2。PSEN=1则三极管V7导通，继电器K1动作，接线端子X4的1-2 、4-6闭合，2-3 、4-5断开。PSEN=0则三极管V7不导通，继电器K1不动作，接线端子X4的1-2 、4-6断开，2-3 、4-5闭合。

短信收发模块：采用西门子的TC35I、MC35I、MC39I或华为的GTM900C、SIMCOM的900等系列GSM/GPRS（3G）模块。

所述的与短信收发模块中MC35I模块的15引脚与启动电路的三极管V19的集电极端连接，三极管V19的发射极端与+4V电源的地连接。

反向器D2E的输入端11分别连接至电容C61、电阻R62、V61二极管PN结的P, V61二极管PN结的N通过电阻R61与反向器D2E的输出端10连接, 电阻R62的另一端亦与反向器D2E的输出端10连接，电容C61的另一端与+4V电源的地连接。反向器D2A、D2B、D2E属同一片74HC14芯片,其14引脚与+4V连接，其7引脚与+4V电源的地连接。

短信收发模块的启动：图2中启动电路的C61、V61、R61、R62和反向器D2E构成振荡电路输出方波，二极管V61的接入实现电容C61的充放电时间常数的不相等，改变R61和R62的阻值就能改变方波的频率和占空比。方波经R63后控制三极管V61，实现了方波的反向，满足了短信收发模块启动端IGT对接入阻抗的要求。此产生方波的方法比用LM555及其外围元件简洁且成本低。

SIM卡座用于插入手机SIM卡。

有了天线短信收发模块才能正常收发短信。

电平转换模块：单片机的逻辑电平和短信收发模块的逻辑电平存在圧差，因而须电平转换，参见图2。图2中通信接口的电平转换部分，接收、发送信号RXD、TXD为0~+4V逻辑电平,RXD0、TXD0为0~+2.9V逻辑电平。反向器D2的电源为+4V。短信收发模块MC35I模块的VDD(13引脚)输出2.9V直流电压。

MC35I模块的18引脚通过电阻R11与电平转换模块的三极管V17的基极端连接，三极管V17的发射极端与+4V电源的地连接，三极管V17的集电极端分别连接至反向器D2A的输入端1和电阻R14，电阻R14的另一端与电源的+4V端连接。

MC35I模块的19引脚与电平转换模块的三极管V18的集电极端连接，MC35I模块的VDD(13引脚)输出2.9V直流电压, MC35I模块的13引脚通过电阻R15与电平转换模块的三极管V18的集电极端连接，反向器D2B的输出端4通过电阻R12与三极管V18的基极端连接，三极管V18的发射极端与+4V电源的地连接。

RXD0=0时，V17不导通，R14将其上拉至+4V逻辑电平的1,经D2A反向后，RXD=0。

RXD0=1时，经R11由V17反向后D2A反向器的输入为0输出为1，即：RXD=1。

TXD=0时，反向器D2B的输出为1，三极管V18导通，TXD0=0。

TXD=1时，反向器D2B的输出为0，三极管V18不导通，TXD0由R15上拉至+2.9V逻辑电平的1, 即：TXD0=1。

RS232/RS485接口转换及其选择模块：用MAX485实现通信口RS232和RS485间的转换；用MAX232实现通信口RS232的逻辑反向及其电平转换（+4V与±10V）；RS232和RS485间的选择用拨动开关实现。

所述的单片机及其外围元件模块中MCS51芯片的P42引脚与电平转换模块的反向器D2A的输出端2连接。MCS51芯片的P43引脚与电平转换模块的反向器D2B的输入端3连接。 MCS51芯片的P35引脚与开关量输入模块中74HC165(D11)芯片的9引脚连接，MCS51芯片的P16引脚与74HC165(D11)芯片的2引脚连接，MCS51芯片的P17引脚与74HC165(D11)芯片的1引脚连接，以便读入74HC165芯片所输入的开关量。MCS51芯片的26引脚通过电阻R39开关量输出模块中三极管V7的基极端连接。

单片机及其外围元件模块：目前所用单片机为MCS51系列的STC12C5A52S2,因其有如下特点：

带二个232串行通信口

带8路10位A/D转换

带片内EEPROM,能方便地保存设置内容

带片内FLASHROM,且加密性强

电源电压范围宽：3.3V~5.5V，能匹配短信收发模块的3.3V~4.8V（通常约4V）

抗干扰和防静电性能好。

本发明的结构框图如图1所示：模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块分别接至单片机及其外围元件模块的相应端口；单片机及其外围元件模块的串口1与RS232/RS485接口转换及其选择模块相连，而串口2与短信收发模块之间须接入电平转换模块；短信收发模块的相应端口分别接至天线和SIM卡座。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

用短信预设报警地名和目标手机号。还能用短信设置某些开关量名及模拟量名，如：门禁告警、红外告警、地水告警、直流电圧过高值、直流电圧过低值、温度过高值等。

有些短信报警器的管理员号码最多5个，本发明能用短信设置几十个（乃至更多）目标手机号。

附图说明

图1为一种用短信预设报警地名和目标手机号的短信报警器结构框图

图2为一种用短信预设报警地名和目标手机号的短信报警器电路简图

图3为一种用短信预设报警地名和目标手机号的短信报警器的软件主程序流程图

其中：1-单片机及其外围元件模块，2-电平转换模块，3-短信收发模块，4-RS232/RS485接口转换及其选择模块，5-模拟量输入模块，6-开关量输入模块，7-开关量输出模块，8-天线，9-SIM卡座。

具体实施方式

本发明短信收发模块利用西门子的TC35I、MC35I、MC39I或华为的GTM900C、SIMCOM的900等系列GSM/GPRS（3G）模块，利用MCS51或ATMEGA、PIC、MSP430、TMS320、ARM等系列单片机及其外围元件，辅以电源芯片和模块等。有自己的数据处理方法才达到目的。

一．硬件构成

一种用短信预设报警地名和目标手机号的短信报警器，包括单片机及其外围元件模块（1）、电平转换模块（2）、短信收发模块（3）、开关量输入模块（6）、开关量输出模块（7），其特征在于：单片机及其外围元件模块（1）分别与模拟量输入模块（5）、开关量输入模块（6）、开关量输出模块（7）连接，单片机及其外围元件模块（1）的串口1与RS232/RS485接口转换及其选择模块（4）连接，单片机及其外围元件模块（1）的串口2与电平转换模块（2）连接，电平转换模块（2）与短信收发模块（3）连接，短信收发模块（3）分别与天线（8）、SIM卡座（9）连接。

模拟量输入模块（5）：包刮温度传感器LM335,还可通过端口接入湿度传感器等。利用模拟量切换开关能扩充数十个模拟量输入通道。

所述的开关量输入模块（6）中交流电由ACIN1、ACIN2接入，ACIN1经限流电阻R1接至光电隔离器D1的引脚1，ACIN2接至光电隔离器D1的引脚2；D1的引脚5与+4V电源连接，D1的引脚4接至看门狗电路的输入ACS和电阻R2，电阻R2的另一端与+4V电源的地连接，看门狗电路的输出ACF与74HC165(D11)芯片的D4引脚连接。

开关量输入模块（6）：采用可级联扩充方便的74HC165，参见图2。单片机按74HC165的应用规则改变ICLK和IHD的电平，就能读入系统所接每片74HC165的开关量输入信号D0~D7。

图2中交流停电检测的取样部分，R1的阻值较大，交流380V（220V）接入后光电隔离器D1的输出ACS为方波，经看门狗电路处理后ACF=0。交流停电时，光电隔离器D1的输出ACS为低电平0，经看门狗电路处理后ACF=1。ACF接至74HC165的输入端D4。

所述的开关量输出模块（7）中三极管V7的发射极端与+4V电源的地连接，V7的集电极端与继电器K1的线包端6连接，线包端5与+4V电源连接，二极管V8与继电器K1的线包端并连。继电器K1的输出节点连接至接线端子X4。

开关量输出模块（7）：单片机控制I/O端口PSEN即能控制继电器K1，参见图2。PSEN=1则三极管V7导通，继电器K1动作，接线端子X4的1-2 、4-6闭合，2-3 、4-5断开。PSEN=0则三极管V7不导通，继电器K1不动作，接线端子X4的1-2 、4-6断开，2-3 、4-5闭合。

短信收发模块（3）：采用西门子的TC35I、MC35I、MC39I或华为的GTM900C、SIMCOM的900等系列GSM/GPRS（3G）模块。

所述的与短信收发模块（3）中MC35I模块的15引脚与启动电路的三极管V19的集电极端连接，三极管V19的发射极端与+4V电源的地连接。

反向器D2E的输入端11分别连接至电容C61、电阻R62、V61二极管PN结的P, V61二极管PN结的N通过电阻R61与反向器D2E的输出端10连接, 电阻R62的另一端亦与反向器D2E的输出端10连接，电容C61的另一端与+4V电源的地连接。反向器D2A、D2B、D2E属同一片74HC14芯片,其14引脚与+4V连接，其7引脚与+4V电源的地连接。

短信收发模块的启动：图2中启动电路的C61、V61、R61、R62和反向器D2E构成振荡电路输出方波，二极管V61的接入实现电容C61的充放电时间常数的不相等，改变R61和R62的阻值就能改变方波的频率和占空比。方波经R63后控制三极管V61，实现了方波的反向，满足了短信收发模块启动端IGT对接入阻抗的要求。此产生方波的方法比用LM555及其外围元件简洁且成本低。

SIM卡座（9）用于插入手机SIM卡。

有了天线（8）短信收发模块才能正常收发短信。

电平转换模块（2）：单片机的逻辑电平和短信收发模块的逻辑电平存在圧差，因而须电平转换，参见图2。图2中通信接口的电平转换部分，接收、发送信号RXD、TXD为0~+4V逻辑电平,RXD0、TXD0为0~+2.9V逻辑电平。反向器D2的电源为+4V。短信收发模块MC35I模块的VDD(13引脚)输出2.9V直流电压。

MC35I模块的18引脚通过电阻R11与电平转换模块（2）的三极管V17的基极端连接，三极管V17的发射极端与+4V电源的地连接，三极管V17的集电极端分别连接至反向器D2A的输入端1和电阻R14，电阻R14的另一端与电源的+4V端连接。

MC35I模块的19引脚与电平转换模块（2）的三极管V18的集电极端连接，MC35I模块的VDD(13引脚)输出2.9V直流电压, MC35I模块的13引脚通过电阻R15与电平转换模块（2）的三极管V18的集电极端连接，反向器D2B的输出端4通过电阻R12与三极管V18的基极端连接，三极管V18的发射极端与+4V电源的地连接。

RXD0=0时，V17不导通，R14将其上拉至+4V逻辑电平的1,经D2A反向后，RXD=0。

RXD0=1时，经R11由V17反向后D2A反向器的输入为0输出为1，即：RXD=1。

TXD=0时，反向器D2B的输出为1，三极管V18导通，TXD0=0。

TXD=1时，反向器D2B的输出为0，三极管V18不导通，TXD0由R15上拉至+2.9V逻辑电平的1, 即：TXD0=1。

RS232/RS485接口转换及其选择模块（4）：用MAX485实现通信口232和485间的转换；用MAX232实现通信口232的逻辑反向及其电平转换（+4V与±10V）；RS232和RS485间的选择用拨动开关实现。

所述的单片机及其外围元件模块（1）中MCS51芯片的P42引脚与电平转换模块（2）的反向器D2A的输出端2连接。MCS51芯片的P43引脚与电平转换模块（2）的反向器D2B的输入端3连接。 MCS51芯片的P35引脚与开关量输入模块（6）中74HC165(D11)芯片的9引脚连接，MCS51芯片的P16引脚与74HC165(D11)芯片的2引脚连接，MCS51芯片的P17引脚与74HC165(D11)芯片的1引脚连接，以便读入74HC165芯片所输入的开关量。MCS51芯片的26引脚通过电阻R39开关量输出模块（7）中三极管V7的基极端连接。

单片机及其外围元件模块（1）：目前所用单片机为MCS51系列的STC12C5A52S2,因其有如下特点：

带二个232串行通信口

带8路10位A/D转换

带片内EEPROM,能方便地保存设置内容

带片内FLASHROM,且加密性强

电源电压范围宽：3.3V~5.5V，能匹配短信收发模块的3.3V~4.8V（通常约4V）

抗干扰和防静电性能好。

二．数据处理方法

短信报警格式为: 地名+告警内容

设置时利用“设”后的数字来区分不同的设置项，如：

将短信内容: 设01:13XXXXXXXXX 发至短信报警器内SIM卡的号码。13XXXXXXXXX为第1个目标手机号码。短信报警器接收时，将“13XXXXXXXXX”的编码保存至单片机内EEPROM相应地址PH1。

将短信内容: 设28: WWXXYYZZ 发至短信报警器内SIM卡的号码，WWXXYYZZ为地名

如：江汉路700号。短信报警器接收时，将“WWXXYYZZ”的编码保存至单片机内EEPROM相应地址ADDRM。

将短信内容: 设31: KLMN发至短信报警器内SIM卡的号码。KLMN为开关量1的名称,如:门禁告警。短信报警器接收时，将告警名称“KLMN”的编码保存至单片机内EEPROM相应地址ADDRK1。

当短信报警器检测到“开关量1”发生告警时，单片机将EEPROM中地址ADDRM的内容和ADDRK1的内容处理为用户信息。这样就方便将“江汉路700号门禁告警”发至目标手机。

远程抄表：

将短信内容: 设48:1 发至短信报警器内SIM卡的号码,即允许定时回报。

将短信内容: 设49:010930 发至短信报警器内SIM卡的号码,即将定时回报时间设

置为每月的1日9:30。

将“RS232/RS485接口转换及其选择模块”选择为RS485，并接至智能电能（度）表。当定时回报时间到时，按智能电能（度）表的通信协仪向串口1发数据，将其回报内容所包含该智能电能（度）表的“电能（度）读数”发至目标手机，即“远程抄表”。

本发明的结构框图如图1所示：模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块分别接至单片机及其外围元件模块的相应端口；单片机及其外围元件模块的串口1与RS232/RS485接口转换及其选择模块相连，而串口2与短信收发模块之间须接入电平转换模块；短信收发模块的相应端口分别接至天线和SIM卡座。

本发明的的软件主程序流程图如图3所示。