本 科 畢 業(yè) 設 計 (論 文)移動家庭遠程智能安防監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)Design and Implementation of a Mobile Home Remote Intelligent Security Monitoring System學 院： 電子工程學院 專業(yè)班級： 通信工程 通信112 學生姓名： 學 號： 指導教師： 2015 年 5 月畢業(yè)設計（論文）中文摘要移動家庭遠程智能安防監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)摘 要：本文以ARM單片機為核心處理芯片設計了一款基于移動通信網(wǎng)絡的遠程智能安防監(jiān)控系統(tǒng)，包括總體方案設計、硬件設計、軟件設計以及聯(lián)調(diào)測試4個部分首先對主控模塊、燃氣泄露檢測模塊、防盜檢測模塊、防火檢測模塊、家電控制模塊、報警模塊進行硬件詳細設計其次對主控模塊軟件和APP模塊軟件進行了軟件開發(fā)，自主開發(fā)了7000行左右源程序代碼，并已通過軟硬件聯(lián)調(diào)測試，用戶可以通過自主開發(fā)的APP模塊可以根據(jù)需要自由更改系統(tǒng)中接收方手機號碼以及近端配置和控制系統(tǒng)。

實現(xiàn)了系統(tǒng)到業(yè)主手機的遠程防盜檢測報警、遠程燃氣泄露報警、遠程火災報警，同時實現(xiàn)了業(yè)主手機到系統(tǒng)的遠程家電控制、遠程家庭無線監(jiān)控設備控制、遠程噴淋控制、遠程燃氣開關控制等已制作了印刷電路板，制作出了1套樣品，通過了聯(lián)調(diào)測試，測試功能正常，具有極高的市場推廣價值關鍵詞：移動網(wǎng)絡；家庭安防；短信遠程控制；硬件設計；軟件設計 畢業(yè)設計（論文）外文摘要Design and Implementation of a Mobile Home Remote Intelligent Security Monitoring SystemAbstract: Based on ARM Cortex-M3 microcontroller core processing chip designed a mobile remote intelligent security monitoring system, which has a household equipment Android APP / SMS remote control and remote home security and other functions. This article describes in detail the design, hardware design, software design and test four part of the overall scheme of the system.System hardware design including control module, gas leak detection module circuit design, intrusion detection module, fire control module, electrical control module, remote communication module and alarm module 7 modules, is now making a physical circuit. System software design includes control module, remote communication module design and debugging drivers for Android APP network programming design and debugging of system logic and communication protocol design and writing. Independent design of the entire code Andrews APP client control home appliances and hardware system configuration. At present, this system has been tested by the FBI realized hardware, intrusion detection, remote SMS / WIFI alarm, remote smoke detector alarm, SMS / WIFI remote reverse control, remote home device switch, remote home alarm device control, and users can APP Android phones directly configure the hardware system, with a high marketing valueKeywords: GSM network; home security; SCM; SMS control; remote control; Android; network programming; 第 2 頁 共 46頁目 錄1 緒論 11.1 課題的研究背景與意義 11.2 課題的調(diào)研 11.3 課題的可行性分析 21.4 論文各章節(jié)簡介 32 系統(tǒng)總體方案設計 42.1 系統(tǒng)設計要求 42.2 系統(tǒng)整體設計思路 42.3 方案的選型與論證 52.4 各模塊方案設計 83 系統(tǒng)硬件設計 133.1 主控系統(tǒng)硬件設計 133.2 防盜檢測硬件設計 183.3 遠程煙霧報警檢測模塊硬件設計 203.4 防火控制模塊硬件電路設計 214 系統(tǒng)軟件設計 234.1 硬件通信協(xié)議 234.2軟件通信協(xié)議 244.3 主控模塊軟件設計 254.4 安卓APP模塊軟件設計 325 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)測試 335.1硬件測試 335.2 軟件測試 345.3聯(lián)調(diào)測試 346 系統(tǒng)評價 40結(jié) 論 41致 謝 42參 考 文 獻 43附錄1：模塊硬件電路圖 44附錄2：模塊PCB電路圖 45附錄3：系統(tǒng)實物圖 461 緒論1.1 課題的研究背景與意義隨著社會的不斷發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，生活的安全性和便利性越來越多的受到人們的關注。

文獻[1]指出城市人口的膨脹、外來人口的不斷激增以及煤氣、家用電器等在使用過程中的不安全因素都成為了家庭安全的潛在威脅，其中給居民生命和財產(chǎn)安全帶來威脅最大的為以下兩個方面，第一方面是惡意侵害（如入室偷竊、搶劫、兇殺），第二方面是意外事故（如火災、煤氣泄漏）綜合這兩方面的需求，個人家庭遠程安防系統(tǒng)需求的增長越來越快[2]安全是人類社會的永恒話題，在當今社會環(huán)境下，安全問題變得十分突出，因而采用高科技手段來實現(xiàn)家庭安全防范是當前保障人身、財產(chǎn)安全的正確選擇隨著新技術、新器件的出現(xiàn)，家庭安防系統(tǒng)將會變得更加智能化、自動化，也將為人們提供更加安全可靠的保障將是我們家庭安的一道堅固的屏障，在這道屏障的保護下，我們的生活將變得更加安全、更加美好從目前的家庭安防系統(tǒng)來看，它們大多數(shù)是機械式或單純依靠人為控制和操作的安防系統(tǒng)在實際使用中已經(jīng)暴露出了很多隱患和不足，遠遠達不到人們對遠程智能家庭安防的要求[3]文獻[4]指出這些系統(tǒng)大多采用51單片機為核心以有線或無線方式組建局域網(wǎng)來進行數(shù)據(jù)傳輸，文獻[5]指出由于51單片機和局域網(wǎng)通信的局限性，使得以51單片機為核心的安防檢測系統(tǒng)越來越不能滿足人們的要求，在工程施工和日常使用中中暴露出了傳感器部署困難、報警信號覆蓋面窄、無法遠程主動控制的缺點。

就目前的技術實現(xiàn)來說，安防系統(tǒng)的處理能力、遠程通信等的硬件技術已經(jīng)成熟文獻[6]指出隨著技術的進步這些問題的解決成本已經(jīng)降到了非常低的水平，我們利用這些技術開發(fā)基于GSM的移動遠程智能家庭安防系統(tǒng)來解決目前智能家庭安防系統(tǒng)中的不足，提高家庭遠程安防系統(tǒng)的監(jiān)控能力，利用安卓手機APP使得智能家庭安防系統(tǒng)更加人性化，讓遠程安防系統(tǒng)能夠真正的服務家庭根據(jù)市場調(diào)研機構(gòu)eMarketer發(fā)布的市場預測數(shù)據(jù)顯示2014年中國智能手機用戶首次超過5億，2018年將超過7億伴隨著國務院“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略的提出，采用APP交互，基于GSM網(wǎng)絡的遠程智能家庭安防系統(tǒng)能夠有機的結(jié)合用戶交 1.2 課題的調(diào)研近年來，移動遠程智能家庭安防的概念被炒的很熱，但距離真正的普及還有很長的一段距離，技術水平也沒有出現(xiàn)突破性的進步對于廠商來說，市場缺乏培育，盲目投資風險較大對于普通市民來說缺乏家庭安防的相關概念，家庭安防系統(tǒng)還停留在作為公司技術儲備的研發(fā)階段，雖然目前市場已經(jīng)有很多智能家庭安防產(chǎn)品，但考慮到售價，智能遠程家庭安防系統(tǒng)依舊很難走進尋常百姓的家中從開發(fā)公司的角度來說，由于終端設備接口種類繁多，缺乏統(tǒng)一標準，開發(fā)者只能針對一個特定的標準進行開發(fā)，往往會造成硬件設備的不兼容，在更換標準后整套產(chǎn)品都得重新編寫代碼，開發(fā)工作繁瑣、工作量大，同時為了和其他系統(tǒng)的兼容，不同的廠家的模塊需要通過轉(zhuǎn)換器進行通信，增加了系統(tǒng)的復雜度和開發(fā)成本。

目前，國內(nèi)的開發(fā)企業(yè)大多作為模塊生產(chǎn)商參與到遠程智能家庭安防系統(tǒng)中，通過提供單一功能的模塊來實現(xiàn)簡單的功能，如熱釋紅外報警器和窗簾控制器等這些模塊僅僅是被生硬的安裝到家庭設備中實現(xiàn)固定功能，無法與家庭環(huán)境有機的融合，人機交互僅僅通過報警或者是傳感器動作來實現(xiàn)，交互生硬缺少系統(tǒng)集成商，將單一的模塊整合成為一個系統(tǒng)，讓模塊作為系統(tǒng)的信息觸角來完成信息采集，通過將系統(tǒng)有機的整合到家庭環(huán)境中，使模塊工作的更加智能化、高效化通過系統(tǒng)集成商的系統(tǒng)集成，遠程智能安防系統(tǒng)應運而生，利用系統(tǒng)的開發(fā)來推動整個行業(yè)的迅速發(fā)展此外，家庭個性化需求得不到滿足，定制系統(tǒng)成本過高，普通家庭完全無法承受，無法按照自己的家庭實際構(gòu)建系統(tǒng)但是標準可擴展的家庭安防系統(tǒng)解決了這個難題，通過掛載不同模塊完成不同任務，從而達到系統(tǒng)的任意擴展文獻[7]4G的出現(xiàn)正在掀起一場智能硬件的革命，智能遠程安防系統(tǒng)作為智能硬件不可或缺的部分也將迎來巨大的機遇，國內(nèi)的一些智能手機企業(yè)也開始了同硬件企業(yè)的合作，例如京東的JD+，小米的小米盒子等文獻[8]指出由于國內(nèi)的巨大市場，國外廠商也開始了加快了入華的節(jié)奏，在2009年9月，著名企業(yè)霍尼韋爾向業(yè)內(nèi)推出HRIS-1000系列智能家居系統(tǒng)，該系統(tǒng)以安防為中心，整合和地暖等溫度控制等功能。

目前雖然還未普及開來，但是遠程智能家庭安防系統(tǒng)的概念在近幾年一定會深入人心，家庭安防產(chǎn)品必定會受到用戶泛關注1.3 課題的可行性分析本課題研究如何通過遠程通信系統(tǒng)來實現(xiàn)家庭遠程智能安防監(jiān)控，就以下幾個方面說明本課題的可行性1）從技術上來說：手機可以通過內(nèi)部的GSM模塊同基站完成通信，手機也可以通過WIFI模塊接入網(wǎng)絡、電腦通過電平轉(zhuǎn)換模塊后通過串口同GSM模塊通信完成短信收發(fā)、電腦也可以通過串口使用WIFI模塊接入網(wǎng)絡STM32微控制器同樣擁有串口，只需要通過電平轉(zhuǎn)換后就能同GSM模塊和WIFI模塊通信從理論上分析，STM32微控制器同樣可以通過AT指令來完成對GSM模塊/WIFI模塊的驅(qū)動只要STM32微控制器能夠完成短信收發(fā)、WIFI數(shù)據(jù)收發(fā)就能根據(jù)手機短信或者WIFI數(shù)據(jù)來完成相應信息的獲取和遠程操作2）從市場上來說：就目前的市場而言，還沒。