基于STM32的GSM短信报警系统的设计与实现

引言

随着我国经济建设的迅速发展和人民群众生活水平的极大提高，人们越来越注重自身所处的环境是否安全。特别是当家中无人或者仅有老人孩子时，家庭成员的生命和财产的安全性越来越受到重视。因此，家庭防盗已成为一个重要的社会问题。目前，许多住宅小区的安防主要依靠传统的机械式（防盗网、防盗窗）防盗系统。这样不仅有碍美观，不符合火灾逃生的要求，而且不能有效地防止坏人的侵入。随着电子技术的飞速发展，防盗报警系统已迫切从原来的简单化、局部化向智能化、集成化发展。当前，GSM短信息服务已作为GSM网络的一种基本业务，基于GSM短信模块与单片机相连接应用于家庭无线防盗报警系统中，让家庭防盗更及时、更方便，以最直观的中文短消息形式，直接把案发地点的情况反映到用户的手机屏幕上。同时采用一种热释电红外传感器进行检测，变有形的传统防盗网防盗窗为无形的监控，给家庭防盗提供最直观、高效、可靠的保障。

1 系统的总体设计及工作原理

GSM短信报警系统设计框图如图1所示。整个系统[1]由STM32单片机模块、热释电传感器模块、GSM模块及传统扬声器模块组成。GSM模块采用芯讯通（SIMCom）公司生产的SIM900A芯片及外围设计电路，而热释电传感器模块采用红外专用芯片BISS0001的设计电路。首先当热释电传感器模块检测到人发射的红外线时，通过其外围放大电路转换成电压信号传输给STM32单片机。单片机判断热释电传感器模块送来的数据，通过串口发送一个高电平给GSM模块，使GSM模块发送短信到设定的手机号码，及时通知主人家里出现了什么情况，

同时使扬声器发声报警，从而实现系统的预想功能。然而白天当主人在家的时候，则不需要设定防盗功能，
可以关闭功能；假如主人要离开房屋或夜间睡眠时，则需要打开防护功能。这些 "设防"、"撤防"的功能，同样可以通过手机发送特定短信至GSM模块的方式进行开启和关闭，热释电传感器检测会随之起作用，以免引起不必要的麻烦和误报。

图1 系统总体框图

2 系统硬件电路设计

2.1 STM32F103 最小系统

STM32系列单片机[2]由ST公司生产的专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用设计的ARM Cortex-M3内核。本系统采用的STM32属于互联型产品，具有以下标准功能：72MHZ主频，56k字节Flash，64字节SRAM，2个看门狗，多个16 位定时器，80%的引脚可以作为通用I/O 口，以及USART、SPI等通信外设，其外设完全满足本系统的功能要求。因此，本系统采用STM32F103作为总控制器，其最小系统如图2所示。

本系统采用4线JTAG接口，即TMS(测试模式选择)、TCK(测试时钟)、TDI(测试数据输入)、TDO(测试数据输出)，又采用常规的20pin接口方式，通过仿真器与PC机连接，可以实现在线仿真调试，方便可靠。系统采用8MHZ晶体振荡器，此时需要接负载电路。另外，复位电路的设计方式简洁，可以实现系统可靠复位。

图2 STM32F103RBT6 最小系统

2.2 GSM 模块

GSM模块[3]用芯讯通（SIMCom）公司生产的SIM900A，是一款尺寸紧凑的GSM/GPRS模块，采用SMT封装，基于STE的单芯片案，采用ARM926EJ-S架构，性能强大，支持AT指令。

利用STM32的串口来控制GSM MODEM，单片机与GSM模块一般采用串行异步通信接口， 通信速度可设定， 通常为19200bps。GSM MODEM与单片机之间采用串口通信的方式，MODEM的TXD、RXD分别为发送、接收端，与单片机的PA10、PA9连接，组成串口通信。GSM模块通过把PWRKEY信号拉低一段时间然后释放来开机。当模块开机后就可以发送AT命令来控制模块，用户可以通过"AT+IPR=x"设置波特率并把参数保存。一旦配置为固定波特率，当模块开机时将会从串口收到字符"RDY"。这些字符在自动波特率激活的情况下无法显示。同样，可以通过把PWRKEY 信号拉低一段时间然后释放来关机。或者使用AT命令"AT+CPOWD=1"关闭模块。该命令使模块从网络上注销，让软件进入安全状态，保存有用数据，让然后完全断开供电。在关机前，模块串口将自动发送下列字符串"NORMAL POWER DOWN"，这之后将不能执行AT命令。模块进入掉电模式，仅仅RTC处于激活状态。掉电模式可以通过STATUS引脚来检测，在掉电模式下此引脚输出为低电平。GSM主模块（包括SIM部分）如图3所示。

图3 GSM 主模块（包括SIM 部分）

2.3 热释电传感器模块

热释电传感器模块[4]括热释电传感器及外围放大电路，当有人进入传感器所能检测到的范围时，传感器检测到能量变化，转换成微弱的电信号，然后通过外围放大电路放大并转换成电压信号传输给单片机。其作用原理如下：人体都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长