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—GSM报警系统
l 前言
随着短消息服务和通用分组无线服务等数据业务的发展，GSM无线网络应用于机电产品和工业控制领域的趋势不断扩大，各种一GSM网为传输平台的数据采集及远程监控系统方案和产品也不断出现。GSM报警系统采用最新的无线移动通讯网络及相关的数字处理技术，已逐步应用于技术安全防范领域，是一款集家庭、商店、办公场所安全，电器控制、私家车远方监控等功能为一体的控制报警系统。它利用GSM无线移动通讯网络短信息数据传输模式及语音功能平台，真正实现了超远距离方便、灵活的无线报警处理及控制，解决了固定电话或有线宽带网络有线数据传输模式报警的局限性
GSM报警系统利用GSM无线移动网短信息数据传输模式及语音功能平台完成远程报警数据传输及控制，该系统主要由主机、红外探测器、门磁探测器、烟雾探测器（可选）、燃气泄露探测器（可选）、遥控器和警号等部件构成。 正常使用时，用户用遥控器进行设防，系统进入设防状态。当有非法人员入侵时，门磁和红外探测器会探测到入侵信号并把报警信号发送给主机，主机处理后向用户预设好的手机号码发送有报警地址及类别的短信息，然后拨打预设好的电话号码进行语音报警并可对现场进行监听，同时主机打开内置喇叭和外接警号进行声音报警。另外用户可以通过短信息对系统进行远程设防、撤防等远程设置。
该GSM报警系统主要采用单片机AT89C51芯片，将控制程序写进单片机中，使其发挥相应的功能，再加上蜂鸣器、发光二极管、电阻、电容这些器件组成一个简单而灵敏的监测报警电路，操作简单，接通电源即可工作。因为电路采用单片机技术和无线遥控技术，系统具有有电路简易、可靠性强、耗能低、准确性高的特点。
l 电原理图说明及主要集成块功能介绍
结合保险柜远程报警和开启的应用背景，利用单片机AT89C51控制GSM模块TC35，以短消息的方式进行报警和控制的装置。振动信号触发单片机外部中断，在中断处理程序中控制TC35向外发送预先存储在SIM卡中的报警短消息；用户发来的控制短信触发单片机的串行中断，单片机读取收到的短信并进行解析处理。
该报警电路主要由电源电路、稳压电路、检测传感器和报警电路组成。
1.三端稳压器LM1084是一款典型的低压差线性稳压集成电路，输入输出电压差低至1．5 V，输出电流可达5 A。LM1084可以固定输出3．3 V、5 V、12 V，同时也提供输出可调稳压器LM1084-adj,也可通过引脚外围电阻设置调整输出，输出调整范围为1．2～15 V。特点:
（1）LM1084可以固定输出3．3 V、5 V、12 V，及输出可调稳压器LM1084-adj;
（2）限流及过热保护功能;
（3）输出最大电流可达5A;
（4）工作温度范围:?40°C to 125°C
（5）5A时允许最小压差为1.5V引脚与LM317相同
2.TC35是Siemens公司推出的新一代无线通信GSM模块自带RS232通讯接口，可以方便地与PC机、单片机连机通讯。可以快速、安全、可靠地实现系统方案中的数据、语音传输、短消息服务(Short Message Service)和传真。TC35模块的工作电压为3.3 －5.5V，可以工作在900MHz和1800MHz两个频段，所在频段功耗分别为2W（900M）和1W（1800M）。模块有AT命令集接口，支持文本和PDU模式的短消息、第三组的二类传真、以及2.4k，4.8k，9.6k的非透明模式。此外，该模块还具有电话簿功能、多方通话，漫游检测功能，常用工作模式有省电模式、IDLE、TALK等模式。通过独特的40引脚的ZIF连接器，实现电源连接、指令、数据、语音信号、及控制信号的双向传输。通过ZIF连接器及50Ω天线连接器，可分别连接SIM卡支架和天线。
  TC35模块主要由GSM基带处理器、GSM射频模块、供电模块(ASIC)、闪存、ZIF连接器、天线接口六部分组成。作为TC35的核心，基带处理器主要处理GSM终端内的语音、数据信号，并涵盖了蜂窝射频设备中的所有的模拟和数字功能。在不需要额外硬件电路的前提下，可支持FR、HR和EFR语音信道编码。
3.SIM卡是（Subscriber Identity Module 客户识别模块）的缩写，也称为智能卡、用户身份识别卡，GSM数字移动电话机必须装上此卡方能使用。它在一电脑芯片上存储了数字移动电话客户的信息，加密的密钥以及用户的电话簿等内容，可供GSM网络客户身份进行鉴别，并对客户通话时的语音信息进行加密。
4.MC34063P1引脚说明:     该IDT79R4700 64位RISC微处理器，双列8脚封装，3V-40V输入，输出开关电流1.5A，输出电压可调，工作频率100KHZ，基准精度2%，DIP封装程序，工作温度0到70摄氏度，软件和引脚与R4XXX处理器系列兼容。具有64位处理能力，R4700提供了更多的计算能力和数据移动带宽比交付了32位处理器，典型的嵌入式系统。
MC34063P芯片内部电路图
5.AT89C51是美国ATMEL公司生产的低成本，高性能CM0S8位单片机，片内含4KB字节的快速可擦写的只读程序存储器（PEROM）和128字节的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS—51产品指令系统，片内置通用8为中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大。AT89C51单片机可提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。
主要性能参数：
1） 与MCS-51产品指令系统完全兼容；
2） 4K字节可重复写flash闪速存储器和1000次擦写周期；
3） 全静态操作：0HZ-24MHZ；
4） 三级加密程序存储器和128*8字节内部RAM；
5） 三十二个可编程I／O口；
6） 两个16位定时／计数器；
7） 6个中断源；可编程串行UART通道；
8）低功耗空闲和掉电模式。
功能性概述：

表1P3功能

l GSM报警系统电路板制作过程的介绍。包括以下三个部分：电路原理图的绘制、电原理图到PCB图的转换以及最后电路板的生成（打印、热印及电路板的腐蚀等）
1.电路原理图的绘制。
所谓电原理图，就是使用电子元器件的电气图形符号以及绘制电原理图所需的导线、总线等示意性绘图工具来描述电路系统中各元器件之间的电气连接关系的一种符号化、图形化的语言。印制板编辑、设计是电子设计自动化最关键的环节。换句话说，原理图编辑是印制板编辑、设计的前提和基础。因此，正确地绘制出电原理图是十分关键的一步。
该电路原理图是在PROTEL99 SE的操作环境下编辑完成的。其大致的操作步骤如下：
（1）设置SCH编辑器的工作参数。
（2）选择图纸幅面、标题栏式样、图纸放置方向等。
（3）放大绘图区，知道绘图区内呈现大小适中的栅格线为止。
（4）在工作区内放置元件:先放置核心元件的电气图形符号，再放置电路中剩余元件的电气图形符号。
（5）调整元件位置并修改、调整元件的标号、型号及其字体大小、位置等。

（6）连线，放置电气节点、网络标号、I／O端口以及电源和地线符号等。
（7）对电路图进行电气规则检查，找出原理图中可能存在的缺陷。
（8）加注释信息。
（9）生成网络表文件。
（10）打印。（注意：以上只是一般的编辑步骤，具体情况还得做具体分析。其中第一、二步在无特殊要求下可采用缺省设置。）下面对其作进一步的介绍。
（1）打开PROEL99 SE软件，单击“文件”下的“新建”，设置文件名及其保存路径。再次单击“文件／新建”，在弹出的“设计文件管理器”窗口内单击“电原理图”图标，单击“OK”，此时，可对其重命名，也可直接用缺省的文件名，再双击该图标即进入编辑状态。
（2）通过“Add／Remove”按钮完成数据库sim.ddb的添加。
（3）在正确的元件库中选中所需的各电子元件，将其放置在图中适当位置，并根据需要通过“table”键或者双击该元件对其参数进行一定的修改，特别地，由于要转化为PCB图，因而每个元件的封装形式一定要标注清楚，对元件方向的调整可在英文输入法状态下通过“X”、“Y”和“空格”键来实现。
（4）对于有些元件可能其电气图形符号内引脚编号与PCB封装库内元件引脚编号不一样或者符号尺寸偏大，此时可通过“编辑”按钮对其进行修改。
（5）若PROTEL99 SE元件电气图形符号库文件没有收录所需元器件的电气图形符号时，可以通过单击“文件”下的“新建”，再双击“SchLib”编辑器图标来完成新元件的创建。
（6）元件放置完成后，单击画线工具栏中的“导线”按钮，将各元器件正确连接起来，再放置电气节点、网络标号、I／O端口以及电源和地线符号等。
（7）对电路图进行电气规则检查，找出原理图中可能存在的缺陷并加以改进。
（8） 将保存后的电路图切屏于Word文档中。
2.电原理图到PCB图的转换。
（1）在原理图的编辑状态下，单击“设计”下的“创建网络表”，在新建的PCB文件中，单击“设计”下的“网络表”，浏览选中原理图网络表，单击“OK”按钮，在网络宏列表窗口中，检查网络表文件装入PCB中后有无错误。若有则需改正至正确为止。
（2）网络宏列表窗口内没有出现错误信息时，再单击“执行”按钮，这时，可以看到电原理图转化过来的PCB图。
（3）对PCB图进行布局排版，其中要遵循一定的布线规则，比如，线与线之间的交叉尽量少、具有良好的视觉效果等。
（4）布局完成后，在“禁止布线层”中通过“放置”下的“线”绘制边框线。
（5）单击“设计”下的“规则”，设置布线层和布线宽度，通过“添加”按钮设置电源线和地线的宽度，其一般略宽于普通导线的宽度，完成后单击“关闭”按钮。
（6）单击“自动布线”下的“全部”，启动自动布线进程，必要时，可对自动布线后的电路进行手动修改。
（7）单击放置工具栏中的“焊盘”按钮，放置电源和地的焊盘，再通过印制导线将电源和地与电路中元件正确连接起来。
（8）完成电路板设计后，单击“工具”下的“设计规则检查”，接着单击“Run DRC”按钮启动检查过程，检查无误即可。最后将其保存并切屏于Word文档中。
3.打印、腐蚀生成电路板。
（1）在PCB编辑状态下执行“文件”下的“新建”，选中“PCB Printer”图标，单击“ok”按钮，可观察到打印的电路图。
（2）在配有专用打印机的电脑上，将印制板电路图打印出来，再把打印出的电路图包在电路板上，将其压板几遍，待冷却后通过钻孔在上面打一个小孔，用线将其系着放入盛有三氯化铁溶液的容器内将其充分腐蚀，经过一段时间待达到一定效果后将其取出清洗即可。

l 结论及心得体会
（1）本系统主要由检测传感器，单片机控制系统，信号处理模块组成，系统简单，安装方便。
（2）由于对单片机的工作原理还不是特别了解，故在对电路做一定分析时可能存在一定缺陷，我坚信在我学习了单片机这门课程后，定会对其做出更深入、准确的说明。
（3）原理图是后续过程的基础，其正确与否会直接影响后面的进程。
在绘制电原理图过程中，切忌急于求成，一味追求速度而漏洞百出。该原理图由于元器件比较多，电路的连接有点繁琐，要注意的细节自然也比平时练习时的要稍多一些，因而，要十分细心和认真。
（4）我第一次体会画图到制板的全过程，尽管出现了很多的失误，但在这中间，经过老师和同学们的指导及帮助，让我学到了更多。
（5）这一次可以算是理论与实践一次小小的结合，通过自己学过的专业知识来达到某个水平，让我对自己的专业有了更进一步的认识，原来所学与生活联系是如此紧密，学好专业知识对于未来非常关键。

附录一

GSM报警系统电原理图

附录二

GSM报警系统PCB图
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