GSM通信技术在家庭安防中的应用

刘元刚　胡启迪　熊刚

摘要：针对传统家庭安防系统信息化水平低、实时性差等问题，结合传感器技术和计算机技术，利用GSM通信技术形成一个两级联网通讯的安防系统。在家庭环境状态出现异常时能够及时通知小区物业和业主，保护家庭人员生命财产安全，具有较高的应用价值。

关键词：家庭安防；GsM通信；传感器

1概述

我国居民住宅小区飞速发展，而建筑安全配套设施则相对落后、信息化水平較低。近年来，随着科学技术的发展，传感器技术、计算机技术和移动通信技术广泛应用于各种工农业业生产中，也应用在家庭安防中。基于此，本文介绍GSM通信术在家庭智能安防系统中的应用，实现家庭安防的信息化和智能化，保障居民的财产人身安全。

2GSM通信技术

GSM的中文名字为全球移动通信系统，在其网络覆盖范围内可以实现语音、文本等数据的传输，就以上两种方式，利用语音传递数据的话，编解码过程比较复杂。而通过文本的方式传递数据就要方便得多。因此本文的研究中选择SMS短消息的形式进行数据传输。

2.1SMS短消息

SMS短信是最早的短消息业务，也是一种存储和转发服务，同时SMS短信具有消息发送确认的功能，SMS短消息的发送和接收可以和GSM语音同步进行。

2.2SMS短消息的编码方式

SMS短消息可以采用Block方式、Text方式以及PDU方式等共三种方式发送，每种方式对应的编码格式也都不一样。

Block方式为二进制模式，能够自己检测错误并且修正错误，在条件较差的恶劣环境中使用，目前使用较少。

PDU方式适合中国的国情，汉语信息目前多采用PDU编码方式。基于PDU的编码规则被多数手机支持，几乎是默认的编码方式。

Text方式为文本方式，该方式下将所有的相关信息都直接采用国际通用的ASCII码进行编码，可以非常方便地进行数据的编码和解码，但是该种方式只支持英文数据，或者说所能发送的数据范围只局限于ASCII码内。本系统主要用于设备的远程控制以及各传感器数据的远程传递，其中所涉及的数据均可以包含在ASCII码内。因此将其设定为Text方式。

2.3AT指令集

AT指令集是从终端设备（Terminal Equipment，TE）或数据终端设备（Data Terminal Equipment，DTE）向终端适配器（Terminal Adapter，TA）或数据电路终端设备fData Circuit Terminal Equipment，DCE）发送的用户可以通过AT指令进行呼叫、短信、电话本、数据业务、传真等方面的控制。

3系统设计

本系统工作时通过各种传感器检测家中环境状态，如温度、红外、烟雾等，当某一参数出现异常，则启动户外的声光报警装置及小区物业的联动装置，通知小区物业人员及时处理，同时通过移动通信网络给用户发送信息以及拨打电话报警，实现家庭安防的信息化和智能化。系统结构框图如图1所示。

3.1通信模块电路设计

通信模块采用西门子公司生产的TC35i型GSM模块。该模块发射电流为300mAf平均），峰值电流2.5A；支持Text和PDU格式的SMS，可通过AT命令或关断信号实现重启和故障恢复，完全可满足本系统的信息发送功能。TC35i硬件电路示意图如图2所示。

3.2软件设计

以下重点讨论GSM通信模块（西门子TC35I）的程序设计，该程序初始化流程如图3所示，主要包括查询及设置两方面内容。

查询部分主要是查询GSM模块的连接状态与当前网状况，分别在模块初始化工作的开头与结尾处。查询模块的连接状态是单片机通过发送指令“AT＼r＼n”来实现的，若连接正常，GSM模块会返回“OK”，此时程序会进行下一步操作，否则发挥“EE-ROR”，此时程序会重复发送指令直至连接成功。查询模块的连接状态是单片机通过发送指令"AT+CRGEkr＼n”来实现的，此时GSM模块会返回当前的注册信息，若信息中提示成功注册到网络（包括漫游状态），则该初始化子程序结束，否则程序会重复发送指令直至网络注册成功。过程中的查询结果均会反映在12864上，当程序长时间未能通过时，可根据提示信息检查硬件连接。

设置部分完成本设计中所需的设置工作，其中包括：

（1）设置短信到来时的通知方式。单片机通过发送指令“AT+CNMI=2，1＼r＼n”将短信到来的通知方式设定为串口空闲时发送。

（2）设置GSM模块关闭回显功能，该功能会将单片机发送的指令回传给单片机用于确认指令是否正确，一般不需要使用。

（3）设置GSM模块打开来电显示，该功能可在电话到来时向单片机发送来电号码，本设计中有电话配对机制，因此必须打开该功能。

4结束语

本文针对家庭安防的需求，结合较为成熟、可靠的GSM移动通信技术，设计了一款家庭防火防盗报警系统。该系统利用各种传感器采集家庭环境状态，通过无线通信模块TC35i以短信的方式发送给手机终端，具有实时监控、异常报警等功能，实现了家庭安防状态的信息化和智能化，具有较高的实用价值。