GSM短信家庭防盗系统2.docx
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GSM短信家庭防盗系统2
2018年5月8日填写
1本课题研究的意义
2国内外研究的现状
3GSM
1.1GSM定义
1.2GSM的发展
1.3GSM的详细介绍
1.4GSM的安全
4防盗系统
4.1何为防盗系统
4.2防盗报警系统的组成
5GSM短信防盗系统
5.1GSM防盗系统的主要框架
5.2GSM短信技术
6GSM短信家庭防盗系统对比传统技术
6.1传统技术
6.2GSM短信家庭防盗系统
7初步了解GSM家庭防盗系统组成
8GMS短信家庭防盗系统
8.1单片机
8.2GSM模块
8.3键盘显示
8．4铁电存储器
8.5实时时钟
8.6后备电源
8.7遥控器
8．8传感器
8．9系统运行流程图
9GSM短信家庭防盗系统的供求关系
10GSM短信家庭防盗系统的发展趋势
11了解GSM短信家庭防盗系统的重要性
12总结
系统举例
参考文献
致谢
中文摘要
随着社会的进步和科技的发展，人类社会已经步入一个高速的发展形态。
人们对生活的要求是更快、更易、更安全。
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GSM短信家庭防盗系统应运而生，它具有着对防盗有划时代的意义。
GSM短信家庭防盗系统是一种实用新型的防盗产品，它基于现有的GSM网络远程报警，并且更安全，安装更简便，同时防盗能力佳、网络容量大、手机号码资源丰富、通话清晰、报警快速、稳定性强。
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GSM短信家庭防盗系统是在GSM短息技术的基础上建立的一个快、易、安全的家庭防盗系统。
在了解该系统时，我们就需要了解GSM的定义和基本系统组成，同时知道GSM短信技术的框架，这样最后我们才能清晰的掌握GSM短信家庭防盗系统，最后对比传统技术你会发现该系统的优越性，同时相信GSM短息家庭防盗系统未来就会受到社会广泛应用。
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关键词：
GSM短信家庭防盗模块技术
基于GSM短信的家庭防盗系统
1本课题研究的意义
随着社会的进步和科技的发展，人类社会已经步入一个高速的发展形态。
人们对生活的要求是更快、更易、更安全。
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GSM短信家庭防盗系统应运而生，它具有着对防盗有划时代的意义。
GSM系统是一种实用新型的防盗产品，它基于现有的GSM网络远程报警，并且更安全，安装更简便，同时防盗能力佳、网络容量大、手机号码资源丰富、通话清晰、报警快速、稳定性强。
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GSM移动通讯技术的覆盖率高、网络能力强、网络稳定等特点，解决了传统的专网通信系统投资成本大，维护费用高以及网络覆盖和用户数量的一系列问题。
它的稳定性和投资成本以及为远程监测设备和通信提供了一个稳定、安全、快捷的强大支持平台。
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同样也就为防盗系统的建设与完善提供了最好的平台。
GSM短信防盗系统是GSM通讯技术与防盗系统的有机结合，是社会进步的产物，作为一个当代人就有必要了解和掌握GSM短信防盗系统。
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2国内外研究的现状
国内目前经济正处于曲折中发展的过程，面对世界以及国内本身带来的制约因素，就必须在各方面占有主动，而非被动。
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GSM短信防盗系统问世以来，国内以及有很多厂商和企业的防盗系统都相继面世，并且竞争激烈，供求关系也还处于平和期。
但是GSM是社会进步所必须的产物，它必将在未来的社会防盗系统中占据重要地位。
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3GSM
1.1GSM定义
全球移动通讯系统GlobalSystemofMobilecommunication就是众所周知的GSM，是当前应用最为广泛的移动电话标准。
全球超过200个国家和地区超过10亿人正在使用GSM电话。
GSM标准的无处不在使得在移动电话运营商之间签署"漫游协定"后用户的国际漫游变得很平常。
GSM较之它以前的标准最大的不同是他的信令和语音信道都是数字式的，因此GSM被看作是第二代（2G>移动电话系统。
这说明数字通讯从很早就已经构建到系统中。
GSM是一个当前由3GPP开发的开放标准。
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1.2GSM的发展
GSM是由欧洲电信标准组织ETSI制订的一个数字移动通信标准。
GSM是全球移动通信系统（GlobalSystemofMobilecommunication>的简称。
它的空中接口采用时分多址技术.自90年代中期投入商用以来，被全球超过100个国家采用。
GSM标准的设备占据当前全球蜂窝移动通信设备市场80%以上.说到GSM的发展就要先了解下GSM属于第2代<2G）蜂窝移动通信技术。
2代的说法是相对于应用于80年代的模拟蜂窝移动通信技术以及目前正逐渐进入商用的宽带CDMA技术。
模拟蜂窝技术被称为一代移动通信技术，宽带CDMA技术被称为三代移动通信技术，即3G。
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尽管当前GSM相当普及，但是构思移动电话的历史在GSM之前很长时间就开始了。
GSM小组（"GroupeSpécialMobile"（法语>1,2,3and4>创立于1982年。
GSM的名字也是源于这个小组的名字,尽管后来决定使用缩写代替了它的原有的含义。
最开始这个小组由CEPT负责管理。
GSM系统的原始技术在1987定义。
1989年,ETSI从CEPT接手。
1990第一个GSM规范说明完成，这个规范的文本长达超过6000页。
商业运营开始于1991，地点是芬兰的Radiolinja。
1998年，3G合作工程（3GPP>启动。
最初，这个工程的目标是制定详细的下一代移动通讯网<3G）规范。
然而，3GPP也接受了维护和开发GSM规范的工作。
ETSI是3GPP的一个成员。
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1.3GSM的详细介绍
GSM是GlobalSystemofMobilecommunication<全球移动通讯系统）的英文缩写，是当前应用最为广泛的移动电话标准。
全球超过200个国家和地区超过10亿人正在使用GSM电话。
所有用户可以在签署了"漫游协定"移动电话运营商之间自由漫游。
GSM较之它以前的标准最大的不同是它的信令和语音信道都是数字式的，因此GSM被看作是第二代（2G>移动电话系统.这说明数字通讯从很早就已经构建到系统中。
GSM是一个当前由3GPP开发的开放标准。
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从用户观点出发，GSM的主要优势在于用户可以从更高的数字语音质量和低费用的[SMS]之间作出选择。
网络运营商的优势是他们可以不同的客户定制他们的设备配置，因为GSM作为开放标准提供了更容易的互操作性。
这样，标准就允许网络运营商提供漫游服务，用户就可以在全球使用他们的移动电话了。
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GSM作为一个继续开发的标准，保持向後兼容原始的GSM电话，例如报文交换能力在Release'97版本的标准才被加入进来，也就是GPRS。
高速数据交换也是在Release'99版标准才引入的，主要是EDGE和UMTS标准。
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EDGE是英文EnhancedDataRateforGSMEvolution的缩写，即增强型数据速率GSM演进技术。
EDGE是一种从GSM到3G的过渡技术，它主要是在GSM系统中采用了一种新的调制方法，即最先进的多时隙操作和8PSK调制技术。
由于8PSK可将现有GSM网络采用的GMSK调制技术的符号携带信息空间从1扩展到3，从而使每个符号所包含的信息是原来的3倍。
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UMTS作为一个完整的3G移动通信技术标准，UMTS并不仅限于定义空中接口。
除WCDMA作为首选空中接口技术获得不断完善外，UMTS还相继引入了TD-SCDMA和HSDPA技术。
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一种第三代<3G）移动电话技术[1]。
它使用WCDMA作为底层标准，由3GPP定型，代表欧洲对ITUIMT-2000关于3G蜂窝无线系统需求的回应。
UMTS有时也叫3GSM，强调结合了3G技术而且是GSM标准的后续标准。
UMTS分组交换系统是由GPRS系统所演进而来，故系统的架构颇为相像.0YujCfmUCw
同时GSM是一个蜂窝网络,也就是说移动电话要连接到它能搜索到的最近的蜂窝单元区域。
GSM网络运行在多个不同的无线电频率上。
GSM网络一共有4种不同的蜂窝单元尺寸：
巨蜂窝，微蜂窝，微微蜂窝和伞蜂窝。
覆盖面积因不同的环境而不同。
巨蜂窝可以被看作那种基站天线安装在天线杆或者建筑物顶上那种。
微蜂窝则是那些天线高度低于平均建筑高度的那些，一般用于市区内。
微微蜂窝则是那种很小的蜂窝只覆盖几十M的范围，主要用于室内。
伞蜂窝则是用于覆盖更小的蜂窝网的盲区，填补蜂窝之间的信号空白区域。
蜂窝半径范围根据天线高度、增益和传播条件可以从百M以下数十公里。
实际使用的最长距离GSM规范支持到35公里。
还有个扩展蜂窝的概念，蜂窝半径可以增加一倍甚至更多。
GSM同样支持室内覆盖，通过功率分配器可以把室外天线的功率分配到室内天线分布系统上。
这是一种典型的配置方案，用于满足室内高密度通话要求，在购物中心和机场十分常见。
然而这并不是必须的，因为室内覆盖也可以通过无限信号穿越建筑物来实现，只是这样可以提高信号质量减少干扰和回声。
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而就单一的一个GSM系统则可由三个子系统组成，即基站系统（基站和相关控制器）；网络和交换系统（网络的每一部分都要与其他部分无缝衔接>，有时也被叫做核心网；GPRS核心网（可选部分，用于基于报文的互联网连接>。
所有的系统元素组合出许多的象语音通话和短信这样的GSM服务。
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同时GSM的网络结构中还有身份识别Module，它是GSM的一个关键特征:
用户身份模块（SIM>,也叫SIM卡。
SIM卡是一个保存用户数据和电话本的可拆卸智能卡IC。
用户就可以更换手机後还能保存自己的信息。
换句话说用户也可以使用现在的手机而使用不同运营商的SIM卡。
有些运营商为了防止用户转换到别的网络在手机上做手脚，使得它只能用一个特定的SIM卡，或者同一个网络的SIM卡，这就是众所周知的SIM卡封锁,这在某些国家并不合法。
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总结GSM系统的特点就为频谱效率高，容量大，语音质量好，接口开放，安全性高，与其他网络互联，漫游功能，提供多种业务，具有越区切换功能。
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1.4GSM的安全
GSM被设计具有中等安全水平。
系统设计使用共享密钥用户认证。
用户与基站之间的通讯可以被加密。
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GSM只有网络到用户的验证（而且还不是vicaversa>.虽然安全模块提供了保密和鉴别功能，但是鉴别能力有限而且可以伪造。
GSM为了安全使用多种加密算法。
A5/1和A5/2两种串流密码用于保证在空中语音的保密性。
A5/1是在欧洲范围使用的强力算法，而A5/2则是在其他国家使用的弱强度算法。
在两种算法中严重漏洞都已经被发现，例如一个单一密文攻击可能实时的中断掉A5/2.但是系统支持多个不同算法，这样运营商就可以换一个安全等级更强的。
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4防盗系统
4.1何为防盗系统
防盗顾名思义：
防被各种有形财产、无形财产被他人恶意的拿、偷、扒、抢、盗。
关键在于防患于未然。
如果不提高防盗意识，等财物被盗后才悔之晚矣非君子所为！
而随着社会科技发展到现在防盗已经系统化，俗称“防盗系统”。
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防盗系统主要利用现有的电话网络或者无线手机GSM网络，通过无线或则有线的方式，连通主人电话，或则手机，实现远程防盗功能的电子产品。
目前市面上流行的防盗系统产品主要有一个接受信号的防盗主机和一系列警情探测头组成。
如红外探测器。
门磁，烟雾探测器，红外栅栏等。
防盗系统根据使用用途可分为汽车防盗报警器，摩托车、电动车防盗报警器，家庭防盗监控报警器，办公用防盗报警器等。
一般的汽车防盗系统里有一个集成芯片，里面有一些开关门，当外加一个触发电压的时候，开关门就打开输出一个正电压到驱动电路，推断执行机构和报警电路。
无线电遥控器是防盗系统的重要组成部件，是利用无线电信号对远方的各种机构进行控制的遥控设备。
这些信号被远方的接收设备接收后，可以指令或驱动其它各种相应的机械或者电子设备，去完成各种操作，如闭合电路、移动手柄、开动电机，之后再由这些机械进行需要的操作。
而且随着科技的不断发展和进步，防盗系统现在推出了最强的功能也是最多客户要求的功能是“通过按下遥控器的上锁键汽车防盗系统将自动进入防盗警戒状态，如果车门被非法打开、点火、震动或者尾箱被非法打开时，汽车防盗器的防盗报警系统将会自动发送报警短信或拨打电话到预设号码，确保汽车的安全。
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4.2防盗报警系统的组成
第一道安全防线：
由周界防范报警系统构成，以防范翻围墙和周边进入社区的非法入侵者。
采用感应线缆或主动红外线对射器。
第二道安全防线：
由社区监控系统构成，对出入社区和主要通道上的车辆，人员及重点设施进行监控管理。
配合小区报警系统和周界防护系统对现场情况进行监控记录，提高报警响应效率。
第三道安全防线：
由保安巡逻管理系统构成，通过住宅区保安人员对住宅区内可疑人员、事件进行监管。
配合电子巡更系统，确保保安人员的巡逻到位，实现小区物业的严格管理。
第四道安全防线：
由联网型楼寓可视对讲系统构成，可将闲杂人员拒之梯口外，防止外来人员四处游串。
第五道安全防线：
由家庭防盗报警系统构成，这也是整个安全防范系统络最重要的一环，也是最后一个环节。
当有窃贼非法入侵住户家或发生如煤气泄漏、火灾、老人急病等紧急事件时，通过安装在户内的各种电子探测器自动报警，接警中心将在数十秒内获得警情消息，为此迅速派出保安或救护人员赶往住户现场进行处理。
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5GSM短信防盗系统
5.1GSM防盗系统的主要框架
GSM模块
红外传感器
烟雾传感器
燃气泄漏传感器
GSM的一个关键特征就是用户身份模块（SIM>,也叫SIM卡。
SIM卡是一个保存用户数据和电话本的可拆卸智能卡IC。
用户就可以更换手机後还能保存自己的信息。
换句话说用户也可以使用现在的手机而使用不同运营商的SIM卡。
有些运营商为了防止用户转换到别的网络在手机上做手脚，使得它只能用一个特定的SIM卡，或者同一个网络的SIM卡，这就是众所周知的SIM卡封锁,这在某些国家并不合法。
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遥控布、撤防
备用电源
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如上图所示为，GSM防盗的一个主要框架和工作原理，其主要组成包括GSM模块；遥控布、撤防；预警发送目标；然后就是传感器和备用电源。
在这里我们就不详细介绍下文中我们会具体了解GSM防盗系统中的短信防盗系统。
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5.2GSM短信技术
GSM短信技术可以说是利用了GSM数据传播的方式，将传播的数据透过终端显示为文字，这样方便大众。
GSM的短信技术也可以说是通过信令信道传输，它不能直接通过拨号建立链接，需要把具体的短信加上目的地址发送到短信息服务中心，再经过短信息服务中心完成那个存储后再发送给最终的信宿。
这样一来只要GSM终端没开机时信息是不会丢失的。
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6GSM短信家庭防盗系统对比传统技术
6.1传统技术
目前传统的机械式<防盗网、防盗窗）安防系统在实际使用中暴露了很多隐患，例如：
为其它没有安防盗窗的相近楼层形成被盗隐患、发生火灾时不易逃生等。
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随着电子技术的飞速发展，报警系统已从原来的简单化、局部化向智能化、集成化发展。
而各种防盗报警系统之间的主要区别是在于如何让分机与主机、分机与用户之间进行通讯。
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目前市场上常见的防盗报警系统的通信方式有固定电话拨号、以太网、集群系统等等。
但它们有各自的缺点：
<1）固定电话拨号容易被盗贼在入室抢劫前切断电话线或恶意占线，使其在关键时刻失灵；
<2）以太网同样面临着线路被切断的隐患，且不易普及；
<3）集群系统功耗很大，网络架设和维护费用很高，而且需要购买固定的频点。
6.2GSM短信家庭防盗系统的特点与优势
GSM短信家庭防盗系统的基础特点为频谱效率高，容量大，语音质量好，接口开放，安全性高，与其他网络互联，漫游功能，提供多种业务，具有越区切换功能，在拥有了这些基本的GSM系统的特点后，该防盗系统的特点还包括：
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<1）没有具体的线路，安装简单，稳定性高，同时没有因为切线可能；
<2）为家庭单独系统，功耗小，架设简答和维护费用少，同时购买有选择性；
<3）最主要为相对传统而言安全性更好。
7初步了解GSM家庭防盗系统组成
GSM家庭防盗系统是基于GSM技术的，这样他的关于它的系统组成我们在2.1中已经用图解的形式大致指出GSM家庭防盗系统的主要框架，从框架上了解，它的系统组成包括GSM模块、红外<煤气和烟雾）传感器、备用电源同时还有GSM短信防盗的终端显示。
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8GMS短信家庭防盗系统
前面说到GSM家庭防盗系统，而GSM短信家庭防盗系统就是建立在GSM家庭防盗系统的工作原理上，将电话和预警音乐转换为GSM短信的形式传输到防盗系统指定的终端显示。
同时现在我们来具体了解GSM短信家庭防盗系统的详细系统。
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8.1单片机
T89S52作为普通51单片机已与广泛应用于各种产品中，其接口简单，方便使用，且功能强大，因此本文采用AT89S52单片机作为例子来介绍单片机。
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T89S52主要功能：
与MCS-51单片机产品兼容；8K字节在系统；可编程Flash存储器1000次擦写周期；全静态操作：
0Hz～33Hz；三级加密程序存储器；32个可编程I/O口线；三个16位定时器/计数器；八个中断源；全双工UART串行通道；低功耗空闲和掉电模式；掉电后中断可唤醒；看门狗定时器；双数据指针；掉电标识符；同时特性为是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。
使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。
片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。
在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
AT89S52具有以下标准功能：
8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。
另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
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8.2GSM模块
该系统基于GSM技术，所以就需要GSM模块，同时在GSM模块内的GSM引擎gIiSpiue7A
主要功能：
收发短信；借助短信实现远程小批量数据传输；语音通话uEh0U1Yfmh
模块要求：
模块要求12V/500mA供电，与计算机或单片机通过串口通信，波特率9600bps，通过SIM卡座来安装SIM卡。
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设置短信中心号：
这个各个地区设置不同，但总结为首选知道安装地区的短信中心号，然后向模块发送数据帧：
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这样如果设置成功，将应答为短信中心号码，没有成功则为“ERROR”，短信中心号设置后，保存在SIM卡上，只需设置一次；也可以在手机上把短asfpsfpi4k
信中心号设置好后再装入GSM模块，以后就不用再设置。
8.3键盘显示
为了实现系统发生警情时能够向指定的号码发送短信息的功能，则必须有键盘和LED显示，来对防盗报警系统进行电话号码的预设。
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在选择键盘驱动显示时，该系统对驱动的要求是芯片支持64键盘和8位数码管动态显示，最好做到外围芯片少，大大的节省了CPUI/O口的资源；可直接接受BCD码或16进制码，并同时具有两种译码方式。
此外，还具有多种控制指令，如左移、右移、闪烁、消隐、段寻址等；BkeGuInkxI
8．4铁电存储器
为了实现对预设电话号码的存储和对警信息的记录，该系统就需要采用了能够保证掉电数据不丢失的铁电存储器，该类存储器相对于传统的EEPROM有许多优点：
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<1）传统的EEPROM写入次数有限，一般为10万次，而铁电存储器有着近乎无限次擦写的特性；
<2）传统的EEPROM写入速度较慢，一般需要CPU延时几个NOP的时间来等待写入，而铁电存储器有着和RAM相同的操作速度；3cdXwckm15
<3）EEPROM需要较大的能量来完成一次擦写，而铁电存储器在写入时属于微功耗。
8.5实时时钟
为了实现发生警情时，对发生警情的时间进行记录，且为了保证系统的可靠运行，要求系统进行自检并定时上报系统运行状态，因此需要系统具有实时时钟功能。
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同时对于实时时钟的要求如下：
内含一个锂电池，主要为断电情况运行十年以上不丢失数据；计秒、分、时、天、星期、日、月、年，并有闰年补偿功能；二进制数码或BCD码表示时间、日历和定闹；12小时或24小时制，12小时时钟模式带有PWM和AM指导，有夏令时功能；MOTOROLA5和INATAEL总线时序选择；有128个RAM单元与软件音响器，其中14个作为字节时钟和控制寄存器，114字节为通用RAM，所有ARAM单元数据都具有掉电保护功能；可编程方波信号输出；中断信号输出（IRQ>和总线兼容，定闹中断、周期性中断、时钟更新周期结束中断可分别由软件屏蔽，也可分别进行测试。
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时间和日历信息通过读相应的内存字节来获取，时间、日历和定时闹钟通过写相应的内存字节设置或初始化，其字节内容可以是十进制或BCD形式。
时间可选择12小时制或24小时制，当选择12小时制时，小时字节高位为逻辑“1”代表PM。
时间、日历和定闹字节是双缓冲的，总是可访问的。
每秒钟这10个字节走时1秒，检查一次定闹条件，如在更新时，读时间和日历可能引起错误。
三个字节的定闹字节有两种使用方法。
第一种，当定闹时间写入相应时、分、秒定闹单元，在定时允许、闹钟位置高电平的条件下，定闹中断每天准时起动一次。
第二种，在三个定闹字节中插入一个或多个不关心码。
不关心码是任意从C到FF的16进制数。
当小时字节的不关心码位置位时，定闹为小时发生一次由于相线小时和分钟定闹字节置不关心位时，每分钟定闹一次；当三个字节都置不关心位时，每秒中断一次。
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8.6后备电源
为了防止窃贼在进入防区之前将系统的供电交流电源切断，系统必须能够在交流电源被切断后继续正常运行一段时间，最好采用12V/7AH的铅酸蓄电池作为后备电源，这就给系统设计提出了一个继续解决的问题：
就是蓄电池的充电电源管理问题。
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由于铅酸蓄电池在过充情况下电解液会发生气化现象，导致
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