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智能家居防火防盗报警系统设计

发布时间:2018-12-03 01:06:05 文章来源:未来智讯    
    智能家居防火防盗报警系统设计作者:未知   摘要:目前家用的防火防盗报警等系统存在诸多的问题,针对目前出现的问题,本文介绍了一个基于单片机和GSM模块为核心,多传感器辅助的智能防火防盗报警系统,并详细地阐述了其基本的事务原理和电路构成。来访者的检测通过红外探测器实现;遇到火情时,通过温度传感器和烟雾探测器所构成的复合式火灾检测,可准时的报警。
  Abstract: According to present situation of fireproof, theft-proof alarm system for home and other remaining questions, introduced a system which can prevent the theft and fire based on the single chip microcomputer and GSM module,and the basic working principle and composition of the circuit are detailed described. Pyroelectric infrared sensor is used for theft-proof. Temperature sensor and photoelectric smoke sensor are integrated to a compound detector for fireproof, multi-sensors make the least error-alarm and enhance the reliability of system.Circuits applied in each part are presented.
  关键词:防盗;防火;报警;智能
  Key words: theft-proof;fireproof;alarm system;intelligent
  中图分类号:TP277 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)28-0077-03
  0 引言
  随着社会经济的快速发展,人们的生活水平也逐渐地提高。住宅在提供便利、舒适生活的同时,人们也更加关心其是否平安,所以家庭防火防盗问题就成为人们极为关心的问题。在现代家庭的防范手段中,主要是安装防盗门或防盗锁,但在较长时间无人在场的情况下,这种单纯的机械装置并不能提供有效的防范[1]。而且发生火灾时,若无人在场,也会造成巨大经济丧失。本设计是一种基于单片机抑制,以烟雾传感器、温度传感器、红外线传感器为检测元件的远程智能短信报警系统。该系统不但能够通过声光对家中出现的盗情和火情进行报警,而且在家中无人的情况下,可以实时地通过短信进行预警。
  1 系统硬件设计
  防火防盗智能报警系统的硬件主要由5大局部组成:传感器检测电路、主控单元模块、GSM无线短信报警局部、声光报警局部[3-4]。系统硬件结构图如图1所示。
  1.1 传感器检测电路
  本电路负责各种异常信号的采集,同时由抑制中心转换读取。该模块主要由以下传感器组成:
  1.1.1 红外传感器
  本系统选取HC-SR501热释电红外传感器,热释电红外传感器的事务原理是通过非接触式的检测人体辐射的红外线的变化,并不需要其他的类似于电磁波等发射源,也能拥有高灵敏度、较强的隐蔽性、较大的抑制范围[7,10]。当人在探测器的感应范围内移动时,传感器源极输出的信号相当的微弱,且受各种信号的干扰,因此设计了一个信号处理电路,其主要作用是把传感器的输出信号进行相应的放大、滤波等处理。同时为了使电路接收的灵敏度增强,可通过增加菲涅尔透镜,由于该透镜其特殊的光学原理,从而使得探测器的前方出现一个交替变化的“敏感区”和“盲区”,人在透镜前来回走动时,人体辐射的红外线就不时在这两个区交替变换,相应的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式被传感器接收,则通过主控单元检测到非法入侵[9,10]。
  1.1.2 烟雾传感器
  烟雾传感器选取MQ-2,通过对烟雾的浓度的监测来实现火灾的防范。电阻由于产生烟雾或有害气体时,会产生变化,传感器中的驱动电路检测到电阻的变化,便改变其中的电压。
  其感应电路包括光敏传感电路和气敏传感电路,光敏传感器电路如图2,气敏传感器电路如图3。
  光敏传感器不但能够对光进行探测,它还能够作为探测元件组成其他传感器,对许多非电量进行检测。光敏传感器在产生强光时电阻变小,当可调电阻适那时电平由高转低,为单片机所感知。
  光敏传感器能够探测到光,其中的光敏探头还能够加到其他传感器中,进行非电量检测。
  气敏传感电路是整个传感器探头局部最为重要的地方,当气敏薄膜与待测气体相互作用,使得气敏薄膜的膜层质量和导电率发生变化时,为单片机所感知。
  1.1.3 温度传感器
  本系统所使用的温度传感器为DS18B20。该传感器有3个引脚,并且其中的芯片集成了温度传感器和信号处理电路,有效地节省了外围电路[4]。通过温度传感器和烟雾传感器的协同检测,能够有效地实现火灾检测。通过温度和烟雾传感器的共同作用,能够达到多种检测。若是其中的一项超出预警值,则表示参数产生异常,系统只会预警;当2项同时超标时,则说明发生了火情。此时发送的短信与预警时的短信是不同的。如图4是DS18B20与单片机接口原理图。
  1.2 GSM无线通讯报警模块
  GSM模块局部包含以下电路模块:TC35i模块启动电路、网络指示灯电路、SIM卡读卡电路、TC35i数据接口电路。当电路检测到异常情况时,便会触发该报警电路向户主发送短信。
  如图5是TC35i模块启动电路图,主要包含以下两块电路:开漏极三极管、上电复位电路。为了整个系统正常启动,需要给模块大于3V的电压上电10ms后,在电源加电时需要IGT必须在至少100毫秒的时间后低电平后才能够阶跃到高电平。在该电路板中,依靠RC电路能够实现,并且该信号降落沿时间小于1ms。启动后,应该持续的给15脚一个高电平的信号。电源通电后,电阻R能够通过+5V的电源对C充电,此时电容正极的电压会上升,并且在100ms时达到高电位,此时施密特触发器将会翻转,系统将会被复位[6,11]。   网络指示灯电路中具有TC35i的SYNC引脚。它拥有两种模式,能够通过AT指令来决定。该AT指令为AT+SSYNC=,MODE的取值能够为0,也能够为1。当MODE取到0时,则代表其处在事务模式下,此时能够通过SYNC引脚来指示发射状态时的功率增长情况;而当MODE取到1时,则需要用到次引脚来抑制LED的状态。当TC35i关闭或睡眠时,LED处于熄灭状态;当LED从600ms点亮变为600ms熄灭时,则说明此时SIM卡没有插入,或者TC35i此时正在处于网络登录状态;而当LED为75ms点亮转为3s熄灭时,则说明此时TC35i处于待机状态,已成功的登录了网络[11]。
  本系统所设计的设计模式是第一种。作为一个输出口SYNC能够根据TC35i所处的不同的事务状态,改变其引脚上所输出的电压值。此局部的电路设计如图6所示:而当TC35i事务状态不同时,SYNC也将输出的不同电压值,或者通过导通或停止三极管,影响到发光二极管亮或暗的状态切换,同时能够对事务状态的改变进行提醒。
  如图7是SIM卡读卡电路图。其中SIM卡读卡电路中TC35i具有一基带处理器,该处理器集成了一个标准的SIM接口,该接口兼容ISO 7816-3IC Card。为了同时可以符合外部接口,该接口需要通过40PINS ZIF连接器连接到主接口。为了可以读到SIM卡,GSMI1.11预留了5个引脚,ZIF连接器通过为SIM卡接口所留的6个引脚,来获取SIM卡支架中是否装入SIM卡,该电路添加了CCNC引脚。当检测到SIM卡时,该引脚将会被置位,此时该系统可进入正常事务。
  如图8是TC35i数据接口电路图,在TC35i数据接口电路中,TC35i所拥有的40个引脚用一个ZIF连接器引出。其中18脚为串行输入脚(GRXD),19脚为串行输出脚(GTXD),分辨接单片机的串行输出脚(TXD)和串行输入脚(RXD)。
  1.3 声光报警模块
  当红外传感器感应到了人体移动或者烟雾传感器以及温度传感器感测到了有烟雾和室内温度较高时,电路板上的显示灯就会亮起,并且蜂鸣器会发出声音,提示感应器发现异常情况,可提醒附近的人注意情况,如图9是蜂鸣器电路图。
  2 系统软件设计
  流程图如图10所示。
  3 结论
  本系统所设计的基于单片机技能的智能家居防火防盗系统可以达到预期的要求,能够用作一般家庭的防火防盗,并且在发生险情的时候可以以短信这种直观的方式进行预警,能够第一时间将发生的具体情况传递给住户,从而确保了住户的人身平安和财产平安。该系统的自动化程度高,不需要人为的干预,并且有较强的适应能力,低廉的价格、可靠的系统,符合普通的家庭,能够广泛地实现。
  参考文献:
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