基于GSM的遠程智能防火防盜報警系統設計

何浩華，周書民，汪志成，吳仲朗，仇亞軍

（東華理工大學，機械與電子工程學院，江西 南昌 330013）

目前，隨著經濟的高速發展，人們財富的不斷積累，生命財產的安全問題越來越引起人們的重視了，一方面，傳統的安防設備如防盜窗、防盜門、防盜鎖、防火墻等防盜和阻燃設備，只是增加了盜賊實施盜竊的難度和火災的蔓延速度，并不能實時通知用戶，進行及時的搶救措施，有的時候還會增加用戶逃生的難度；令一方面，目前市面上的防火防盜設備價格昂貴，只有一些大公司、大企業和高檔小區才能承擔起，針對這種現狀，本設將提供一套價格低廉、性能穩定的實時監測遠程通知用戶的防火防盜報警系統。

1 系統組成和原理

圖1 系統方框圖

根據要實現的功能，來匹配相應的硬件，針對火災信號，同時采用一個溫度傳感器和煙霧傳感器，這兩個傳感器只要有一個采集到的信號超高設定值，則MCU控制蜂鳴器發聲和LED發光的同時，控制GSM模塊，給預先設置好的用戶號碼發送短信，及時通知用戶；人體紅外熱釋傳感模塊則是來檢測人體發出的紅外熱釋線，當一旦有盜賊進入人體紅外熱釋傳感模塊的檢測范圍之內，則傳感模塊的輸出引腳產生一個高電平傳送給MCU，MCU同樣控制蜂鳴器發聲和LED發光的同時，控制GSM模塊，給預先設置好的用戶號碼發送短信，及時通知用戶。這個系統的方框圖如圖1所示。

2 硬件電路

2.2 傳感器和聲光報警電路

傳感器模塊由煙霧傳感器MQ211、人體紅外熱釋傳感模塊和溫度傳感器DS18B20組成。煙霧傳感器的內部電阻是隨著煙霧的濃度的變化而變化,因此要將其轉化為變化的電壓信號,在此通過電壓比較器LM339和幾個相應的分壓電阻構成,具體電路設計如圖2所示。在通電狀態下測得傳感器的內阻是130kΩ左右,在煙霧較濃時內阻為6kΩ左右,在無煙時比較器的負端輸入為2.5V左右,正端為1.2V左右,有煙霧時負端為2.5V,正端為3~5V,此電路能很好地實現電平的轉換。

圖2 煙霧傳感器電路

圖3 紅外傳感電路

人體紅外熱釋傳感模塊的檢測距離為4~5m，將報警系統安裝在出入的門上方，完全可以達到檢測到人體的要求，當該模塊檢測到人經過時，輸出口產生一個高電平，MCU檢測到該高電平后，然后聲光報警和發送短信通知用戶。圖3為人體紅外熱釋傳感器模塊電路。

溫度傳感器DS18B20，實時檢測環境溫度，因為溫度傳感器輸出的電平為一個數字量，經過MCU讀取后，判斷溫度是否超過設定值，假如設定報警溫度為40℃，當檢測到的溫度超過這個值時，MCU控制聲光報警電路和GSM模塊通知用戶。圖4為溫度傳感器電路。

報警電路主要有發光二極管LED、蜂鳴器和一個三極管和三個限流電阻組成，當檢測到煙霧過濃、人體紅外線和溫度過高時，有MCU控制執行聲光報警動作。如圖5所示為聲光報警電路。

圖4 溫度傳感器電路

圖5 聲光報警電路

2.2 無線通信模塊電路

無線通信模塊采用的是西門子公司GSM模塊TC35i，其功能是通過全球移動通信系統GSM網絡向手機發送短信和撥打電話，用戶可通過MCU向該模塊發送AT命令進行呼叫、短信 、等方面的控制，具有價格便宜、無需撥號連接和信號覆蓋范圍廣等優點。外接電路如圖6所示。

3 軟件設計

程序設計就是為了硬件電路按照計劃的要求工作，本程序設計的流程為，開機上電后，對系統進行初始化，首先判斷檢測環境溫度是否過高，若溫度過高，則執行報警和通知用戶動作，若正常，則判斷檢測環境的煙霧濃度是否過高，若過高，則執行報警和通知用戶動作，若正常，則判斷是否有人經過，若有則執行報警和通知用戶動作，若沒有則返回到判斷溫度的程序中，如此循環，達到實時監控的目的。軟件流程圖如圖7所示。

圖6 西門子TC35i模塊外接電路

圖7 軟件流程圖

4 結語

文章基于GSM模塊及其通信網絡，設計了一種對環境實時監測、并能遠程通知用戶和在事發地點執行報警動作的智能防火防盜報警系統。通過對該設計的實測，證明實時性高、成本低、穩定性好、報錯率在1%以下，改變了傳統防火防盜報警系統的固有思維，極具廣闊的市場前景，值得大力推廣。

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