基于C8051F340單片機的家庭應急報警系統

李慶喜++張卓凡++周垚++王聞琦

摘 要：隨著社會的進步，智能家居系統逐漸的步入人們的視野，對智能家居系統的研究也逐漸成為科學研發的一種趨勢。本文研究的是GSM通訊模塊的信息交互功能及家庭安全監測系統。利用單片機的微控制單元對傳感器采集的數據進行比較來判斷是否需要控制蜂鳴器報警，必要的情況下，通過GSM模塊發送短信，對家主進行家庭應急狀態提醒。

關鍵詞：GSM；傳感器；報警電路

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.133

1 引言

近年來國家科技水平提升，居民的生活逐步走向科技化、自動化、數字化，生活質量得到了極大程度的提升，但卻也有許多安全隱患伴隨其中。每年由于煤氣泄漏導致的煤氣中毒、爆炸等給人們的生活帶來了很大的陰影，一但引發火災，就能使成千上萬的財產瞬間變為灰燼，因此，針對此類事故的研究及相關事故的防范就變得尤為重要，我們的項目便是針對煤氣檢測而制定的。

2 基于C8051F340的報警系統的總體設計方案

本系統以C8051F340單片機為控制中心，利用比較器的單片機控制，對幾個傳感器反饋到數據存儲器的數據進行分組處理，單傳感器分批數據融合，最后通過中斷及中斷優先級處理器實現應急報警。通過氣敏傳感器監測室內天然氣濃度，將檢測信號轉換為電信號反饋，單片機控制模塊是煙霧報警處理系統的核心控制和處理部分，判斷是否需要蜂鳴器報警。運用溫度傳感器，煙霧傳感器等環境監測類傳感器。對單片機加載報警反饋系統，若出現險情通過電話報警的形式通知主人。并利用實時時鐘芯片和LCD，實現時間數據在屏幕上的顯示。

3 硬件電路設計

硬件電路分為電源模塊、C8051F340模塊、GSM模塊、氣敏傳感器模塊、門磁模塊。下面介紹一下氣敏傳感器模塊、門磁模塊、GSM模塊電路。

3.1 ZYMQ--4氣敏傳感器電路

ZYMQ--4氣敏傳感器是AL2O3陶瓷管、SnO2敏感層（該敏感層摻雜有催化劑，使得其對CH4，CO等氣體的敏感度提高十倍以上），通過氣敏前后電導率的變化來推知被測氣體的信息，這種變化來自于薄膜吸附被測氣體前后的表面勢壘變化，該傳感器對甲烷、天然氣有很高的靈敏度，具有快速的響應恢復特性，擁有長期的使用壽命和可靠的穩定性。模數轉換器通過將采集到的電壓信號分小段記錄的方式計算出相對數字電壓，將該數字與存儲區中設定的最大電壓值相比較，控制蜂鳴器警報。

3.2 GSM模塊電路

本系統GSM模塊配置西門子高性能TC35芯片，這款芯片可以通過AT指令進行控制，擁有RS232接口，可實現雙頻（GSM900/GSM1800）短消息數據通信、CSD數據通信與語音數據通信等較為可靠便捷的現代化網絡通信，TC35芯片主要由GSM基帶處理器、GSM射頻模塊、供電模塊（ ASIC）、閃存、ZIF 連接器、天線接口六部分組成，可安插SIM卡，通過 ZIF 連接器與單片機實現電路接口， 因此GSM模塊具有發送SMS短信，語音通話，GPRS數據傳輸等基于GSM網絡進行通信的所有基本功能，當單片機檢測到異常情況時，將通過串行口控制GSM模塊發送相應的報警信息，幾秒鐘后用戶的手機就能收到報警信息，提醒用戶采取措施。

4 軟件代碼調試

C8051F340器件是完全集成的混合信號片上系統型MCU（微控制單元），具有片內上電復位、VDD監視器、電壓調整器、看門狗定時器和始終振蕩器。能夠很好的完成所需電路模塊的設計。ZYMQ--4氣敏傳感器對甲烷、天然氣有很高的靈敏度；具有快速的響應回復特性；具有長期的使用壽命和可靠的穩定性；使用時驅動電路簡單，可以通過小范圍試驗得到相對準確的數據。通過資料閱讀分析各器件，進行模塊間的完善。

5 結論

本系統通過相關的數據采集及處理，讓居民實時了解家中的動向，能有效的減少居民的生命財產損失。本系統是充滿智慧的控制系統，可提供全方位的信息交互功能，優化生活方式，提高家居安全性，是一套非常有實用價值的系統。

基金項目：安徽省大學生創新創業項目（項目編號：201610379130）

作者簡介：李慶喜（1997-），男，安徽阜陽人，本科在讀，研究方向：電氣工程及其自動化。