基于云平臺的多途徑家庭安防報警系統的設計

孫亞坤 王冉

摘 要：文章旨在設計一基于云平臺的多途徑家庭安防報警系統。該系統在盜竊、火災、水災、煤泄露等危害人民群眾生命財產的事件發生時，能夠以多種方式報警。本系統通過紅外傳感器、煙感、一氧化、甲烷、溫度濕度傳感器等采集數據，經過單片機處理，當某檢測參數超過閾值時，在進行本地聲光報警同時，并利用網絡模塊實時發送遠程報警信息到云平臺上。相關監控人員能夠及早排除危害。同時還通過GPRS將報警信息以短信形式發送到指定的手機上，提高了系統的可靠性。

關鍵詞：云平臺；防火防盜；報警系統；傳感器

中圖分類號：TM925.91 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）19-0109-02

Abstract： The purpose of this paper is to design a multi-channel home security alarm system based on cloud platform. The system can alarm in many ways when the theft， fire， flood， coal leakage and other incidents endangering the lives and property of the people. The system collects data from infrared sensor， smoke sensor， oxidation sensor， methane sensor， temperature and humidity sensor and so on. After processing by single chip microcomputer， and a detection parameter exceeds the threshold value， the local acousto-optic alarm is carried out at the same time. The network module is used to send the remote alarm information to the cloud platform in real time. The relevant surveillance personnel can eliminate the harm as early as possible. At the same time， the alarm information is sent to the designated mobile phone in the form of short message through GPRS， which improves the reliability of the system.

Keywords： Cloud platform； anti-fire and anti-theft； alarm system； sensor

引言

隨著社會的進步，高層的樓房越來越多，連廊偷盜非常方便，相應火災如果發生產生的危害更大。如何實現防火防盜成為重要的社會問題。對于一個現代化智能小區來說，需要建立良好的防火防盜系統，不只是讓工作人員簡單地巡邏，也使小區的居民能夠安居樂業，人身財產都有好的安全保障。本文通過反復研究多次實踐，設計了多途徑的安防報警系統，利用傳感器，實現對火災、水災、煤氣泄露與偷盜信息及時采集，當數值超過正常值時，及時進行火災與盜警的報警。具體來說通過溫濕度傳感器，實現對跑水漏水信息采集，通過甲烷傳感器檢測煤氣的信息，有效進行水災與煤氣泄漏的報警。實現了小區的管理智能化，提高人們的生活水平。

本項目實現的多途徑的防火防盜報警系統，報警信息除發到平臺還要以短信的形式發到業主的手機，當網絡通信被破壞時，用戶也能及時接到報警。或者工作人員不盡責時，業主也能收到報警信息，及早發現，及早處理。

1 系統的總體設計

本項目的目標是設計一款基于云平臺的多途徑家庭安防報警系統，該系統分成硬件和軟件兩部分。硬件部分主要實現數據的采集，現場的聲光報警和短信報警。同時通過WIFI傳輸信息到軟件系統（云平臺）。供小區物業人員監控，在業主未能看報警信息時，物業人員及時采取行動，將損失降到最低。利用煙霧傳感器與紅外傳感器，實現對火災與偷盜信息的采集，有效地進行火災盜竊報警，利用有甲烷、一氧化碳傳感器和溫濕度傳感器進行采集煤氣泄露和跑水事件，通過聲、光發報警手機短信、發報警信息到云監控中心平臺等多種途徑報警，實現小區的管理智能化，提高人們的生活水平。建立安全防護系統，讓人們安居樂業，生命財產得到保障，減輕監控管理人員的負擔。系統總體設計如圖1所示。

2 系統的硬件設計和軟件設計

2.1 系統的硬件設計

硬件部分主要包括單片機、采集數據甲烷傳感器、溫濕度傳感器、紅外傳感器、煙感和報警的蜂鳴器、LED燈、GRRS模塊、進行數據傳輸的WIFI模塊，還有電源模塊。

（1）單片機。單片機是整個系統的最重要的部件，連接了所有的傳感器，采集現場的數據，對采集到的數據進行處理控制，所以要選擇市場上比較多的，并且性價比適合的。綜合比較我們選擇了STC89C52，因其高性能、低功耗、其Flash存儲器系統可編程空間較大的優點。單片機最小系統如圖2所示。

（2）顯示模塊設計。顯示模塊選用了功耗低、無電磁輻射、占用空間較小、能充分顯示信息、輕便且薄等特點的LCD，LCD因其功耗低，其在微型儀器中應用普遍。在該報警系統中，只需要顯示室內當前各種傳感器的值，所以采用了低成本、低功耗的1602。LCD1602原理圖如圖3所示。

（3）煙霧檢測。要想及早發現火情，可以利用煙霧傳感器進行現場環境的煙霧檢濃度進行檢測。煙霧傳感器的原理是煙霧敏感器件阻值與煙霧濃度有關。當元器件阻值的變化時，單片機檢測到煙霧濃度值，為了更快地檢測出煙霧的濃度值，選擇MQ-2煙霧濃度傳感器，MQ-2使用二氧化錫（SnO2）做主要材料，該傳感器輸出信號值大，反應靈敏，因此具有抗干擾，測試速度快優點。當傳感器檢測到可燃性氣體時，可燃性氣體濃度變化相應地阻值也變化。MQ-2型煙霧傳感器電路如圖4所示。

（4）溫度檢測。溫度檢測利用溫度傳感器，溫度傳感器DS18B20是將傳統的單純的溫度傳感器和信號調理電路集成在一起，集成度高，不占空間，省電，數字信號輸出。采用它作為系統的溫度檢測模塊，電路簡單，用戶操作方便。

（5）人體移動檢測。為了防止有賊入室偷盜，利用熱釋電紅外傳感器進行監測。熱釋電紅外傳感器性價比高，靈敏而且抗擾動，能有效提示用戶有人進入室內，從而達到防盜的目的。

（6）報警。當檢測到傳感器的值異常，超過閾值，就利用sim800模塊發短信到固定的手機進行報警。同時將安防報警系統連接到WIFI無線網絡上，進行網絡通信，實現將數據信息傳到云平臺的功能將傳感器的值發到信息平臺，進行平臺報警，供小區物業人員檢測小區的防火防盜檢測。

2.2 系統軟件設計

該系統軟件包括兩部分，系統主控程序和信息平臺程序。主控程序主要實現通過傳感器讀取現場煙霧濃度、室內的濕度、溫度、甲烷的濃度是否有人非法進入，并根據其值判斷是否有火災、水災或者是否發生煤氣的泄露、是否發生入室盜竊行為。同時將監測的信息值在液晶屏上顯示。一旦發現檢測值超出異常，就會使蜂鳴器進行聲音報警，用光報警，同時將發短信到指定的手機上報警，同時也將相應的報警傳到信息平臺上。使小區物業值班人員早發現，早處理。主控程序流程具體如圖5所示。

3 結束語

本系統以單片機為系統的核心，結合多種傳感器采集數據，通過WIFI模塊傳到信息平臺，當系統采集到超出異常的數據就進行光、聲音和短信報警，同時平臺也進行報警。以便于今早發現火災、水災和盜竊事件。本系統設計的硬件實物如圖4所示，信息平臺信息如圖5所示。該系統可以實現通過多種途徑進行防火防盜報警，具有實時性高，速度快，漏報率低的特點，值得實際推廣。

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