基于單片機(jī)和GSM的火災(zāi)報(bào)警器設(shè)計(jì)

1、引言
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民的生活水平也不斷的提高，防患于未然的意識(shí)也越來(lái)越強(qiáng)。隨著各種各樣的新型家電進(jìn)入我們的家庭使我們對(duì)電的使用越來(lái)越多，加上偶爾的疏忽，導(dǎo)致了家庭火災(zāi)的發(fā)生率不斷上升。同時(shí)由于人們對(duì)于火災(zāi)的撲救不及時(shí)和火災(zāi)自救能力的不足，使得一次次的火災(zāi)慘案發(fā)生在我們身邊。讓我們廣大人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全受到嚴(yán)重影響。根據(jù)相關(guān)消防部門的統(tǒng)計(jì)，在所有火災(zāi)中造成嚴(yán)重后果的比例中有30%是因?yàn)榛馂?zāi)的發(fā)現(xiàn)和報(bào)警不及時(shí)，延誤了撲救時(shí)機(jī)。
這就需求我們能有一款能及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患并進(jìn)行報(bào)警的報(bào)警設(shè)備?，F(xiàn)在一般的火災(zāi)報(bào)警器只能簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)報(bào)警或者短距離的無(wú)線報(bào)警，而對(duì)于那些常常沒(méi)有人在家的家庭是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，所以一款可以遠(yuǎn)距離報(bào)警的火災(zāi)報(bào)警器是我們所需要的，通過(guò)它我們即使在離家很遠(yuǎn)的地方也能及時(shí)收到相應(yīng)的報(bào)警信息，避免因?yàn)榛馂?zāi)報(bào)警不及時(shí)引發(fā)的各種悲劇。
2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)以一塊單片機(jī)為控制核心，由溫度和煙霧監(jiān)測(cè)模塊、GSM遠(yuǎn)程報(bào)警模塊、聲光報(bào)警、圖像采集模塊等部分組成總的功能模塊。如圖1所示。
系統(tǒng)主要的設(shè)計(jì)內(nèi)容有：利用溫度和煙霧傳感器、A/D轉(zhuǎn)化器和單片機(jī)對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)；通過(guò)攝像設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)圖像信息反饋；通過(guò)聲光報(bào)警和GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行定點(diǎn)和遠(yuǎn)程報(bào)警。
2.1外部傳感器
為了以最好的效果達(dá)到報(bào)警的的目的，我們?cè)谛畔⒌牟杉线x擇了將AD590溫度傳感器和TGS202氣體傳感器組合。集成一個(gè)可以同時(shí)對(duì)溫度和氣體信息同時(shí)進(jìn)行采集的火災(zāi)信息采集傳感器。其中的AD590是電流型的二端溫度傳感器，TGS202是一種靈敏度高、性能穩(wěn)定的多種氣體探測(cè)傳感器。將這兩種傳感器進(jìn)行一個(gè)組合，就能在火災(zāi)發(fā)生時(shí)對(duì)周圍的溫度和氣體進(jìn)行同時(shí)檢測(cè)。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，溫度會(huì)上升，同時(shí)空氣中的CO、CO2含量也會(huì)會(huì)明顯改變。通過(guò)傳感器就能對(duì)這兩方面的信號(hào)進(jìn)行采集，再由A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息并將這些數(shù)據(jù)信息送到單片機(jī)的儲(chǔ)存單元等待下一步分析處理。
2.2報(bào)警系統(tǒng)
報(bào)警系統(tǒng)對(duì)于整個(gè)的火災(zāi)報(bào)警器可以說(shuō)是起著至關(guān)重要的作用，在目前的的各類火災(zāi)報(bào)警設(shè)備中，通過(guò)數(shù)據(jù)的收集、處理、反饋后進(jìn)行的定點(diǎn)報(bào)警系統(tǒng)已經(jīng)做得非常完善了。已經(jīng)很好的實(shí)現(xiàn)了在火災(zāi)發(fā)生時(shí)及時(shí)報(bào)警的功能。但是本系統(tǒng)在原本的定點(diǎn)報(bào)警的基礎(chǔ)上添加了利用GSM網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程火災(zāi)報(bào)警功能。在定點(diǎn)報(bào)警上我們采用了普通的聲光報(bào)警，當(dāng)火災(zāi)信息被采集處理成報(bào)警信號(hào)輸入報(bào)警器就能進(jìn)行定點(diǎn)聲光報(bào)警。GSM遠(yuǎn)程報(bào)警我們使用了GSM智能控制器，當(dāng)它接收到單片機(jī)的報(bào)警信號(hào)，就會(huì)通過(guò)短信向預(yù)存的接收裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程報(bào)警，這使得即使我們不在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)附近也能及時(shí)得到火災(zāi)報(bào)警，避免了報(bào)警不及時(shí)而引發(fā)悲劇。
2.3GSM網(wǎng)絡(luò)報(bào)警和圖像系統(tǒng)
現(xiàn)在GSM網(wǎng)絡(luò)的普及，使得它相對(duì)于傳統(tǒng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在覆蓋上有著很好的優(yōu)勢(shì)。它在用戶的使用上無(wú)需另外組網(wǎng)的要求，對(duì)使用網(wǎng)絡(luò)的用戶的數(shù)量也沒(méi)用限制，覆蓋范圍很大，信號(hào)也很強(qiáng)。所以在本設(shè)計(jì)中使用了GSM智能控制器來(lái)替代傳統(tǒng)的無(wú)線工具，通過(guò)它利用GSM網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離火災(zāi)報(bào)警。
接收?qǐng)?bào)警的裝置是我們平時(shí)使用的手機(jī)，在智能控制器中的SIM卡中預(yù)存相應(yīng)的手機(jī)號(hào)碼，當(dāng)我們開啟報(bào)警系統(tǒng)后，GSM智能控制器開始進(jìn)行初始化，完成后就開始等待外部報(bào)警信號(hào)的進(jìn)入。當(dāng)溫度和煙霧信號(hào)通過(guò)單片機(jī)的處理變成報(bào)警信號(hào)進(jìn)入智能控制器，它開始在SIM卡的電話本中查找相應(yīng)的號(hào)碼并以短信形式向該號(hào)碼進(jìn)行遠(yuǎn)程報(bào)警。作為接收終端的手機(jī)可以在收到短信后選擇直接進(jìn)行火警報(bào)警，也可以通過(guò)發(fā)送代碼短信到GSM控制器，通過(guò)控制器發(fā)出圖像采集指令，再通過(guò)攝像裝置進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)信息采集，通過(guò)單片機(jī)反饋到GSM控制器，然后通過(guò)彩信發(fā)送到接收手機(jī)，來(lái)判斷火災(zāi)報(bào)警的真實(shí)性。這樣大大減少了因?yàn)閭鞲衅鞴收系仍虍a(chǎn)生的火災(zāi)誤報(bào)情況，也讓用戶能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信息有充分的了解。
3、結(jié)語(yǔ)
本文主要討論關(guān)于單片機(jī)和GSM網(wǎng)絡(luò)的火災(zāi)遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。我們?cè)谄綍r(shí)的生活中可以通過(guò)的這個(gè)系統(tǒng)對(duì)家庭火災(zāi)有很好的預(yù)防和報(bào)警，讓我們不會(huì)因?yàn)橛捎诘年P(guān)系而不能得到及時(shí)的火災(zāi)報(bào)警，同時(shí)又通過(guò)圖像采集功能對(duì)火災(zāi)情況進(jìn)行判斷，避免誤報(bào)現(xiàn)象。對(duì)我們生命和財(cái)產(chǎn)安全有著很大的積極作用。
致謝：本文得到了李祖欣博士的細(xì)心指導(dǎo)，在此表示感謝！
參考文獻(xiàn)
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