基于GSM的火災(zāi)報(bào)警器系統(tǒng)

摘要：隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展，房屋建筑越來(lái)越密集，這對(duì)于防范火災(zāi)的發(fā)生帶來(lái)了不小的挑戰(zhàn)。本文提出了一種基于GSM的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)以STM32為核心，完成檢測(cè)火焰?zhèn)鞲衅骱蜔熿F傳感器的輸出電平變化，實(shí)現(xiàn)GSM短消息遠(yuǎn)程報(bào)警，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警。本設(shè)計(jì)具有體積小、響應(yīng)快、穩(wěn)定性好、簡(jiǎn)單易操作等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：GSM;火災(zāi)報(bào)警;STM32;傳感器

1 緒論

在生活中的各種災(zāi)害中，火災(zāi)是最經(jīng)常、最普遍地威脅公眾安全和社會(huì)發(fā)展的主要災(zāi)害之一，尤其是在城鎮(zhèn)中帶來(lái)的災(zāi)難更為嚴(yán)重。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，因?yàn)閳?bào)警不及時(shí)錯(cuò)過(guò)最佳撲火時(shí)機(jī)而帶來(lái)慘痛教訓(xùn)的案例比比皆是。目前市面上有各種各樣的家庭報(bào)警器，雖然每一種報(bào)警器都有其獨(dú)特的特點(diǎn)，但是每一種報(bào)警器都有其所對(duì)應(yīng)的缺陷。[1]本文采用紅外式火焰?zhèn)鞲衅骱蜔熿F傳感器采集信息進(jìn)行火焰和煙霧的判斷，當(dāng)發(fā)現(xiàn)了火情，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)大功率聲光報(bào)警;并通過(guò)GSM短信息模塊通知其業(yè)主，提醒業(yè)主進(jìn)行遠(yuǎn)程火災(zāi)報(bào)警。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖1所示，主要由四部分組成：傳感器模塊、處理器模塊、后處理模塊、電源模塊。由火焰?zhèn)鞲衅魈綔y(cè)當(dāng)前是否有明火出現(xiàn)以及由煙霧傳感器探測(cè)是否有煙霧的產(chǎn)生，通過(guò)傳感器模塊內(nèi)部比較電路，完成出現(xiàn)險(xiǎn)情與否的不同狀態(tài)的輸出（高低電平）。STM32單片機(jī)微處理器可通過(guò)高低電平的狀態(tài)來(lái)判斷當(dāng)前的是否發(fā)生險(xiǎn)情;一旦檢測(cè)有險(xiǎn)情，則通過(guò)I/O口輸出控制聲光報(bào)警實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)環(huán)境報(bào)警，通過(guò)串口控制GSM發(fā)送相應(yīng)的短消息到目標(biāo)手機(jī)上實(shí)現(xiàn)用戶遠(yuǎn)程報(bào)警。

3 硬件電路設(shè)計(jì)

GSM采用的是“NIRENSIM808_MINI_V1.0”模塊，SIM808_MINI板采用高性能工業(yè)級(jí)GSM/GPRS四頻模塊，并集成GPS和藍(lán)牙功能;可以實(shí)現(xiàn)電話語(yǔ)音、SMS、GPRS數(shù)據(jù)傳輸功能外，還具有DTMF解碼、GPS定位、TTL串口串口通信控制等特點(diǎn)。

傳感器模塊采用的是“RISYM”設(shè)計(jì)的模塊，內(nèi)部比較器輸出信號(hào)干凈、波形好、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，其具有體積小，靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。

STM32單片機(jī)小系統(tǒng)采用的是“RISYM”設(shè)計(jì)的一款最小系統(tǒng)開發(fā)板，它具有高達(dá)72MHZ工作頻率、在存儲(chǔ)器等待周期訪問(wèn)時(shí)可達(dá)1.25DMIPS/MHZ、單周期乘法和硬件除法、64K閃存程序存儲(chǔ)器、20K字節(jié)SRAM、帶校準(zhǔn)功能的32KHZRC振蕩器、內(nèi)嵌8MHZ的RC振蕩器、37個(gè)I/O端口、3個(gè)通用定時(shí)器、1個(gè)定時(shí)器、3個(gè)USART等硬件功能。

4 軟件設(shè)計(jì)

本程序主要完成對(duì)GPIO引腳的配置使用，而GSM是以“AT”指令完成相關(guān)驅(qū)動(dòng)并采用串口進(jìn)行通信，需要事先初始化配置STM32的串口。主程序設(shè)計(jì)的大體思路：首先初始化傳感器的端口GPIO、初始化串口，通過(guò)循環(huán)檢測(cè)傳感器端口GPIO的電平值，一旦電平出現(xiàn)變化，單片機(jī)立刻響，將需要發(fā)送到短消息通過(guò)串口通信送至GSM模塊中，后由GSM模塊發(fā)送至目標(biāo)手機(jī)上顯示，同時(shí)驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警。GSM初始化驅(qū)動(dòng)程序思路：首先查詢網(wǎng)絡(luò)是否注冊(cè)成功，設(shè)置取消回顯功能、TEXT短信模式、SIM卡操作、短信中心號(hào)碼、目標(biāo)手機(jī)號(hào)碼，等待啟動(dòng)發(fā)送信息發(fā)送短信內(nèi)容，發(fā)送短信結(jié)束符0X1A。主程序流程圖和GSM初始化驅(qū)動(dòng)程序流程圖分別如圖2和圖3所示。

5 結(jié)論

本設(shè)計(jì)研究了一種基于GSM的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用STM32作為核心控制板，通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)火焰?zhèn)鞲衅骱蜔熿F傳感器的輸出電平變化。一旦電平發(fā)生變化，則通過(guò)串口控制GSM模塊發(fā)生實(shí)現(xiàn)編輯好的短信內(nèi)容到用戶目標(biāo)手機(jī)上，提醒用戶遠(yuǎn)程報(bào)警。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行聲光報(bào)警。該系統(tǒng)具有體積小、穩(wěn)定性好、響應(yīng)時(shí)間快等優(yōu)點(diǎn)。

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基金項(xiàng)目：西華師范大學(xué)校級(jí)科研項(xiàng)目（416682）;西華師范大學(xué)教學(xué)改革項(xiàng)目（403607）

作者簡(jiǎn)介：江敏（1990-），男，重慶開縣人，碩士，助教，研究方向：嵌入式技術(shù)及智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究與教學(xué)。