【導(dǎo)讀】專業(yè)班級(jí)電子信科學(xué)與技術(shù)。河南大學(xué)民生學(xué)院教務(wù)部?；趩纹瑱C(jī)和GSM模塊的家庭智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

　　

【正文】 為上行接收端分別接 AT89S52 的 TX 和 RX。 河南大學(xué)民生學(xué)院本科畢業(yè)論文 13 圖 8 GSM 無(wú)線通訊模塊電路 單片機(jī)外圍電路的設(shè)計(jì) 直流供電電源 單片機(jī)復(fù)位電路 在平時(shí)正常情況下，單片機(jī) RESET 端為 0 低電平信號(hào)，當(dāng)開關(guān)摁下時(shí)，輸入一個(gè)高電平 1 的信號(hào)，使得單片機(jī)復(fù)位。 晶振電路 每一個(gè)單片機(jī)都不可或缺一個(gè)晶振電路為單片機(jī) 提供一個(gè)穩(wěn)定的時(shí)鐘周期。本次課題設(shè)計(jì)使用了兩個(gè) 33PF 的諧振電容，內(nèi)部晶振時(shí)鐘頻率為 6MHZ。河南大學(xué)民生學(xué)院本科畢業(yè)論文 14 圖 9 外圍電路接線 4 系統(tǒng)軟件流程 主程序流程 本次課題流程圖 河南大學(xué)民生學(xué)院本科畢業(yè)論文 15 圖 10 主程序流程圖 河南大學(xué)民生學(xué)院本科畢業(yè)論文 16 因?yàn)榭紤]到實(shí)時(shí)監(jiān)控單片機(jī)寄存器里面堆棧數(shù)據(jù)太多，所以要對(duì)單片機(jī)進(jìn)行初始化設(shè)置，以保證各 I/O 口的正常功用。本次課題采用的是比較老一點(diǎn)的 MQ2煙霧傳感器進(jìn)行煙霧檢測(cè)的， MQ2 在檢測(cè)之前基本上會(huì)有 12 個(gè)小時(shí)的預(yù)熱才能正常工作。預(yù)熱過后，煙霧傳感器和溫度傳感器把檢測(cè)到的信號(hào)經(jīng)過一個(gè)運(yùn)算放大器放大之后將模擬信號(hào)輸入到 A/D 轉(zhuǎn)換器里面，通過 A/D 轉(zhuǎn)換，濾波線性處理之后把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可讀的數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過單片機(jī)預(yù)設(shè)的報(bào)警門限進(jìn)行檢測(cè)之后，如果超過報(bào)警門限，則單片機(jī)向外輸出一個(gè)火災(zāi)信號(hào)給聲光報(bào)警器和 GSM 通信模塊，開始報(bào)警，提醒人們進(jìn)行處理，如果沒有超過報(bào)警門限，則不發(fā)送報(bào)警信號(hào)，重新開始返回到傳感器信號(hào)檢測(cè)處進(jìn)行檢測(cè)。 初始化流程 圖 11 初始化流程圖 在單片機(jī)工作之前，首先要對(duì)單片機(jī)進(jìn)行初始化處理，主要是確保 I/O 接口的正常功用，寄存器初始化，清除堆棧，檢測(cè)和確保中斷使能的正常功用。首先是需要對(duì)寄存器進(jìn)行 初始化處理，然后開中斷，使在傳感器檢測(cè)到氣體濃度信號(hào)傳入之后，單片機(jī)能夠及時(shí)響應(yīng)處理，然后關(guān)閉蜂鳴器和紅燈。 傳感器 A/D 轉(zhuǎn)換處理流程 煙霧傳感器模塊在對(duì)氣體進(jìn)行采樣時(shí)，由于環(huán)境或者其他各方面的干擾，通 河南大學(xué)民生學(xué)院本科畢業(yè)論文 17 常會(huì)導(dǎo)致采樣不準(zhǔn)確。通常會(huì)導(dǎo)致采樣過程中某一點(diǎn)或者是某幾點(diǎn)的脈沖很高異于其他個(gè)點(diǎn)采樣脈沖。通?？梢圆捎闷骄捣▉?lái)消除干擾脈沖，則干擾將“平均”到計(jì)算結(jié)果上去，故平均值法對(duì)于消除因?yàn)榄h(huán)境干擾而導(dǎo)致的煙霧濃度采樣值發(fā)生偏差。 所以，在采樣的過程中，我們可以先對(duì)采樣過程進(jìn)行比較，去除其中脈沖很高或者脈沖很低的 最大最小值點(diǎn)，對(duì)其他的采樣序列進(jìn)行 10 個(gè)一組的分組，然后求其算術(shù)平均值。這種方法可以減小環(huán)境或者其他不可抗因素對(duì)我們煙霧采集濃度數(shù)據(jù)的影響。保證報(bào)警器檢測(cè)煙霧濃度的準(zhǔn)確性，減小誤報(bào)、錯(cuò)報(bào)的可能。 河南大學(xué)民生學(xué)院本科畢業(yè)論文 18 圖 12 A/D 轉(zhuǎn)換流程圖 GSM 無(wú)線通訊流程 GSM 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由控制端和受控端兩部分組成，控制端是手機(jī)，也可以是 TC35I 模塊和 PC。在本設(shè)計(jì)中，受控端由單片機(jī)、 GSM 模塊、檢測(cè)部分、控制部分組成。主控程序通過 GSM 模塊 TC35I 對(duì)手機(jī)發(fā)出短信息。受控端的 GSM 河南大學(xué)民生學(xué)院本科畢業(yè)論文 19 模塊 TC35I 接收到單片機(jī)發(fā)出的火災(zāi)報(bào)警 信號(hào)后，開始通過短信息服務(wù)中心向預(yù)留手機(jī)發(fā)送短消息提醒，預(yù)留手機(jī)接收到消息之后可以通過手機(jī)向 GSM 模塊發(fā)送短消息關(guān)閉消息提醒。 圖 13 GSM 無(wú)線通訊流程圖 河南大學(xué)民生學(xué)院本科畢業(yè)論文 20 結(jié)論 人民的生命財(cái)產(chǎn)安全重于泰山，為了防患于未然未然，也為了更好地保護(hù)好人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)人看管的智能家庭版火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)勢(shì)在必行。我通過對(duì)很多地方的包括家庭防火系統(tǒng)的了解，發(fā)現(xiàn)在公司之類的地方基本上都已經(jīng)有了比較完善的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，技術(shù)層面已經(jīng)日臻成熟?？墒窃诩彝シ矫妫阑鹣到y(tǒng)依舊比較落后，很多家庭基本上都還是配備的滅火器用來(lái)防火，更 有甚之，基本的防護(hù)措施都沒有。所以才有了這個(gè)基于單片機(jī)和 GSM 模塊的家庭只能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 本次設(shè)計(jì)，因?yàn)閭€(gè)人及其它一些原因，只是自己提出了一個(gè)設(shè)計(jì)。主要是通過中心單片機(jī) AT89S52 模塊實(shí)現(xiàn)了只能火災(zāi)報(bào)警器的檢測(cè)火災(zāi)，聲光報(bào)警， GSM模塊信息通知功能。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，適合家庭小居室的使用要求，并且能夠通過 GSM 模塊盡快把火災(zāi)信息傳發(fā)給用戶，使用戶能夠在第一時(shí)間開始尋找辦法，具有很高的實(shí)用價(jià)值。并且我還考慮到可以使用化學(xué)方法通過用戶短信控制滅火，不過技術(shù)及知識(shí)層面的問題未能實(shí)現(xiàn)。并 且，在整個(gè)課題課題設(shè)計(jì)過程中，還有很多的不足之處需要改進(jìn)，比如無(wú)法自檢傳感器是否能夠正常工作，在傳感器失去效應(yīng)的時(shí)候只能通過人為的按鈕去報(bào)警，也就讓整個(gè)智能報(bào)警失去了意義。并且 GSM 模塊的無(wú)線通信功能對(duì)于家庭來(lái)說，無(wú)法自己進(jìn)行修改，只能在系統(tǒng)預(yù)裝的時(shí)候?qū)戇M(jìn)去，如果用戶更換聯(lián)系方式，智能報(bào)警的通信功能修改也比較麻煩。還有很多，由于時(shí)間以及個(gè)人知識(shí)范圍的關(guān)系，沒有能夠?qū)崿F(xiàn)。所以本系統(tǒng)并不是很完善。 在本次論文課題設(shè)計(jì)過程中，我算是收益良多，不僅鞏固了很多以前在大學(xué)四年學(xué)到的知識(shí)，并且使用到了設(shè)計(jì)當(dāng)中，還學(xué)到了很 多知識(shí)，比如 PROTEL 99SE 的使用操作，單片機(jī)及 GSM 模塊的通信原理方面的知識(shí)，明白了自己哪方面的不足，需要進(jìn)行的知識(shí)補(bǔ)充，這對(duì)我現(xiàn)在的工作以及以后工程師道路的發(fā)展都有很大的作用。 河南大學(xué)民生學(xué)院本科畢業(yè)論文 21 參考文獻(xiàn) [1] 楊志堅(jiān) Intel 8086/8088 系列微型計(jì)算機(jī)原理及接口技術(shù)，中國(guó)電力出版社 [2] 趙月飛，郭會(huì)平 高等院校 EDA系列教材? Protel 99 SE 基礎(chǔ)與實(shí)例教 程 機(jī)械工業(yè)出版社 [3] 李朝青 單片機(jī)原理及接口技術(shù) 北京航空航天大學(xué)出版社 [4] 閆石 數(shù)字電子技術(shù) 基礎(chǔ) 高等教育出版社 [5] 童詩(shī)白，華成英 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 高等教育出版社 [6] 吳朝暉 感煙探測(cè)器在地下車庫(kù)中應(yīng)用的可行性探討 武警學(xué)院學(xué)報(bào) 2020 [7] 宣彩平，王皓，鄒國(guó)良 利用 GSM 無(wú)線模塊發(fā)送短消息 計(jì)算機(jī)應(yīng)用 [8] 黃天健，梁志坤 基于 GSM 模塊 TC35T 的無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控 電子工程師產(chǎn)品技術(shù)雜志 [9] 劉勇 基于單片機(jī)和 GSM 的火災(zāi)報(bào)警器設(shè)計(jì) 10079416（ 2020） 01007201 [10] 王芳 利用通信模塊實(shí)現(xiàn)短消息 水利電力機(jī)械 2020 [11] AT89S52 中文用戶手冊(cè) 河南大學(xué)民生學(xué)院本科畢業(yè)論文 22 附錄