室内安防过程报警系统.docx
《室内安防过程报警系统.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《室内安防过程报警系统.docx(8页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
室内安防过程报警系统
室内安防过程报警系统
作品创意书
一、摘要
本作品以HT46单片机为核心,介绍了一种基于单片机技术的室内险情远程短信报警及应急处理。
它具有能够根据对室内环境温度的实时监控和险情(如煤气、天燃气的泄漏)声光报警,并通过GSM网络远程短信报警及监控。
同时还能自动作出相应的应急,从而构成多功能的智能安防系统。
二、作品介绍
随着国民经济的发展,人民的生活水平日益提高,人们对生活质量提出了更高的要求,希望生活更加安全舒适。
但是,一些家庭由于疏忽大意时常会出现一些火灾或煤气泄露等险情,给家庭和社会带来巨大的损失,因此迫切需要利用高技术的智能化手段,为家庭提供一个安全的生活环境。
本作品成本低,适用范围广,可用于仓库、家居等室内环境的实时检测、控制与远程报警,其市场发展前景好。
本作品的创新点在于集室内环境检测、智能控制与利用GSM网络远程报警为一体。
借助可靠、成熟的GSM移动网络,以最直观的中文短消息实现远程报警和监控的智能家居报警系统,来实现室内的安全监控。
它采用温度传感器检测及LCD显示,并配备烟雾传感器和可燃性气体传感器,可实现防火、防燃气泄漏的作用。
带有GSM网络功能的安防系统,使用户无论身在何处,都可以通过短信设防、撤防等。
本作品主要包含三大部分:
第一,利用DS18B20温度传感器进行室内温度的检测与显示;第二,利用MQ2、MQ5煤气传感器对室内气
图2:
DS18B20应用电路结构方框图(上拉电阻可以舍去)
从图2可以看出,DS18B20和单片机连接非常简单,单片机只需要一个I/O口就可以控制DS18B20。
本图中是单片机与一个DS18B20通信,如果要控制多个DS18B20进行温度采集,只要将所有DS18B20的I/O口全部连接到一起就可以了,通过读取每个DS18B20内部芯片的序列号来识别。
(三)防火的检测方案
防火、防燃气泄漏等安防功能必须安装相应的传感器才能实现。
对于防煤气泄漏传感器,本设计采用煤气传感器MQ5,它对乙醇,烟雾几乎不响应、高灵敏度、快速响应恢复、优异的稳定性、长寿命、简单的驱动电路等特点。
可以抵抗乙醇,烟雾等的干扰。
当室内煤气泄漏时传感器就会检测到,给单片机送去高电平,启动声光报警,同时利用GSM网络发煤气泄漏的短信给用户。
(四)键盘输入设计方案
按键用于对温度进行参数设置及手机号码设置。
LCD显示器可以显示现场的温度数据。
方便相关人员现场读取。
为了实现可靠的复位信号,并且能在计算机受到干扰,程序不能正常运行时自动产生复位信号。
同时为了减少单片机I/O口的占用,我们将按键排列成矩阵形式,在矩阵式键盘中,每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通,而是通过一个按键加以连接。
这样,一个端口就可以构成4*4=16个按键。
(五)LCD液晶显示屏的设计方案
本作品中采用1602LCD液晶显示屏显示所检测的温度值。
在键盘输入中对所写入的数字进行显示。
1602液晶模块内部的字符发生存储器(CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形,这些字符有:
阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等,每一个字符都有一个固定的代码,比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B(41H),显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来,我们就能看到字母“A”,1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令,它的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。
(其中1为高电平、0为低电平)
图3LCD液晶与单片机接口电路
(六)存储部件设计方案
为了实现对预设电话号码的存储、报警信息的记录、以及对中英文字符的字模点阵的存储,本系统采用了能够保证掉电数据不丢失的片外存储器AT24C02。
该芯片是一种I2C总线的存储器,和MCU的数据通信只需要两个引脚SDA和SCL即可,和通常的并行存储器相比,可以大大节约MCU的端口引脚资源和PCB的布线面积。
I2C闪存同单片机接口电路如图4所示。
AT24C02使用二线制协议串行总线(I2C总线)及其传输规约进行双向传输。
图4单片机与AT24C02接口电路结构图
(七)室内报警和通风智能控制系统的设计方案
当测量温度高于设定温度,MQ2、MQ5传感器所检测的气体浓度超过正常的浓度,本系统将会在室内产生声光报警,并对通风系统和室内电源总开关进行智能控制。
(其工作电路见图5、图6)
图5声光报警系统电路
图6对通风系统智能控制电路
如图七所示,通过晶闸管控制排风扇。
(八)TC35I通信模块利用GSM远程报警系统的设计方案
TC35i新版西门子工业GSM模块是一个支持中文短信息的工业级GSM模块,工作在EGSM900和GSM1800双频段,电源范围为直流3.3~4.8V,电流消耗——休眠状态为3.5mA,空闲状态为25mA,发射状态为300mA(平均),2.5A峰值;可传输语音和数据信号,功耗在EGSM900(4类)和GSM1800(1类)分别为2W和1W,通过接口连接器和天线连接器分别连接SIM卡读卡器和天线。
SIM电压为3V/1.8V,TC35i的数据接口(CMOS电平)通过AT命令可双向传输指令和数据,可选波特率为300b/s~115kb/s,自动波特率为1.2kb/s~115kb/s。
它支持Text和PDU格式的SMS(ShortMessageService,短消息),可通过AT命令或关断信号实现重启和故障恢复。
tc35i模块有40个引脚,通过一个ZIF(ZeroInsertionForce,零阻力插座)连接器引出。
这40个引脚可以划分为5类,即电源、数据输入/输出、SIM卡、音频接口和控制。
第1~14脚为电源部分:
1~5为电源电压输入端Vbatt+,6~10为电源地GND,11、12为充电引脚,13为对外输出电压(共外电路使用),14为ACCU-TEMP接负温度系数的热敏电阻。
24~29为SIM卡引脚,分别为CCIN、CCRST、CCIO、CCCLK、CCVCC和CCGND。
33~40为语音接口,用来接电话手柄。
15、30、31和32脚为控制部分:
15为点火线IGT(Ignition),当TC35i通电后必须给IGT一个大于100ms低电平,模块才启动;30为RTCbackup,31为Powerdown,32为SYNC。
16~23为数据输入/输出,分别为DSR0、RING0、RxD0、TxD0、CTS0、RTS0、DTR0和DCD0。
tc35i模块的数据输入/输出接口实际上是一个串行异步收发器,符合ITU-TRS232接口标准。
它有固定的参数:
8位数据位和1位停止位,无校验位,波特率在300bps~115kbps之间可选,硬件握手信号用RTS0/CTS0,软件流量控制用XON/XOFF,CMOS电平,支持标准的AT命令集。
四、作品功能、特色
(一)功能
本作品的前端感应器主要有温度传感器,防火和防煤气泄漏等传感器,用于收集室内险情并传送给单片机;单片机负责接收、处理感应器信号,判别是否有险情发生。
单片机不断对各种传感器信号进行检测,如果检测到高电平,系统控制GSM网络模块实现短消息报警,将报警信息通过GSM服务网络发送到用户手机上,同时根据需要启动声光报警器发出相应的警报信号,并对通风系统和室内电源总开关实施智能控制。
如已实现小区联网,同时还会给联网中心的小区保安处发送报警信息。
本系统能有效地达到防室内险情、报警的目的。
(二)特色
现市场也有对室内环境的检测仪器,但存在有体积大、价格贵、功能少等原因,根据市场调查随着家居全装修增多,人们对生活质量要求的提高,这种多功能安防报警系统将会有更广泛的应用前景。
本作品的特色在于集室内环境检测、智能控制与利用GSM网络远程报警为一体。
不但在理论上具有较高的研究价值,对硬件调试、编程技巧也有很高的要求。
本系统具有精度高、响应快、非接触式测量等优点,同时还具有防燃、防爆、抗腐蚀、抗电磁干扰、耐高压等特点,使系统具有稳定性。
五、作品结构
(一)硬件部分
图7TC35I通信模块电路图