基于單片機和GSM模塊的家庭智能火災(zāi)報警系統(tǒng)(共25頁)

1、目 錄 河南大學(xué)民生學(xué)院本科畢業(yè)論文PAGE 2PAGE 25 學(xué)號：1003618030河南大學(xué)民生(mnshng)學(xué)院畢 業(yè) 論 文（2014屆）年 級2010級 專 業(yè) 班 級電子信科學(xué)與技術(shù) 學(xué) 生 姓 名 指導(dǎo)教師姓名 指導(dǎo)教師職稱 論文完成時間2014-04-22 河南大學(xué)民生(mnshng)學(xué)院教務(wù)部二一三年印制(yn zh)目 錄 TOC o 1-4 u 摘 要： PAGEREF _Toc388108664 h 11緒論(xln) PAGEREF _Toc388108665 h 21.1課題選擇的背景(bijng)及意義 PAGEREF _Toc388108666 h 21.2

2、課題(kt)設(shè)計選材 PAGEREF _Toc388108667 h 22智能火災(zāi)報警模塊原理 PAGEREF _Toc388108668 h 32.1系統(tǒng)總體框圖 PAGEREF _Toc388108669 h 32.2火災(zāi)報警類型 PAGEREF _Toc388108671 h 42.3火災(zāi)傳感器的原理 PAGEREF _Toc388108672 h 42.4火災(zāi)報警模塊檢測處理原理 PAGEREF _Toc388108673 h 63系統(tǒng)各模塊的電路設(shè)計 PAGEREF _Toc388108674 h 63.1核心芯片選擇 PAGEREF _Toc388108675 h 63.2手動按鈕

3、模塊 PAGEREF _Toc388108676 h 73.3傳感器檢測 PAGEREF _Toc388108677 h 83.4 A/D轉(zhuǎn)換模塊 PAGEREF _Toc388108678 h 103.5聲光報警模塊 PAGEREF _Toc388108679 h 113.6 GSM無線通訊模塊 PAGEREF _Toc388108680 h 123.7單片機外圍電路的設(shè)計 PAGEREF _Toc388108681 h 134系統(tǒng)軟件流程 PAGEREF _Toc388108682 h 144.1主程序流程 PAGEREF _Toc388108683 h 144.2初始化流程 PAGERE

4、F _Toc388108684 h 164.3傳感器A/D轉(zhuǎn)換處理流程 PAGEREF _Toc388108686 h 164.4 GSM無線通訊流程 PAGEREF _Toc388108687 h 18結(jié)論 PAGEREF _Toc388108688 h 20參考文獻 PAGEREF _Toc388108689 h 21附錄 PAGEREF _Toc388108690 h 22 河南大學(xué)民生學(xué)院本科畢業(yè)論文基于單片機和GSM模塊的家庭(jitng)智能火災(zāi)報警系統(tǒng)（河南大學(xué)民生學(xué)院(xuyun)，河南 開封，475004）摘 要： 目前(mqin)，人民生活水平的不斷提高，越來越多的電子產(chǎn)品

5、開始走進人們的生活，由此引起的火災(zāi)也越來越多。由于人們的消防意思淡薄，應(yīng)對火災(zāi)情況的不及時，都給火災(zāi)的進一步擴大提供了便利。為了避免火災(zāi)以及減少火災(zāi)造成的損失，我們必須樹立“預(yù)防為主，消防為輔”的消防方針，加強消防意思，完善火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，將火災(zāi)消滅在萌芽狀態(tài)，最大限度地減少社會財富的損失。本系統(tǒng)采用ATMEL公司的AT89S52單片機作為系統(tǒng)主要由單片機為核心的控制模塊、溫度和煙霧檢測模塊、轉(zhuǎn)換模塊、手動按鈕模塊、聲音燈光報警模塊和無線通信報警模塊等部分組成。本系統(tǒng)可利用DS18B20溫度傳感器和MQ-2煙霧傳感器對周圍環(huán)境進行監(jiān)測，通過LED顯示報警和遠程報警系統(tǒng)實現(xiàn)火災(zāi)的定點和遠程報警

6、。系統(tǒng)主要是適合家庭小布局的智能火災(zāi)報警系統(tǒng)，用于火災(zāi)的防治和報警。關(guān)鍵詞： 單片機 GSM通信 傳感器A familyof single based on chip microcomputer and GSM moduleof theintelligent firealarm system(School of Physics and Electronics, Henan University, Henan Kaifeng 475004, China)Abstract: At present, the improvement of peoples living standard, more a

7、nd more electronic products began to enter peoples life, the resulting fire, more and more. Because of peoples fire mean weak, deal with the fire situation is not timely, to facilitate further expansion of the fire. In order to avoid the fire and reduce the loss caused by the fire, we must set up th

8、e prevention first,fire protection by the second policy of fire protection, strengthen fire means,improve the automatic fire alarm system, fire nipped in the bud, to minimize the loss of wealth of society.This system adopts the ATMEL company AT89S52 microcontroller as the system is mainly composed o

9、f single chip microcomputer as the core control module,temperature and smoke detection module, A / D conversion module, manual button module, sound light alarm module and GSM wireless communicationmodule and other parts. This system can monitor the surrounding environmentusing DS18B20 temperature se

10、nsor and MQ-2 smoke sensor, through the LED display system fire point and remote alarm and remote GSM alarm. System is mainly suitable for small family intelligent fire alarm system for layout, fire control and alarm.Key words: MCU GSM communication sensor1緒論(xln)1.1課題選擇的背景(bijng)及意義火災(zāi)是指在時間和空間上失去控制的

11、燃燒所造成的災(zāi)害。在各種災(zāi)害中，火災(zāi)是最經(jīng)常、最普遍地威脅公眾安全和社會發(fā)展的主要災(zāi)害之一。人類能夠?qū)疬M行利用(lyng)和控制，是文明進步的一個重要標志。但是文明進步的同時，由此引起火災(zāi)也對人民的人身財產(chǎn)造成巨大的損失。2010年，全國共接報火災(zāi)13.17萬起，死亡1108人，受傷573人，直接財產(chǎn)損失17.7億元。2011年，全國共接報火災(zāi)125402起，死亡1106人，受傷572人，直接財產(chǎn)損失18.8億元。2013年2月9日除夕當天，全國共接報火災(zāi)839起，直接財產(chǎn)損失690余萬元。 隨著人民生活水平的不斷提高，越來越多的家用電器都開始走進人們的生活，也隨著社會生活節(jié)奏的不斷加快，越

12、來越多的年輕人都不經(jīng)常在家，家里只有些老人或者孩子，由于不正當?shù)牟僮麟娖饕l(fā)的火災(zāi)不勝枚舉。這不僅給人們的經(jīng)濟造成巨大的損失，造成社會秩序的紊亂，也威脅到了人們的生命財產(chǎn)安全，給人們的心靈造成巨大的傷害。如何能夠保證在老人孩子這些對新生電器缺乏系統(tǒng)認識操作的人，在家里發(fā)生火災(zāi)險情的時候能夠及時的進行報警，已成為一個迫在眉睫的事情。而這種融合了自動檢測，手動報警，聲光報警和GSM信息通知的智能化火災(zāi)報警系統(tǒng)能很好地解決這一問題，能夠確保在發(fā)生險情的時候能夠第一時間進行險情撲滅，從而極大的保護了人們的生命財產(chǎn)安全。而隨著科技的不斷發(fā)展，智能化的火災(zāi)報警系統(tǒng)會越來越完善，逐步走入每一個家庭。1.2課

13、題(kt)設(shè)計選材本次課題設(shè)計中檢測模塊主要是采用了一個手動按鈕模塊進行火災(zāi)險情發(fā)生的手動報警，并且采用一個DS18B20的溫度傳感器和一個MQ-2的煙霧傳感器進行自動檢測經(jīng)過一個A/D轉(zhuǎn)化輸送信號給AT89C52單片機進行處理之后實現(xiàn)報警機能。而報警模塊中聲光報警模塊則是采用一個LED的紅光二極管和一個蜂鳴揚聲器進行的即時報警，GSM無線報警模塊則是采用西門子工業(yè)的TC35I GSM無線通訊模塊進行中文消息的發(fā)送報警功能。通過這么一系列的檢測處理報警流程(lichng)實現(xiàn)家庭的智能火災(zāi)報警功能。2智能火災(zāi)報警模塊(m kui)原理2.1系統(tǒng)總體(zngt)框圖圖1 火災(zāi)報警系統(tǒng)原理(yun

14、l)框圖火災(zāi)報警系統(tǒng)一般是由火災(zāi)探測器、信號處理器和火災(zāi)報警器組成。在火災(zāi)險情發(fā)生處放置有溫度傳感器和煙霧傳感器進行實時監(jiān)控，通過對火災(zāi)發(fā)生時產(chǎn)生的大量熱量，及火災(zāi)產(chǎn)生所釋放出來的CO2、CO和燃燒物殘渣進行探測，將探測出來的信號通過A/D轉(zhuǎn)化器進行放大轉(zhuǎn)換以后輸送進入AT89C52單片機，當溫度傳感器和煙霧傳感器失效或者人為發(fā)現(xiàn)有火災(zāi)跡象時可以通過手動控制按鈕進行輸入一個火災(zāi)信號。當單片機AT89C52接收到火災(zāi)信號時，進行分析處理之后開始輸送電信號進入聲光報警模塊并通過串口通信輸送信號進度GSM無線通訊模塊，一方面紅光二極管閃爍提醒并使蜂鳴揚聲器進行蜂鳴報警，另一方面通過串口通信發(fā)送一個信

15、號給GSM無線通訊模塊，無線通訊模塊接收到信號之后開始向GSM模塊里面預(yù)置的號碼發(fā)送火災(zāi)信息。從而完成一個只能火災(zāi)報警過程。2.2火災(zāi)報警(bo jng)類型由于在火災(zāi)報警系統(tǒng)中我們所使用的火災(zāi)探測器種類或者是型號的不同，一般常見的火災(zāi)探測器主要是一下三種，其中兩種比較(bjio)常見，一種在家庭小居室里面少見：2.2.1溫度傳感器由于火災(zāi)發(fā)生的時后會燃燒發(fā)出大量的熱量，使得家庭中溫度會在小范圍內(nèi)迅速升高。溫度傳感器的使用原理就是利用溫度探頭在空氣中實時采樣(ci yn)，然后把采樣的數(shù)據(jù)通過放大器和A/D轉(zhuǎn)化器處理后變?yōu)閿?shù)字信號傳給單片機處理判斷。目前，在火災(zāi)報警系統(tǒng)中一般是使用定溫溫度傳感

16、器來判斷空氣中溫度信號，一般設(shè)定定溫為55或65度。2.2.2煙霧傳感器在以前科技不發(fā)達的時候，一般發(fā)生火災(zāi)前期首先是會產(chǎn)生大量的煙霧，不過隨著科技的發(fā)展，在現(xiàn)在社會一般火災(zāi)都是由于煤氣或者天然氣泄漏的原因，煙霧不是太濃烈，不過煙霧依舊是火災(zāi)發(fā)生的一個重要特征。煙霧控制器一般是在房間的天花板有一個探頭，該探頭會間歇性的向探頭前面的貼片發(fā)出紅光，貼片可以根據(jù)接收到的紅光強度進行判斷，不過本次使用的不是這種傳感器。而是一種對CO2,CO比較靈敏的MQ-2傳感器，應(yīng)對煤氣或者天然氣的家庭火災(zāi)報警很專業(yè)。2.2.3光感傳感器火災(zāi)發(fā)生的時候，不僅會散發(fā)出大量的熱量產(chǎn)生煙霧，并且還會伴隨著可燃物的燃燒發(fā)出

17、很多肉眼不可見的輻射光，我們也可以根據(jù)可燃物燃燒產(chǎn)生的各種輻射光來判斷火災(zāi)信號。感光型火災(zāi)報警系統(tǒng)就是通過響應(yīng)火災(zāi)中產(chǎn)生的光特性，即擴散火焰的光強度和閃爍頻率，來觸發(fā)報警系統(tǒng)的。根據(jù)感應(yīng)的敏感波長，可以將感光型火災(zāi)報警系統(tǒng)分為對波長較短的光輻射敏感的紫外報警系統(tǒng)和對波長較長的光輻射敏感的紅外報警系統(tǒng)。不過由于光感傳感器的價格注定了這類傳感器不可能走進大眾家庭。2.3火災(zāi)傳感器的原理火災(zāi)發(fā)生時，必然會伴隨著產(chǎn)生大量煙霧、局部溫度升高和并且產(chǎn)生明火發(fā)出紅紫外光，不同的傳感器對不同的現(xiàn)象敏感。當有煙霧、高溫、火光產(chǎn)生的時候，它就改變平時的正常狀態(tài)，引起傳感器內(nèi)部某些元件或者某些參數(shù)的改變，開始輸出信

18、號，通過放大器和A/D轉(zhuǎn)換后經(jīng)過判斷決定是否發(fā)出火災(zāi)信號。在一些大型工廠或者人員密集處，還能通過各個監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的發(fā)光二極管來判斷火災(zāi)發(fā)生的具體位置。火災(zāi)(huzi)探測器主要分感煙、感溫、光輻射三大類：2.3.1煙霧(ynw)傳感器一種(y zhn)叫光電感應(yīng)傳感器，6它有一個發(fā)光元件和一個光敏元件，平常光源發(fā)出的光，通過透鏡射到光敏元件上，電路維持正常，如果有煙霧從中阻隔，到達光敏元件上的光就顯著減弱，于是光敏元件就把光強的變化變成電的變化，通過放大電路向人們報警。目前很多公司和工廠都采用的時這種煙霧傳感器。不過本次試驗采用的煙霧傳感器是一種氣敏材料傳感器，這種氣敏材料傳感器對各種家庭的可燃性

19、氣體具有很高的靈敏度，可以將這些可燃性氣體濃度變成信號傳入放大器進行處理后對人們報警，適合家庭版。2.3.2溫度傳感器一種是利用金屬熱脹冷縮的特性。一般情況下，傳感器的探頭與芯片之間不是直接接觸，中間連接一個溫度敏感金屬條進行不直接接觸，當環(huán)境中的溫度不斷升高時，由于金屬熱脹冷縮的特性，金屬條膨脹、延伸，使得探頭與芯片連通，于是能夠發(fā)出了信號。一種則是使用某些金屬的熔點較低特性，在傳感器的探頭處用低熔點的金屬固定一個彈簧，當環(huán)境溫度升高到該金屬熔點的時候，金屬開始熔化，使得被壓縮的彈簧返回正常狀態(tài)，探頭與芯片相接觸導(dǎo)通，發(fā)出信號給控制單片機。這兩種傳感器都屬于固定溫度傳感器，由于金屬熔點及受環(huán)

20、境控制不太敏感的特性，所以不選擇在家庭中使用。而本次設(shè)計中使用的溫度傳感器則不屬于定溫型傳感器，是利用傳感器對空氣溫度的實時采樣進行的，反應(yīng)敏感，探測速度可信且快，不過由于實時采樣會產(chǎn)生大量的堆?？河鄶?shù)據(jù)，對單片機要求較高。2.3.3紅紫外光傳感器一種是熱釋紅外光輻射傳感器器。這種傳感器是80年代開始發(fā)展起來的一種高靈敏度的探測元件，他可以通過傳感器的感光芯片，不用接觸就檢測出燃燒物散發(fā)出的紅外線能量變化，然后將其轉(zhuǎn)化為電壓信號輸出。另一種是紫外光輻射傳感器，則利用有機化合物燃燒時，火光中的紫外光，使紫外光敏管的電極激發(fā)出離子，然后通過繼電器盒其他元件，發(fā)出電壓信號來進行報警，總體來說就是根據(jù)

21、燃燒物在燃燒過程中，不斷散發(fā)出來的紅外光和紫外光來進行探測，根據(jù)其能量進行判斷發(fā)出信號。2.4火災(zāi)(huzi)報警模塊檢測處理原理目前，社會上主要的火災(zāi)報警模塊無非就是聲光報警模塊，通過檢測(jin c)到火災(zāi)信號然后輸送到消防監(jiān)控中心，在消防指揮中心里面顯示具體地址的紅燈亮蜂鳴器響進行提醒指揮人員。然而在家庭版的火災(zāi)報警系統(tǒng)里面，不可能做到無時無刻的聲光報警中心都有人員看守，并且在城市里面，基本上好多人素不相識，發(fā)生火災(zāi)也無法去通知，所以我在常規(guī)的火災(zāi)報警系統(tǒng)里面植入了一個GSM無線通訊模塊。這樣的話，當家庭里面發(fā)生火災(zāi)的時候，無論你在哪里，你都可以接收到家庭火災(zāi)報警系統(tǒng)發(fā)出的火災(zāi)報警信息，

22、能夠讓你在第一時間知道情況開始采取相應(yīng)處理辦法，避免更大的損失。3系統(tǒng)(xtng)各模塊的電路設(shè)計3.1核心芯片選擇在整個智能火災(zāi)報警系統(tǒng)中，最重要的就是單片機，它一方面需要去接收手動按鈕模塊還有溫度傳感器、煙霧傳感器檢測到的火災(zāi)信號，并且在單片機處理之后還要對聲光報警模塊和GSM無線通訊模塊發(fā)送信號，使之能夠正常報警，達到該系統(tǒng)的設(shè)計目的。在煙霧和溫度傳感器向單片機發(fā)送信號的時候，單片機需要對傳感器發(fā)出的信號進行分析，從而檢測是否達到了火災(zāi)報警限度，是否需要對聲光模塊發(fā)送火災(zāi)信號。在這一個過程中，單片機需要進行大量的運算，所以就對單片機有一個必須的要求，處理速度必須要快，使之在盡量短的時間內(nèi)

23、確定，并作出相應(yīng)的反應(yīng)，同時還要考慮價低物廉。所以本次選擇了AT89S52單片機作為核心芯片。AT89S52是一個低功耗、高性能的CMOS 8位單片機，片內(nèi)含4k Bytes的可反復(fù)擦寫1000次的Flash 只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)。芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強大的計算機AT89S52可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案11。AT89S52片內(nèi)集成256字節(jié)程序運行空間、8K字節(jié)Flash存儲空間，支持最大64K外部存儲擴展。根據(jù)不同的運行速度和功耗的

24、要求，時鐘頻率可以設(shè)置在0-33M之間。片內(nèi)資源有4組I/O控制端口、3個定時器、8個中斷、軟件設(shè)置低能耗模式、看門狗和斷電保護。可以在4V到5.5V寬電壓(diny)范圍內(nèi)正常工作。不斷發(fā)展的半導(dǎo)體工藝也讓該單片機的功耗不斷降低11。圖2 89S52單片機管腳圖3.2手動按鈕模塊(m kui)當溫度傳感器和煙霧傳感器失效或者火患剛起的時候，如果有人剛好在邊上，則就可以直接摁動手動按鈕模塊手動報警，手動按鈕模塊電路當有人摁動手動按鈕模塊的時候，S1開始輸送(sh sn)給單片機一個高電平信號，單片機經(jīng)過處理則就可以發(fā)出火災(zāi)信號報警，平時S1都處于斷路低電平狀態(tài)。圖3 手動按鈕模塊(m kui)

25、電路3.3傳感器檢測(jin c)3.3.1溫度傳感器模塊(m kui) DS18B20DS18B20是一種單總線數(shù)字溫度傳感器。測試溫度范圍-55-125，溫度數(shù)據(jù)位可配置為9、10、11、12位，對應(yīng)的刻度值分別為0.5、0.25、0.125、0.0625，對應(yīng)的最長轉(zhuǎn)換時間分別為93.75ms、187.5ms、375ms、750ms。出廠默認配置為12位數(shù)據(jù)，刻度值為0.0625，最長轉(zhuǎn)換時間為750ms。DS18B20數(shù)據(jù)位越低、轉(zhuǎn)換時間越短、反應(yīng)越快、精度越低。利用AT89S52單片機的P1.1腳來驅(qū)動DS18B20，上拉電阻阻值為4.7K歐姆。DS18B20的上拉電阻的阻值是一個需

26、要注意的參數(shù)，如果DS18B20放置的位置離電路板較遠，需要用較長的電纜來連接時，上拉電阻要相應(yīng)減小，以彌補線路損耗，而且連接電纜要選用優(yōu)質(zhì)的三芯帶屏蔽層的電纜，否則不能正常讀寫數(shù)據(jù)。圖4 溫度傳感模塊(m kui)電路3.3.2煙霧(ynw)傳感器 MQ-2MQ-2/MQ-2S氣體傳感器所使用的氣敏材料(cilio)是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫(SnO2)。當傳感器所處環(huán)境中存在可燃氣體時，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中可燃氣體濃度的增加而增大。使用簡單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對應(yīng)的輸出信號。MQ-2/MQ-2S氣體傳感器對液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度高，對天然氣和其它可燃蒸

27、汽的檢測也很理想。這種傳感器可檢測多種可燃性氣體，是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器，其具有在較寬的濃度范圍內(nèi)對可燃氣體有良好的靈敏度，對液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度較高。3.3.3集成運算放大電路由于溫度傳感器和煙霧傳感器檢測到的信號比較微弱，不足以滿足A/D轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)換信號要求，所以必須對溫度和煙霧傳感器發(fā)出的信號進行調(diào)理放大，以達到A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換對信號的要求。在本次課題設(shè)計中，因為需要用到對傳感器信號進行A/D轉(zhuǎn)換進入單片機， LM324內(nèi)含4個獨立的高增益、頻率補償?shù)倪\算放大器，既可接單電源使用 (330 V)，也可接雙電源使用(1.515 V)，驅(qū)動功耗低，可與TTL邏輯電路相容。所以采

28、用了LM324集成運放電路對信號進行放大處理，以滿足所需。圖5 集成運算放大電路3.4 A/D轉(zhuǎn)換(zhunhun)模塊經(jīng)氣敏傳感器所檢測(jin c)的電壓信號為模擬信號，無法直接被單片機所識別，所以在經(jīng)過放大電路后對信號進行A/D裝換，將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號輸入單片機。A/D轉(zhuǎn)換電路采用了常用的8位8通道數(shù)模轉(zhuǎn)換常用芯片ADC0809，煙霧傳感器的輸出端接到ADC0809的IN0，溫度傳感器的輸出端接到ADC0809的 IN1。 ADC0809的通道選擇地址由AT89S52的P00P02經(jīng)地址鎖存器74LS373輸出提供。當P27=0時，與寫信號WR共同選通ADC0809。其中ALE信號

29、與ST信號連在一起，在WR信號的前沿寫入地址信號，在其后沿啟動轉(zhuǎn)換。圖中ADC0809轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號EOC接到AT89S52的INT1引腳，當A/D轉(zhuǎn)換完成后，EOC變?yōu)楦唠娖?，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束，產(chǎn)生中斷。在中斷服務(wù)程序中，將轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)送到指定的存儲單元。由于ADC0809片內(nèi)無時鐘，故利用8051提供的地址鎖存使能信號ALE經(jīng)D觸發(fā)器二分頻后獲得時鐘。因為ALE信號的頻率是單片機時鐘頻率的1/6，如果(rgu)時鐘頻率為6MHZ，則ALE信號的頻率為1MHZ，經(jīng)二分頻后為500KHZ，與ADC0809的典型值吻合。圖6 A/D轉(zhuǎn)換模塊3.5聲光報警模塊(m kui)當用戶端系統(tǒng)確認有火災(zāi)(h

30、uzi)發(fā)生時，P20和P23輸出低電平，使得PNP三極管導(dǎo)通。當三極管Q1導(dǎo)通時紅色的LED發(fā)光，當三級管Q4導(dǎo)通時蜂鳴器發(fā)聲。限流電阻R11=(5V-2V)/20mA=150（這里紅色發(fā)光二極管的工作電壓為2V，工作電流為20mA）。電阻R8和R15取值較大，防止三極管擊穿時反向電流過大，破壞(phui)單片機芯片。圖7 聲光報警電路(dinl)3.6 GSM無線通訊模塊(m kui)目前，西門子公司的TC35系列模塊的性價比很高，并且早已取得國內(nèi)的無線電設(shè)備入網(wǎng)證，所以這次課題選擇使用西門子TC35I。這個模塊是剛推出的最新無線模塊，功能都與TC35其他芯片兼容(jin rn)。TC35

31、I芯片可以很好的兼容GSM2/2+、雙頻（GSM900/GSM1800）、RS232數(shù)據(jù)口，符合ETSI標準GSM0707和GSM0705，并且容易升級成GPRS模塊。而TC35I模塊與其外圍電路組成的移動終端集射頻基帶為一體，提供標準統(tǒng)一的AT命令串口，很安全的為信息數(shù)據(jù)的傳輸提供保障，并且方便用戶的應(yīng)用開發(fā)設(shè)計8。 一般來說，GSM無線通訊模塊都是與單片機通過串口通信的方式進行的鏈接，通常情況下，通信速度都設(shè)定為19200bps。數(shù)據(jù)傳輸采用RS232電纜方式進行串接是可靠性較好。RS232通過串行接口集成電路和電平轉(zhuǎn)化電路與GSM無線通訊模塊進行連接，這是目前最簡單也是最常見的接口電路，

32、其中主要設(shè)計的芯片有電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232。GSM無線通訊模塊與AT89S52采用串行接口方式連接，其中GSM模塊的RX為下行發(fā)送端，TX為上行接收端分別接AT89S52的TX和RX。圖8 GSM無線通訊模塊(m kui)電路3.7單片機外圍(wiwi)電路的設(shè)計3.7.1直流供電(n din)電源3.7.2單片機復(fù)位電路在平時正常情況下，單片機RESET端為0低電平信號，當開關(guān)摁下時，輸入一個高電平1的信號，使得單片機復(fù)位。3.7.3晶振電路每一個單片機都不可或缺一個晶振電路為單片機提供一個穩(wěn)定的時鐘周期。本次(bn c)課題設(shè)計使用了兩個33PF的諧振電容，內(nèi)部晶振時鐘頻率為6MHZ。圖

33、9 外圍電路(dinl)接線4系統(tǒng)軟件(x tn run jin)流程4.1主程序流程本次課題流程圖圖10 主程序流程圖因為考慮到實時監(jiān)控單片機寄存器里面堆棧數(shù)據(jù)太多，所以要對單片機進行初始化設(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的MQ-2煙霧傳感器進行煙霧檢測的，MQ-2在檢測之前基本上會有1-2個小時的預(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到的信號經(jīng)過一個運算放大器放大之后將模擬信號輸入(shr)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轉(zhuǎn)換為單片機可讀的數(shù)字信號，經(jīng)過單片機預(yù)設(shè)的報警門限進行檢測之后，如果超過報警門限，則單片機向

34、外輸出一個火災(zāi)信號給聲光報警器和GSM通信模塊，開始報警，提醒人們進行處理，如果沒有超過報警門限，則不發(fā)送報警信號，重新開始返回到傳感器信號檢測處進行檢測。4.2初始化流程(lichng)圖11 初始化流程圖在單片機工作之前，首先要對單片機進行初始化處理，主要是確保I/O接口的正常功用，寄存器初始化，清除堆棧(duzhn)，檢測和確保中斷使能的正常功用。首先是需要對寄存器進行初始化處理，然后開中斷，使在傳感器檢測到氣體濃度信號傳入之后，單片機能夠及時響應(yīng)處理，然后關(guān)閉蜂鳴器和紅燈。4.3傳感器A/D轉(zhuǎn)換處理(chl)流程煙霧傳感器模塊在對氣體進行采樣時，由于環(huán)境或者其他各方面的干擾，通常會導(dǎo)致

35、采樣不準確。通常會導(dǎo)致采樣過程中某一點或者是某幾點的脈沖很高異于其他個點采樣脈沖。通?？梢?ky)采用平均值法來消除干擾脈沖，則干擾將“平均(pngjn)”到計算結(jié)果上去，故平均值法對于消除因為環(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，我們可以先對采樣過程進行比較，去除其中脈沖很高或者脈沖很低的最大最小值點，對其他的采樣序列進行10個一組的分組，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我們煙霧采集濃度數(shù)據(jù)的影響。保證報警器檢測煙霧濃度的準確性，減小誤報、錯報的可能。圖12 A/D轉(zhuǎn)換(zhunhun)流程圖4.4 GSM無線通訊流程(lichng)GSM遠程監(jiān)控系統(tǒng)由控制端和受控端兩部分組成，控制端是手機，也可以是TC35I模塊和PC。在本設(shè)計中，受控端由單片機、GSM模塊、檢測部分、控制部分組成。主控程序通過GSM模塊TC35I對手機發(fā)出(fch)短信息。受控端的GSM模塊TC35I接收到單片機發(fā)出的火災(zāi)報警信號后，開始通過短信息服務(wù)中心向預(yù)留手機發(fā)送短消息提醒，預(yù)留手機接收到消息之后可以通過手機向GSM模塊發(fā)送短消息關(guān)閉消息提醒。圖13 GSM無線通訊流程圖結(jié)論(jiln)人民的生命財產(chǎn)安全重于泰山，為了防患于未然未然，也為了更好地保護好人民的生命財產(chǎn)安全，設(shè)計一個無人看管的智能家庭版火災(zāi)(huzi)