智能家居防火防盗报警系统设计
摘要：目前家用的防火防盗报警等系统存在诸多的问题，针对目前出现的问题，本文介绍了一个基于单片机和GSM模块为核心，多传感器辅助的智能防火防盗报警系统，并详细地阐述了其基本的工作原理和电路构成。来访者的检测通过红外探测器实现；遇到火情时，通过温度传感器和烟雾探测器所构成的复合式火灾检测，可及时的报警。 Abstract： According to present situation of fireproof， theft-proof alarm system for home and other remaining questions， introduced a system which can prevent the theft and fire based on the single chip microcomputer and GSM module，and the basic working principle and composition of the circuit are detailed described. Pyroelectric infrared sensor is used for theft-proof. Temperature sensor and photoelectric smoke sensor are integrated to a compound detector for fireproof， multi-sensors make the least error-alarm and enhance the reliability of system.Circuits applied in each part are presented.
关键词：防盗；防火；报警；智能
Key words： theft-proof；fireproof；alarm system；intelligent
中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）28-0077-03
0 引言
随着社会经济的快速发展，人们的生活水平也逐步地提高。住宅在提供便利、舒适生活的同时，人们也更加关心其是否安全，所以家庭防火防盗问题就成为人们极为关心的问题。在现代家庭的防范手段中，主要是安装防盗门或防盗锁，但在较长时间无人在场的情况下，这种单纯的机械装置并不能提供有效的防范[1]。而且发生火灾时，若无人在场，也会造成巨大经济损失。本设计是一种基于单片机控制，以烟雾传感器、温度传感器、红外线传感器为检测元件的远程智能短信报警系统。该系统不仅可以通过声光对家中出现的盗情和火情进行报警，而且在家中无人的情况下，能够实时地通过短信进行预警。
1 系统硬件设计
防火防盗智能报警系统的硬件主要由5大部分组成：传感器检测电路、主控单元模块、GSM无线短信报警部分、声光报警部分[3-4]。系统硬件结构图如图1所示。
1.1 传感器检测电路
本电路负责各种异常信号的采集，同时由控制中心转换读取。该模块主要由以下传感器组成：
饮用水过滤器 1.1.1 红外传感器
本系统采用HC-SR501热释电红外传感器，热释电红外传感器的工作原理是通过非接触式的检测人体辐射的红外线的变化，并不需要其他的类似于电磁波等发射源，也能拥有高灵敏度、较强的隐蔽性、较大的控制范围[7，10]。当人在探测器的感应范围内移动时，传感器源极输出的信号非常的微弱，且受各种信号的干扰，因此设计了一个信号处理电路，其主要作用是把传感器的输出信号进行相应的放大、滤波等处理。同时为了使电路接收的灵敏度增强，可通过增加菲涅尔透镜，由于该透镜其特殊的光学原理，从而使得探测器的前方出现一个交替变化的“敏感区”和“盲区”，人在透镜前来回走动时，人体辐射的红外线就不断在这两个区交替变换，相应的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式被传感器接收，则通过主控单元检测到非法入侵[9，10]。
1.1.2 烟雾传感器
烟雾传感器采用MQ-2，通过对烟雾的浓度的监测来实现火灾的防范。电阻由于产生烟雾或有害气体时，会产生变化，传感器中的驱动电路检测到电阻的变化，便改变其中的电压。
剖分式骨架油封 其感应电路包括光敏传感电路和气敏传感电路，光敏传感器电路如图2，气敏传感器电路如图3。
光敏传感器不仅可以对光进行探测，它还可以作为探测元件组成其他传感器，对许多非电量进行检测。光敏传感器在产生强光时电阻变小，当可调电阻适当时电平由高转低，为单片机所感知。
光敏传感器可以探测到光，其中的光敏探头还可以加到其他传感器中，进行非电量检测。
无线环境监测 气敏传感电路是整个传感器探头部分最为重要的地方，当气敏薄膜与待测气体相互作用，使得气敏薄膜的膜层质量和导电率发生变化时，为单片机所感知。
1.1.3 温度传感器
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本系统所使用的温度传感器为DS18B20。该传感器有3个引脚，并且其中的芯片集成了温度传感器和信号处理电路，有效地节省了外围电路[4]。通过温度传感器和烟雾传感器的协同检测，可以有效地实现火灾检测。通过温度和烟雾传感器的共同作用，可以达到多种检测。若是其中的一项超出预警值，则表示参数产生异常，系统只会预警；当2项同时超标时，则说明发生了火情。此时发送的短信与预警时的短信是不同的。如图4是DS18B20与单片机接口原理图。
HDPE多孔加筋缠绕波纹管 1.2 GSM无线通信报警模块
GSM模块部分包含以下电路模块：TC35i模块启动电路、网络指示灯电路、SIM卡读卡电路、TC35i数据接口电路。当电路检测到异常情况时，便会触发该报警电路向户主。
如图5是TC35i模块启动电路图，主要包含以下两块电路：开漏极三极管、上电复位电路。为了整个系统正常启动，需要给模块大于3V的电压上电10ms后，在电源加电时需要IGT必须在至少100毫秒的时间后低电平后才可以阶跃到高电平。在该电路板中，依靠RC电路可以实现，并且该信号下降沿时间小于1ms。启动后，应该持续的给15脚一个高电平
光纤器件
的信号。电源通电后，电阻R可以通过+5V的电源对C充电，此时电容正极的电压会上升，并且在100ms时达到高电位，此时施密特触发器将会翻转，系统将会被复位[6，11]。 网络指示灯电路中具有TC35i的SYNC引脚。它拥有两种模式，可以通过AT指令来决定。该AT指令为AT+SSYNC=，MODE的取值可以为0，也可以为1。当MODE取到0时，则代表其处在工作模式下，此时可以通过SYNC引脚来指示发射状态时的功率增长情况；而当MODE取到1时，则需要用到次引脚来控制LED的状态。当TC35i关闭或睡眠时，LED处于熄灭状态；当LED从600ms点亮变为600ms熄灭时，则说明此时SIM卡没有插入，或者TC35i此时正在处于网络登录状态；而当LED为75ms点亮转为3s熄灭时，则说明此时TC35i处于待机状态，已成功的登录了网络[11]。
