基于单片机和gsm模块的家庭智能火灾报警系统

基于单片机和gsm模块的家庭智能火灾报警系统内容摘要：

报警功能。 河南大学民生学院本科毕业论文 3 2 智能火灾报警模块原理 系统总体框图 图 1 火灾报警系统原理框图 火灾报警系统一般是由火灾探测器、信号处理器和火灾报警器组成。 在火灾险情发生处放置有温度传感器和烟雾传感器进行实时监控，通过对火灾发生时产生的大量热量，及火灾产生所释放出来的 CO CO 和燃烧物残渣进行探测，将探测出来的信号通过 A/D 转化器进行放大转换以后输送进入 AT89C52 单片机，当温度传感器和烟雾传感器失效或者人为发现有火灾迹象时可以通过手动控制按 钮进行输入一个火灾信号。 当单片机 AT89C52 接收到火灾信号时，进行分析处理之后开始输送电信号进入声光报警模块并通过串口通信输送信号进度 GSM无线通讯模块，一方面红光二极管闪烁提醒并使蜂鸣扬声器进行蜂鸣报警，另一方面通过串口通信发送一个信号给 GSM 无线通讯模块，无线通讯模块接收到信号之后开始向 GSM 模块里面预置的号码发送火灾信息。 从而完成一个只能火灾报警过程。 河南大学民生学院本科毕业论文 4 火灾报警类型 由于在火灾报警系统中我们所使用的火灾探测器种类或者是型号的不同，一般常见的火灾探测器主要是一下三种，其中两种比较常见，一种在家 庭小居室里面少见： 温度传感器 由于火灾发生的时后会燃烧发出大量的热量，使得家庭中温度会在小范围内迅速升高。 温度传感器的使用原理就是利用温度探头在空气中实时采样，然后把采样的数据通过放大器和 A/D 转化器处理后变为数字信号传给单片机处理判断。 目前，在火灾报警系统中一般是使用定温温度传感器来判断空气中温度信号，一般设定定温为 55 或 65 度。 烟雾传感器 在以前科技不发达的时候，一般发生火灾前期首先是会产生大量的烟雾，不过随着科技的发展，在现在社会一般火灾都是由于煤气或者天然气泄漏的原因，烟雾不 是太浓烈，不过烟雾依旧是火灾发生的一个重要特征。 烟雾控制器一般是在房间的天花板有一个探头，该探头会间歇性的向探头前面的贴片发出红光，贴片可以根据接收到的红光强度进行判断，不过本次使用的不是这种传感器。 而是一种对 CO2,CO 比较灵敏的 MQ2 传感器，应对煤气或者天然气的家庭火灾报警很专业。 光感传感器 火灾发生的时候，不仅会散发出大量的热量产生烟雾，并且还会伴随着可燃物的燃烧发出很多肉眼不可见的辐射光，我们也可以根据可燃物燃烧产生的各种辐射光来判断火灾信号。 感光型火灾报警系统就是通过响应火灾中产生的 光特性，即扩散火焰的光强度和闪烁频率，来触发报警系统的。 根据感应的敏感波长，可以将感光型火灾报警系统分为对波长较短的光辐射敏感的紫外报警系统和对波长较长的光辐射敏感的红外报警系统。 不过由于光感传感器的价格注定了这类传感器不可能走进大众家庭。 火灾传感器的原理 火灾发生时，必然会伴随着产生大量烟雾、局部温度升高和并且产生明火发出红紫外光，不同的传感器对不同的现象敏感。 当有烟雾、高温、火光产生的时候，它就改变平时的正常状态，引起传感器内部某些元件或者某些参数的改变， 河南大学民生学院本科毕业论文 5 开始输出信号，通过放大器和 A/D 转换后经 过判断决定是否发出火灾信号。 在一些大型工厂或者人员密集处，还能通过各个监测网络的发光二极管来判断火灾发生的具体位置。 火灾探测器主要分感烟、感温、光辐射三大类： 烟雾传感器 一种叫光电感应传感器， [6]它有一个发光元件和一个光敏元件，平常光源发出的光，通过透镜射到光敏元件上，电路维持正常，如果有烟雾从中阻隔，到达光敏元件上的光就显著减弱，于是光敏元件就把光强的变化变成电的变化，通过放大电路向人们报警。 目前很多公司和工厂都采用的时这种烟雾传感器。 不过本次试验采用的烟雾传感器是一种气敏材料传感器，这种 气敏材料传感器对各种家庭的可燃性气体具有很高的灵敏度，可以将这些可燃性气体浓度变成信号传入放大器进行处理后对人们报警，适合家庭版。 温度传感器 一种是利用金属热胀冷缩的特性。 一般情况下，传感器的探头与芯片之间不是直接接触，中间连接一个温度敏感金属条进行不直接接触，当环境中的温度不断升高时，由于金属热胀冷缩的特性，金属条膨胀、延伸，使得探头与芯片连通，于是能够发出了信号。 一种则是使用某些金属的熔点较低特性，在传感器的探头处用低熔点的金属固定一个弹簧，当环境温度升高到该金属熔点的时候，金属开始熔化，使 得被压缩的弹簧返回正常状态，探头与芯片相接触导通，发出信号给控制单片机。 这两种传感器都属于固定温度传感器，由于金属熔点及受环境控制不太敏感的特性，所以不选择在家庭中使用。 而本次设计中使用的温度传感器则不属于定温型传感器，是利用传感器对空气温度的实时采样进行的，反应敏感，探测速度可信且快，不过由于实时采样会产生大量的堆栈亢余数据，对单片机要求较高。 红紫外光传感器 一种是热释红外光辐射传感器器。 这种传感器是 80 年代开始发展起来的一种高灵敏度的探测元件，他可以通过传感器的感光芯片，不用接触就检测出燃烧物散发出的红外线能量变化，然后将其转化为电压信号输出。 另一种是紫外光辐射传感器，则利用有机化合物燃烧时，火光中的紫外光，使紫外光敏管的电极激发出离子，然后通过继电器盒其他元件，发出电压信号来进行报警，总体来说就河南大学民生学院本科毕业论文 6 是根据燃烧物在燃烧过程中，不断散发出来的红外光和紫外光来进行探测，根据其能量进行判断发出信号。 火灾报警模块检测处理原理 目前，社会上主要的火灾报警模块无非就是声光报警模块，通过检测到火灾信号然后输送到消防监控中心，在消防指挥中心里面显示具体地址的红灯亮蜂鸣器响进行提醒指挥人员。 然而在家庭版的火 灾报警系统里面，不可能做到无时无刻的声光报警中心都有人员看守，并且在城市里面，基本上好多人素不相识，发生火灾也无法去通知，所以我在常规的火灾报警系统里面植入了一个 GSM 无线通讯模块。 这样的话，当家庭里面发生火灾的时候，无论你在哪里，你都可以接收到家庭火灾报警系统发出的火灾报警信息，能够让你在第一时间知道情况开始采取相应处理办法，避免更大的损失。 3 系统各模块的电路设计 核心芯片选择 在整个智能火灾报警系统中，最重要的就是单片机，它一方面需要去接收手动按 钮模块还有温度传感器、烟雾传感器检测到的火灾信号，并且在单片机处理之后还要对声光报警模块和 GSM 无线通讯模块发送信号，使之能够正常报警，达到该系统的设计目的。 在烟雾和温度传感器向单片机发送信号的时候，单片机需要对传感器发出的信号进行分析，从而检测是否达到了火灾报警限度，是否需要对声光模块发送火灾信号。 在这一个过程中，单片机需要进行大量的运算，所以就对单片机有一个必须的要求，处理速度必须要快，使之在尽量短的时间内确定，并作出相应的反应，同时还要考虑价低物廉。 所以本次选择了 AT89S52 单片机作为核心芯片。 AT89S52 是一个低功耗、高性能的 CMOS 8 位单片机，片内含 4k Bytes 的。