基于GSM模块的防火防盗报警器的设计与研究

引言

现代社会经济发展越来越快,人们购房数量大大增加,家庭安全隐患也随之增加,对防火防盗报警装置进行监控成为保证家庭安全的一个重要措施,为此,本文设计了一个基于51单片机和GSM模块的防火防盗报警装置,该装置以51单片机为控制核心,主要采用了人体感应模块、烟雾检测模块、蜂鸣器模块和GSM模块,实现防火防盗及短信通知的功能。

1硬件设计

1.1硬件设计方案

该装置系统主要分为热释电模块、烟雾传感器、GSM模块、51单片机四部分。利用被动式热释电型红外传感器检测人释放的红外线,当检测到红外信号变化时,将其转化为微弱的电信号,经过信号处理电路对电信号进行滤波、放大、比较,输出高电平作为告警信息传送给单片机:M02烟雾传感器检测烟雾,通过LM393电压比较器判断是否超限,给单片机传送电信号,判断是否报警,如果满足报警条件,就会发出控制信号,通过串口,控制GSM短信模块给用户发短信息,实现防火防盗报警的功能。该系统的总体设计框图如图1所示。

1.2人体检测单元

1.2.1热释电红外传感器的结构

热释电红外传感器主要由滤光片、热释电探测元和前置放大电路几部分组成,这些元件全部被真空封装在一个金属营内,防止外界环境对传感器输出信号的干扰。

1.2.2热释电红外传感器的工作原理

普通人体可以发出9～10μm的特定波长红外线信号,热释电红外传感器顶部的长方形窗口加有滤光片,可以使人体发出的9～10μm波长的红外线通过,而将其他波长的红外线滤除,并将检测出的红外信号转换成电信号输出,不仅达到了检测人体的功能,而且还提高了抗干扰能力。

1.3烟雾检测单元

1.3.1烟雾传感器的分类及选用

本设计是通过监测烟雾的浓度来防范火灾的,烟雾传感

器主要分为离子式烟雾传感器、光电式烟雾传感器和气敏式烟雾传感器三大类,它们各有优点,其主要特点及适用场合如表1所示。

表1烟雾传感器分类及特点

M0一2气体传感器是气敏式烟雾传感器的典型型号,对烟雾和可燃气体敏感,灵敏度高,常用于家庭和工厂的火灾探测,基于此,本设计的烟雾传感器选用M0一2气体传感器。1.3.2M0一2烟雾传感器的工作原理

M0一2气体传感器使用的是二氧化锡(Sn02）半导体气敏材料,当烟雾传感器所处环境中发生火灾或可燃性气体泄漏时,该传感器的电导率随着烟雾浓度的增大而增大,烟雾的浓度越大,电导率越大,输出电阻越低,输出的模拟信号越大。当检测到输出信号时,再通过LM393电压比较器将检测到的信号传送给单片机。

2GSM模块

2.1GSM模块简介

GlobalSyStemforMobileCommunicationS全球移动通信系统,简称为GSM,是现如今使用范围最广的移动电话技术。GSM模块是指将基带处理芯片、存储器、GSM射频芯片、功放器件等集成在一块线路板上,具有独立操作系统和基本通信功能的功能模块,它的空中接口采用TDMA(TimediviSionmultipleacceSS）技术。

2.2GSM模块的选用

SIM900A是一款功耗低、可靠性高、供电范围宽的双频GSM模块,可以快速实现系统方案中的数据、语音传输,短消息服务和传真功能,SIM900A的功能框图如图2所示。

3软件程序的实现

本装置的软件设计分为主程序和子程序两部分。主程序是这个报警器控制系统的核心。子程序是一个个执行模块,用来实现设计中的所有实质性功能。该系统的软件设计包括系统初始化,收集热释电模块和烟雾传感器的输出电压信号,根据收集到的输出电压信号的大小进行报警和短信发送。

4结语

本文设计了一款基于51单片机和GSM模块的住宅用智能报警器,这款报警器兼有防火和防盗的功能,还可以实现远程短信报警,满足了人们外出时对家庭安全隐患进行监控的需求,且该装置判断准确、操作方便、封装体积小,便于进行市场推广,具有极其广阔的市场前景和研发价值,该装置未来将朝着体积更小、观测角度更广的方向发展。