基于單片機(jī) 的家用無(wú)線火災(zāi)報(bào)警 系統(tǒng)設(shè)計(jì)申 景 。張 麗麗 （齊魯工 業(yè) 大學(xué) 機(jī)械 與 汽車 工程 學(xué)院 ，山 東 濟(jì) 南 250353） 摘 要 ：針對(duì)普通 家庭的 火災(zāi) 防范需求 ，設(shè)計(jì) 一種 基于單片機(jī) 的 家 用無(wú) 線 智 能 火 災(zāi)報(bào) 警 系統(tǒng) 該 系 統(tǒng) 主 要 由傳 感 器 、單片機(jī) 、無(wú) 線 通 信 模 塊 、GSM 模塊 、輸 入 顯 示 模 塊 、聲 光 報(bào) 警 電路和 GSM 報(bào) 警 電路 組 成 。 系統(tǒng) 工 作 時(shí) ．檢 測(cè) 部 分 單 片 機(jī) 判 斷 是否 發(fā) 生 火 災(zāi) ．并 將 信 息 通 過(guò) 無(wú) 線 通 信 模 塊 傳 輸 到 火 災(zāi) 報(bào) 警 部分 ，火災(zāi)報(bào) 警部分單片機(jī)接 收到 異常信 息后控制報(bào) 警 電路進(jìn)行聲 光 報(bào) 警 和 短 信 報(bào) 警 。經(jīng) 實(shí) 際測(cè) 試 ，系統(tǒng) 反 應(yīng) 靈敏 、性 能 良好 。關(guān) 鍵 詞 ：傳 感 器 ；單 片機(jī) ；火 災(zāi)報(bào) 警 系統(tǒng) ；無(wú) 線 通 信中圖 分 類 號(hào) ：X924．4．TP277．1 文 獻(xiàn) 標(biāo) 志 碼 ：A 文章編號(hào) ：1009—0029（2o16）10—142l—O3 傳統(tǒng)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng) 多采用基 于總線制 的開關(guān)式 預(yù)警方案 ，檢測(cè)模塊 與報(bào)警模塊通過(guò)有線方式 傳輸信號(hào) ．布線復(fù)雜 ，發(fā)生火災(zāi)時(shí)易造 成連接線損壞 ，且 多采 用單一 傳感器采集環(huán)境 信息 ，易造成 火災(zāi) 的誤報(bào) 和漏報(bào) ?，F(xiàn) 階段火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)價(jià)格較高導(dǎo)致普通 家庭安裝率較低 。筆者采用多傳感器 采集住 宅環(huán)境 信息 ，通 過(guò) 無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技 術(shù)傳送 信息 ，有效避 免 了傳 統(tǒng) 火災(zāi) 報(bào)警 系統(tǒng) 的技術(shù)缺陷 。除采用傳統(tǒng) 的聲 光報(bào)警 電路外 ．系統(tǒng)還 集 成了 GSM 模塊 ，能將家庭的火災(zāi)信息通過(guò) 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送 給用戶 ，最大限度地減 小用 戶損失 ?；?于 單片 機(jī) 的無(wú) 線火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)能夠滿足普通 家庭對(duì) 火災(zāi) 防范 的需求 。 l 總 體 方 案 設(shè) 計(jì)基于單片機(jī)的家用 智能無(wú)線火災(zāi)報(bào)警 系統(tǒng) 的總體結(jié)構(gòu)主要包括兩部分 ：一是 以 AT89C52單片機(jī) 為核心集 成 DS18B20數(shù)字式溫度傳 感器 、MQ一2離子式 煙霧 傳感 器及 Nrf241．01無(wú)線 信息傳 輸模 塊 的住宅 環(huán)境信 息采 集部分 ；二是以 AT89C52單片機(jī)為核心 集成 Nrf24I01無(wú)線 信息接 收模塊 、聲光報(bào)警 電路及 GSM 報(bào)警模塊 的火災(zāi)報(bào)警部分。當(dāng)住宅信息采集 部分采集到住宅環(huán)境 中異常 的溫度和煙霧信息時(shí)，即將信息通過(guò)無(wú)線發(fā)送模塊傳輸 到火 災(zāi)報(bào)警部分 ．火災(zāi)報(bào)警部分接收到 異常信 號(hào)便啟 動(dòng)聲光報(bào)警和 GSM 短信報(bào)警 。系統(tǒng)工作原理如 圖 l所示。 2 系 統(tǒng)硬 件 設(shè)計(jì) 2．1 傳感 器與單 片機(jī)連接 電路設(shè)計(jì)為了克服傳統(tǒng) 火災(zāi)報(bào)警器 因采用單一傳感 器造成 的火災(zāi) 災(zāi)情 的誤 報(bào) 、漏 報(bào) 的缺點(diǎn) 。此 設(shè) 計(jì)采用 DS18B20數(shù)字溫 度傳感 器和 MQ一2離 子式煙霧 傳感器 同時(shí)采 集住DS18B20是單總線 的數(shù)字式 溫度傳 感器 ，所有傳 感元件及轉(zhuǎn) 換 電路 集成 在 同一 個(gè)集 成 電路 內(nèi) ，單片機(jī) 與 DS18B20用一條數(shù)據(jù)線連接 ，接 口簡(jiǎn)單 ，其驅(qū) 動(dòng)電壓為 5 V，直 接用數(shù)據(jù)線 為其供 電，溫度測(cè)量范圍一55～175 C，分辨率為 0．5C，完全可 以滿足火災(zāi)測(cè){干}的需求 。 MQ一2是離 子式煙 霧傳感 器 ．具有價(jià) 格低 、反心敏 、使用方便的特點(diǎn) 。當(dāng) MQ一2探測(cè)到 煙霧時(shí) ．內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生 電壓 ，電壓與煙霧濃度成 正比，根據(jù) 電壓可測(cè) 算出炯霧濃度 。MQ一2傳感器的輸 出電壓為模擬 電壓 ．需 要經(jīng)過(guò) A／D轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓后才能被控制芯 片識(shí) 別處理 ，一般采用的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片為 ADC0832。傳感器與單片機(jī)連 接 電路 設(shè)計(jì) ，如 圖 2所示 。溫度傳感器的數(shù)據(jù)引腳直接與單片機(jī)的 P2．5引腳連接 ，煙霧傳感器采集到 的模擬信 號(hào)需經(jīng) ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn) 換 芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后傳輸給單片機(jī)。 2．2 無(wú)線發(fā)送和接收模塊 與單 片機(jī)連接 電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用基于 Nrf241．01芯 片的無(wú) 線通信模 塊傳 輸信息 ，工作電壓為 3V，待機(jī)模式 下電流 為 22uA；掉 電模式 下 為 900nA，采 用 通 用 的 2．4（Hz的 ISM 頻 段 。最 高工作速率 2Mbps，高效信息調(diào)制 ，抗干擾能力強(qiáng) ．可直連單片機(jī)使用 。