GSM家用防盗火灾报警系统设计

陈翰 赵静雅 高震宇

摘要：随着通信、控制及电子等相关技术的快速发展，人们迫切需要安全、方便和舒适的生活。但是随着人们生活节奏的加快和大量家用电器和厨房设施的使用，家庭里的安全隐患也越来越多，而传统的安全防范措施已无法适应现代化社会的需求。本文综合以上因素，建立了一个基于GSM网络的家庭安防系统，设计中采用了STC89C52单片机、GSM短信模块和传感器技术。本文给出基于GSM模块的家庭防盗火灾报警系统的总体设计思路和软硬件系统组成，对各个模块进行了较为深入的分析研究。为了方便系统功能的扩展，在软件系统的设计上运用了模块化的结构。本设计基于GSM短信模块的家庭防盗火灾报警器基本实现了系统的控制功能和远程报警，具备了远程监控目标的功能，有较好的应用前景。

关键词：GSM；传感器；防盗；防火

中图分类号：TP311 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）09-0227-02

1引言

随着社会的不断进步，科学技术和经济的持续发展，人民的生活水平得到较大的提高。因此人们对个人财产的保护意识在不断地增强，并在防盗措施和消防报警方面提出了新的要求。本次设计的电子防盗火灾报警系统是一种家用的报警系统，旨在满足现代家庭安全和消防的需求。

目前市面上有各种各样的家庭报警器，虽然每一种报警器都有其独特的特点，但是每一种报警器都有其所对应的缺陷。在此次设计中所提出的防盗报警器中，我们采用了红外线感应报警，比之市面上的其他报警器，更加的隐蔽，也更加的安全。因此红外感应报警器也在市场上广受用户的好评，也因此得到了更为广泛的应用。本文采用的这种红外式的传感器可以使用非接触的方式来检测到人体所发出的红外线，然后把它转化为电信号。 同时在防盗报警、人体接近开关等方面也可以用红外传感器。

本设计主要利用了单片机控制技术、传感器技术和短信模块，将人体红外感应传感器和烟雾传感器采集的数据传给单片机，再通过使用相关单片机技术，从而达到检测到有人体活动或者烟雾浓度过高时自动报警并且通过短信模块给预设手机发送报警短信的目的。

2设计意义

目前，国内市场上的大多数的防盗防火报警系统都是外国品牌，由于国内家庭防盗报警产品的制造商发展时间比较短，真正的快速发展也是在2000年之后。特别是在2004年，一些国内制造商在投资规模和企业规模方面正在迅速扩大和发展。但是与国外厂商相比还有很大差距。

在这个阶段，大多数工程公司在安装防盗报警产品的时候会更加倾向于国外品牌，其中，主要安装的国外产品来自美国、日本和韩国。因为这三个国家开发的防盗报警产品已经非常成熟，产品功能稳定，性能完善。所以在市场上大多数外国品牌来自这三个国家。

用于智能家庭住宅的安防系统具有高水准的技术和完善的功能，它的安全性和可靠性都比较高。通过将每个家庭的防盗报警装置连接到管理中心的计算机来实现连续的监控。

本文根据住宅智能化的发展现状和它的发展趋势，研究设计了一套基于单片机和GSM模块的相对完整的住宅防盗防火报警系统。这个智能报警系统主要由GSM模块、传感器等组成，为了使系统更加简洁，引入了模块化的思想。虽然智能报警方面有比较多的资料，但基本只是单纯的防盗或防火功能，而且这些报警器的误报率相对较高，尽管一些产品的表现较好，但是它们往往价格昂贵，而且会受距离和容量的限制。 因此，开发一种功能和结构合理，包含各种技术和功能的新型报警系统具有比较重要的现实意义。

3系统设计

3.1系统硬件设计

本家庭防盗火灾报警器的硬件系统主要由以下几个部分组成。 单片机最小系统、烟雾检测系统、红外检测系统、GSM短信发送模块等。 该系统在手动布防后可以通过传感器电路检测人体进入和可燃气体浓度，然后通过蜂鸣器和LED进行声光报警并用GSM模块给预设手机号发送报警短信。

本报警器最终采用HC-SR501红外模块检测人体活动，MQ-2检测空气中液化气，天然气等可燃气体的浓度值，通过GSM模块发送短信。 当有人在布放后进入防区或者可燃气体浓度过高时，声光会自动报警并发送短信。

烟雾传感器MQ-2是使用二氧化锡来制作的气敏材料，这种材料在洁净的空气中的导电率是比较低的。当空气中的可燃气体浓度增加时传感器的导电率也会增大。它对氢气，液化气等可燃气体的灵敏度很高，同时他也可以检测多种可燃气体，价格也非常低。 同时，它的优点还有探测范围广，响应延迟低，稳定性高和寿命长等。

红外模块能检测人体活动是因为人体的体温通常在37度左右，所以会发出波长在10 UM左右的红外线，被动式红外检测探头的工作原理就是检测人体所发射的10 UM左右的红外线。它通过滤光片增强后聚集到红外感应源上，感应源在检测到人体红外辐射产生变化的时候就会输出高电平，经过放大电路后送给单片机进行报警。这种模块的优点是功耗小、不易被发现、成本比较低，但是它容易受到环境温度的干扰，使探测距离和灵敏度下降。 当人体和红外模块中间有遮挡时人体的红外辐射不易被探头接收。

3.2系统软件设计

因为整个软件系统的功能都是用来实现硬件电路的，所以当硬件电路基本确定之后软件相应的子程序基本就能确定了。 从不同的软件功能可以分为两个大类，一个是监控软件，也就是主程序，即整个系统的核心，协调操作者与各个模块的联系都是由它负责。二是执行程序，也就是子程序，它负责所有实质性的功能。

报警模块子程序的编写原理：当收到需要报警的信号之后，通过调用报警子程序之后即可完成报警功能。 报警原理：当单片机检测到烟雾传感器或者人體红外模块所发出的报警信号时，通过控制单片机的高低电平输出来驱动 GSM模块向用户发送提前在单片机内设置好的对应的报警短信并控制发光二极管和蜂鸣器进行声光报警。

最终，本设计采用STC89C52单片机作为电路的控制芯片，通过软件编程实现对硬件模块的控制。软件部分设计包括系统初始化，收集人体感应模块的输出电压、以及收集 MQ-2烟雾传感器的电压。 根据采集到的电压值大小，进行声光报警和发送短信。

4结论

本设计研究了一种用GSM短信模块实现的家用防盗火灾报警器。该防盗火灾报警器使用 STC89 C52单片机为核心工作处理器，并且与人体感应传感器和烟雾传感器相连接，其中人体感应传感器是一种被动式的红外检测器件，用不接触人体的方式检测出人体所发出的红外辐射，并且可以把检测的结果转换为相应的电信号输出。当检测到人体活动或者可燃气体浓度过高时输出从低电平变换为高电平，经过单片机的软件处理后由单片机控制输出信号，通过 GSM短信模块给用户发送短信进行报警的方式实现防盗防火报警。

参考文献：

[1] 程雪婷.基于GSM短信模块的家庭防盗报警系统设计[J].电子技术与软件工程，2016（8）：103.

[2] 魏海亮，殷嘉伟，华艳秋.浅谈基于GSM手机短信的家庭防火防盗报警系统设计[J].科技风，2016（2）：152.

【通联编辑：唐一东】