基于单片机的家庭报警系统设计

基于单片机的家庭报警系统设计

郭建军林丽君陈红斌*王克强蔡肯于凤梅（仲恺农业工程学院自动化学院，广东广州510225）家庭在各个国家的人民心中都占据着摘要：科技在发展，人们的生活水平也在不断提高，智能化日益成为当今社会的主流。有目的地选择具体重要的地位，家庭安全与智能化结合而成的远程控制已成必然趋势。本文在现有传感器功能和技术的基础上，功能的传感器结合单片机技术，设计了能自由选择具体传感器安装位置的远程无线家庭报警系统。关键词：无线家庭报警；GSM模块；NRF24L01；热释电红外传感器STC89C52中图分类号院TP242文献标识码院A文章编号院2096-4390渊2020冤04-0185-02经济的高速发展具有与时俱进的特点，人类生存于社会的多元化意味着衣食住行质量的层次提高，人们在外工作的时间也是逐渐加长。对于在外的人来说可能最担心的就是自己家中盗贼入室、可燃气泄无人时，家中一些突发性的事件比如火灾、漏等发生时，不能及时得知并进行必要的抢救措施。另一方面，社会治安、安全人口数目亦对社会的治安发出更为严峻的挑战，防范问题接踵而来。为了极大程度减少此类突发事故对人们造成的损失，第一时间得知家中发生什么事就显得尤为重要了[1,2]。本系统在家庭的环境基础上设计单片机控制的远程报警系统，能在突发事件发生后极短时间通过无线通讯通知远方的房子主人，这样房子主人就可以尽可能快地在事情发生后采取相应来减少损失。的措施（报警或者通知邻居等）1系统方案设计本设计的组成包括硬件电路连接和软件程序两个方面。考基于模块化虑现在家庭布局以及人们对家庭安全的重视程度，数据初处理、和可延伸化的设计理念，将本设计分为数据采集、声光报警、远程GSM发送短信等子信号无线传输、第二次处理、声音触发报模块。电路结构可划分为：热释电红外传感器模块、警电路、单片机主控中心、LED显示电路及必要的控制按钮构成。2系统硬件设计2.1STC89C52基本特征用途广泛的单STC89C52是STC公司旗下的一款功能完备、只需添加简单片机，基于该芯片的高性价比和简便的电路操作，的具体功能电路即可实现可观的数据处理能力。本系统的从机模块上实现的功能是检测MQ-2的电平变化来驱动NRF24L01无线模块发送具体的信息到主机上，用STC89C52已足以满足本设计该实现的效果。单片机最小电路是一个从机模块的中央控制器，它负责协调从机系统各个模块实现其功能。单片机最小系统有电源、STC89C52单片机、复位电路、时钟电路等组成。STC89C52单片机具有8K可编程Flash存储器。STC89C52是升级版的MCS-51类型内核，但是又具备比该内核更强大的芯片，使其能实现更多的功能。2.2报警电路设计蜂鸣器报警电路设计采用的是电磁式有源蜂鸣器，当单片机与蜂鸣器报警电路相连的I/O口被拉低时，三极管就会由截蜂鸣器会启动。GSM模块选择较止变为导通，电路因此而通路，为广泛使用的SIM800A，该模块引脚按照指示与单片机连接运用，VCC可接5V到18V的电源，鉴于单片机5V驱动的GSM模块可能出现电流达不到其运行的最低要求，这里直接接入12V电源驱动，GND就接地端，RXD接STC12A60S2的P30口，TXD接P31口，电路可以实现GSM模块和单片机的数据交流的功能[3]。在实现双方数据交流的途径中，运用单片机串口通讯来实现是最实用和最高效的方式。2.3NRF24L01无线通讯模块电路设计无线模块具备8个引脚供给电路外接。一个电源引脚接到六个输出输入引LM1117电源模块3.3V的输出端，一个接地端，脚接单片机的P1口，单片机通过P1口对无线模块进行读写操作。2.4热释电红外传感器模块电路HC-SR501人体感应模块是在红外线技术基础上发明的的工作电压低等特点[4]。该模块被动类型的模块，拥有灵敏度高，集成后有三个引脚可以外接。VCC引脚直接和5V电源连接，GND指示引脚与地端连接，OUT引脚则输出电平来改变单片的I/O口的状态。当有人在其感应范围内时，OUT引脚输出高电然平，感应范围的人离开则会自动延时一小段时间关闭高电平，后输出相反的电平。在总设计中，由主机单片机来检测该模块电平的变化，从而反映是否有人在模块感应范围内。2.5MQ-2烟雾传感器模块电路MQ-2烟雾传感器模块内部集成气敏元件、比较器等芯片，具备两种不同类型的数据输出功能，从其引脚标注可以看出是模拟数据输出和TTL电平数据输出。本次设计中涉及到的功能只运用到TTL电平输出。MQ-2传感器采用外部电源供电。TTL如MQ-2处于有烟电平输出线直接与P03相连接。使用过程中，或者燃气的环境中，TTL电平输出端回输出相应的低电平被单片机检测到。如果该传感器处于正常无烟无燃气的环境，由于将提高检测的可靠性。单片机的P03口接一个电阻上拉电平，2.6电源3.3V模块电路单片机的驱动电压为5V，而本设计用到的NRF24L01射频模块的在电压1.9伏到3.6伏才能正常使用。如果直接将射频模块接到5V电压上，很容易使得该器件不能正常工作或者烧坏。因此应该考虑设计个电路使得5V降压稳定在NRF24L01正常工作电压范围内。LM1117芯片可以实现降压的功能，但由于LM1117本身芯片的结构原因难以在万能板上焊接，故而只能寻求另一种方法:直接使用由LM1117芯片和外围电路及必要的器件集成的5V转3.3V稳压模块来实现NRF24L01的驱动。2.7电源5V模块电路主机系统中，单片机在5V的电压环境下可以正常工作，然而查阅GSM的使用手册可以得知，GSM要12V才能驱动它正考虑到如果用电池的形（转下页）常发送短信信息到手机上。-186-科学技术创新2020.04

论自然灾害应急物流管理体系的构建

贺琳河南郑州450000）（中国邮政集团公司郑州邮政分公司，汶川地震、玉树地震等特大型地震更是对摘要：随着地壳运动进入活跃期，我国自然灾害尤其是地震灾害也进入了高发期，挽人们的生命财产安全和周边生态环境造成了严重影响。自然灾害应急物流体系的构建能够让应急物资在第一时间送到灾区，其中仍然存在着协同性不足等问题。本文将深入分析救灾区人们的生命。我国自然灾害应急物流管理体系建设尚处于起步阶段，探究在人工智能和大数据环境下的自然灾害应急物流管理体自然灾害应急物流管理体系构建过程中和作用过程中存在的问题，系构建路径和方法，提升我国应急物流管理质量和有效性。应急物资；协调性关键词：自然灾害；地震；台风；应急物流管理体系；中图分类号院X43文献标识码院A文章编号院2096-4390渊2020冤04-0186-02自然灾害应急物流管理体系是针对地震、台风以及泥石流其在实际操作过程中通等自然灾害而进行的应急物资输送等，常是以行政命令为行动命令，在物资统筹以及输送过程中不计成本地保证应急物资到达灾区。当前应急物流管理体系确实能尽快保障灾区群众的够统筹社会各方力量进行灾区赈灾工作，基本生活需要。但是这种自然灾害物理管理体系也会出现忙中出乱，缺乏秩序的问题。推进科学合理且有序的自然灾害应急物流管理体系建设，对于提升我国自然灾害应急处理能力和管理能力具有重要现实意义。1提升自然灾害应急物流管理体系建设质量的重要性和必要性1.1自然灾害具有突发性和强破坏力的特点自然灾害通常具有突发性的特点，虽然现代信息技术的发展和地震预测系统的建设在一定程度上提升了地震预警准确性等，但是很多自然灾害还是有着突发性的特点。自然灾害突然爆发对应急物流管理体系是一个巨大的考验，应急物资储备以及运输能力对灾害救援等会产生影响。除此之外，自然灾害的破坏力相对较大，地震、山体滑坡等地质灾害可能导致土体和岩体破碎，直接覆盖一个村庄等，对人们的用水和居住造成严重影响。为此，提升自然灾害应急物流管理体系建设质量对于人们的生命财产安全救援和保护具有十分重要且必要。1.2法律建设不健全，影响应急系统的协同性在自然灾害应急物流管理体系建设过程中，其缺乏相应的但是在发生自然灾害时，因法律法规保障。我国坚持依法治国，为没有相应的法律支持，应急物理管理体系无法有效调动车辆或者是在统筹应（转下页）或者获得相应交通运输部门的支持，式给GSM供电，输出这种电压的电池价格上比较昂贵。现结合[2]张鲲,陈美伊,李壮,段志扬,张腾和,任洋威.基于单片机的家庭使用一个220V转12V的普智能火灾报警系统的设计[J].软件,2014,35(04):87-89,96.家庭的环境，考虑到家用供电电源，再将12V的电压经LM7805的降低电压[3]陈钢,王智林,王浩宇,邓斯佳.对基于单片机的家庭报警系统通充电器给GSM供电，维持到5V左右保持单片机运行。NRF24L01的电源设计分析[J].中国新通信,2018,20(12):127.功能作用，输入还得考虑到，于是再用一个LM1117电源模块，为了方便电[4]张秋菊,邵泽军,杜莹,白彦霞.基于单片机的家庭防火防盗报将LM7805芯片和LM1117电源模块连接起来，达到警系统的设计[J].电子世界,2017(8):173,175.路的焊接，一个5V输出接口和一个3.3V输出端的（2018A022758）输入一个12V输入端，基金项目院广东省本科高校创新创业项目；效果。教育部产学合作协同育人项目（201802048037和3系统软件设计201802299045）；2017年国家级大学生创新创业训练计划项目本系统使用单片机来控制个模块的协同运作，运用较为方（201711347001）；2017年广东省大学生创新创业训练计划项目编译程序软（201711347028）便快捷的编程语言C语言来进行程序的设计编写，；2017年校级大学生创新创业训练计划项目件采用KeilC语言来实现。实现程序烧录的软件是（201711347085和201711347089）；2017年大学生创新基金立项系统软件主要负责不项目（2017A34、stc-isp-15xx-v6,操作简单，烧录时间不长。2017A37、2017A39和2017A42）；2017年大学生检测到具体变化就发出声光报创业基金立项项目断检测与模块连接引脚的电平，（2017WCY19）。警和通过NRF24L01发送数据，最终实现GSM发送信息功能。通讯作者:陈红斌(1966-),男,汉族,江西吉安人,硕士,讲师,研结束语究方向:农业自动化与电气化。本系统电路设计简单，基本功能是实现火灾燃气类报警和盗贼入侵类报警，但是本系统还有进步和不断完善的潜力。基于单片机的家庭报警系统的设计基本能实现检测突发性事件，在设计过程中，只有并很快的用短信通知到远方的主人。但是，当系统大部分功能完备后才能客观的发现问题。参考文献[1]赵巧妮.基于单片机控制的智能家庭防盗报警系统的设计[J].自动化技术与应用,2010,29(08):100-102+128.