基于單片機 的家用無線火災報警 系統設計申 景 。張 麗麗 （齊魯工 業 大學 機械 與 汽車 工程 學院 ，山 東 濟 南 250353） 摘 要 ：針對普通 家庭的 火災 防范需求 ，設計 一種 基于單片機 的 家 用無 線 智 能 火 災報 警 系統 該 系 統 主 要 由傳 感 器 、單片機 、無 線 通 信 模 塊 、GSM 模塊 、輸 入 顯 示 模 塊 、聲 光 報 警 電路和 GSM 報 警 電路 組 成 。 系統 工 作 時 ．檢 測 部 分 單 片 機 判 斷 是否 發 生 火 災 ．并 將 信 息 通 過 無 線 通 信 模 塊 傳 輸 到 火 災 報 警 部分 ，火災報 警部分單片機接 收到 異常信 息后控制報 警 電路進行聲 光 報 警 和 短 信 報 警 。經 實 際測 試 ，系統 反 應 靈敏 、性 能 良好 。關 鍵 詞 ：傳 感 器 ；單 片機 ；火 災報 警 系統 ；無 線 通 信中圖 分 類 號 ：X924．4．TP277．1 文 獻 標 志 碼 ：A 文章編號 ：1009—0029（2o16）10—142l—O3 傳統的火災報警系統 多采用基 于總線制 的開關式 預警方案 ，檢測模塊 與報警模塊通過有線方式 傳輸信號 ．布線復雜 ，發生火災時易造 成連接線損壞 ，且 多采 用單一 傳感器采集環境 信息 ，易造成 火災 的誤報 和漏報 ?，F 階段火災報警系統價格較高導致普通 家庭安裝率較低 。筆者采用多傳感器 采集住 宅環境 信息 ，通 過 無線數據傳輸技 術傳送 信息 ，有效避 免 了傳 統 火災 報警 系統 的技術缺陷 。除采用傳統 的聲 光報警 電路外 ．系統還 集 成了 GSM 模塊 ，能將家庭的火災信息通過 移動網絡發送 給用戶 ，最大限度地減 小用 戶損失 ?；?于 單片 機 的無 線火災報警系統能夠滿足普通 家庭對 火災 防范 的需求 。 l 總 體 方 案 設 計基于單片機的家用 智能無線火災報警 系統 的總體結構主要包括兩部分 ：一是 以 AT89C52單片機 為核心集 成 DS18B20數字式溫度傳 感器 、MQ一2離子式 煙霧 傳感 器及 Nrf241．01無線 信息傳 輸模 塊 的住宅 環境信 息采 集部分 ；二是以 AT89C52單片機為核心 集成 Nrf24I01無線 信息接 收模塊 、聲光報警 電路及 GSM 報警模塊 的火災報警部分。當住宅信息采集 部分采集到住宅環境 中異常 的溫度和煙霧信息時，即將信息通過無線發送模塊傳輸 到火 災報警部分 ．火災報警部分接收到 異常信 號便啟 動聲光報警和 GSM 短信報警 。系統工作原理如 圖 l所示。 2 系 統硬 件 設計 2．1 傳感 器與單 片機連接 電路設計為了克服傳統 火災報警器 因采用單一傳感 器造成 的火災 災情 的誤 報 、漏 報 的缺點 。此 設 計采用 DS18B20數字溫 度傳感 器和 MQ一2離 子式煙霧 傳感器 同時采 集住DS18B20是單總線 的數字式 溫度傳 感器 ，所有傳 感元件及轉 換 電路 集成 在 同一 個集 成 電路 內 ，單片機 與 DS18B20用一條數據線連接 ，接 口簡單 ，其驅 動電壓為 5 V，直 接用數據線 為其供 電，溫度測量范圍一55～175 C，分辨率為 0．5C，完全可 以滿足火災測{干}的需求 。 MQ一2是離 子式煙 霧傳感 器 ．具有價 格低 、反心敏 、使用方便的特點 。當 MQ一2探測到 煙霧時 ．內部會產生 電壓 ，電壓與煙霧濃度成 正比，根據 電壓可測 算出炯霧濃度 。MQ一2傳感器的輸 出電壓為模擬 電壓 ．需 要經過 A／D轉換成數字電壓后才能被控制芯 片識 別處理 ，一般采用的模數轉換芯片為 ADC0832。傳感器與單片機連 接 電路 設計 ，如 圖 2所示 。溫度傳感器的數據引腳直接與單片機的 P2．5引腳連接 ，煙霧傳感器采集到 的模擬信 號需經 ADC0832模數轉 換 芯片轉換成數字信號后傳輸給單片機。 2．2 無線發送和接收模塊 與單 片機連接 電路設計系統采用基于 Nrf241．01芯 片的無 線通信模 塊傳 輸信息 ，工作電壓為 3V，待機模式 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，高效信息調制 ，抗干擾能力強 ．可直連單片機使用 。