基于單片機和GSM的防空警報遠程智能監控系統

周開利 郭亞東 高亞彬

摘 要：針對江門市現有防空警報控制系統不能進行誤鳴檢測與遠程控制等方面的不足，設計了一種基于單片機和GSM的防空警報遠程智能監控系統。該系統通過對報警器電源電流的監測實現鳴響檢測，并以短信方式進行指令發布和信息傳輸，當出現誤鳴時，自動關閉警報器電源，并向管理人員發出誤鳴信息。測試結果表明，在不影響現有警報控制系統正常工作的前提下，該系統能夠實現防空警報鳴響的自動檢測、報警與遠程控制，是現有防空警報控制系統的有效補充。

關鍵詞：防空警報；遠程監控；MCU；GSM

中圖分類號：TP301.6 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2016）07-00-02

0 引 言

人民防空是國防的重要組成部分，防空警報平時服務于搶險救災，戰時用于防空報警，這對保障國家和人民的生命財產安全具有重要作用。江門市現有防空警報控制系統采用無線和有線兩種控制方式，實現全市防空警報統一控制，控制效果良好。但在日常管理中，警報系統的維護管理人員發現該防空警報控制系統仍存在一些不足：現有系統沒有警報誤鳴檢測及誤鳴遠程控制功能，在出現故障或誤操作時可能觸發警報引起誤鳴，由于非正常鳴報事先沒有發布公告，突如其來的鳴報容易造成社會恐慌，影響市民的正常工作、生產和生活秩序，造成不良的社會影響[1]。

在不影響現有控制系統正常工作的前提下，本文基于GSM模塊和單片機設計了一種防空警報遠程智能監控系統，以彌補現有防空警報控制系統的不足，避免警報誤鳴帶來的不良影響，對現有控制系統形成有效補充。

1 系統組成及工作原理

系統主要由單片機（MCU）、GSM模塊、鳴響監測電路和電源開關控制器組成[2]，其組成框圖如圖1所示。為了保障不影響現有警報控制系統的工作，所設計系統對現有系統不做任何修改，只對警報器電源開關進行控制。

系統工作原理：警報器鳴響的條件是警報器工作正常并且獲得工作電源，因此可以通過檢測警報器電源電流來實現鳴響檢測。

鳴報類型分為正常鳴響與誤鳴兩種形式。正常鳴響時，控制中心發出鳴響指令，控制器系統提供控制信號，開啟警報器電源，使之鳴響；誤鳴是在控制中心未發出鳴響指令，由于警報器執行電路故障或控制器系統故障而使警報器產生的鳴響。鳴響檢測模塊只能檢測警報器是否鳴響，而不能判斷鳴報類型。

所以，鳴報類型檢測需要在鳴響檢測的基礎上，判斷是否為控制中心發出的鳴報指令。系統默認工作模式為非正常鳴報模式，該模式下檢測到的警報器鳴響均為誤鳴，通過單片機控制電源開關控制器，自動斷開警報器工作電源；正常鳴響時，可以通過GSM模塊以短信廣播的方式通知所有（或指定）警報點開啟正常鳴報工作模式，通過單片機控制電源開關控制器，使警報器工作電源處于接通狀態，而警報器是否鳴響，則受現有控制系統的控制。此時，若收到控制中心發出的鳴報指令，警報器鳴響，系統會判定為正常鳴報，而不會斷開警報器工作電源。當檢測到非正常鳴報時，通過GSM模塊將誤鳴信息以短信方式通知維護管理人員，維護管理人員可以遠程強制關閉警報器電源開關。

2 硬件設計

系統硬件電路如圖2所示。其部分部件的功能如下所示：

（1）中央處理器：MCU選用AT89S52作為系統的中央處理器，控制短信模塊收發控制指令和傳輸相關信息，對監測模塊監測到的防空警報狀態信息進行分析判斷，通過控制模塊控制防空報警器電源的開關[3]。

（2）短信模塊：選用西門子公司的TC35i GSM模塊，負責系統與管理者的通信，接收來自管理者的控制指令，發送狀態信息給管理者[4，5]。

（3）鳴響檢測模塊：采用電流互感器ZMCT103C檢測防空警報器電源電流，經過整流、濾波、分壓（穩壓）后獲得鳴響檢測電壓信號，當有鳴響時輸出高電平到單片機中；無鳴響時為低電平。

（4）控制模塊：防空警報器為三相交流供電，所以選用三相固態繼電器CDG3作為執行器件，當接收到MCU的控制指令時接通或斷開警報器電源。

3 軟件設計

3.1 系統的MCU程序

MCU程序流程圖如圖3所示。系統完成GSM模塊注冊和初始化后，檢測是否有來自管理人員的控制指令，以及鳴響監測模塊的監測電平是否超過門限。若接收到控制指令，則進行指令解析，當控制指令為正常鳴響或誤鳴模式時，則將系統狀態設置為相應的鳴響模式；若控制指令強制關閉，則關閉報警器電源。若監測到鳴響監測模塊的輸出電平超過設定門限，同時，系統工作模式為誤鳴模式，則關閉報警器電源，并向管理人員發送防誤鳴信息。

3.2 手機端應用軟件

（1） 打開系統App，進入登錄界面，輸入正確的用戶名和密碼后，進入系統主操作界面，如圖4（a）所示。

（2） 點擊警報列表，可以進行警報點的增加、刪減、修改和查看，如圖4（b）所示。

（3） 點擊各警報點名稱，可以進行警報點設置，包括工作模式（鳴響模式、防誤鳴模式）和號碼設置；可以點擊鳴響檢測，查看該報警點的報警狀態，控制該報警點的電源開關，如圖4（c）所示。

（4） 點擊主操作界面的電源開關，可以遠程控制全部報警點報警器的電源開關。

（5） 點擊主操作界面的鳴響檢測，可以查看所有報警點報警器的鳴響狀態。

（6） 點擊主操作界面的誤鳴警報，可以打開所有報警點誤鳴報警功能，當出現誤鳴時，手機會響鈴提醒并顯示誤鳴信息。

4 結 語

經過測試，本系統可以通過手機終端應用軟件，通過短信方式發布控制指令和接收各報警點鳴報信息，遠程控制各警報點控制系統的工作模式、警報器電源開關，在正常鳴報工作模式下，可以保證現有控制系統的正常工作；在防誤鳴工作模式下，可以監測誤鳴信號，當發生誤鳴時，自動斷開警報器電源開關，同時，將誤鳴信息反饋給管理人員。管理人員通過手機端應用軟件隨時查看各報警器的工作狀態，對各報警器進行單獨控制或集中控制。

測試結果表明，在不影響現有警報控制系統正常工作的前提下，本文所設計的系統能夠有效控制防空警報器的誤鳴，可以作為現有防空警報控制系統的有效補充。

參考文獻

[1]楊景春.淺析如何全面提高人防通信警報建設水平[J].通訊世界，2014（7）：21-22.

[2]陳凱，秦實宏，王敏，等.基于GSM模塊TC35i的收發控制系統設計[J].武漢工程大學學報，2011，33（1）：91-95.

[3]張俊謨.單片機中級教程[M].北京：北京航空航天大學出版社，2011：107.

[4]朱曉華，李彧晟，李洪濤.微機原理與接口技術[M].北京：電子工業出版社，2010：286.

[5]陳冬林，譚云蘭.基于GSM短消息的編碼方法及編程實現[J].計算機與現代化，2006（3）：115-117.