基于云平臺(tái)的多途徑家庭安防報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

孫亞坤 王冉

摘 要：文章旨在設(shè)計(jì)一基于云平臺(tái)的多途徑家庭安防報(bào)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)在盜竊、火災(zāi)、水災(zāi)、煤泄露等危害人民群眾生命財(cái)產(chǎn)的事件發(fā)生時(shí)，能夠以多種方式報(bào)警。本系統(tǒng)通過(guò)紅外傳感器、煙感、一氧化、甲烷、溫度濕度傳感器等采集數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)單片機(jī)處理，當(dāng)某檢測(cè)參數(shù)超過(guò)閾值時(shí)，在進(jìn)行本地聲光報(bào)警同時(shí)，并利用網(wǎng)絡(luò)模塊實(shí)時(shí)發(fā)送遠(yuǎn)程報(bào)警信息到云平臺(tái)上。相關(guān)監(jiān)控人員能夠及早排除危害。同時(shí)還通過(guò)GPRS將報(bào)警信息以短信形式發(fā)送到指定的手機(jī)上，提高了系統(tǒng)的可靠性。

關(guān)鍵詞：云平臺(tái)；防火防盜；報(bào)警系統(tǒng)；傳感器

中圖分類(lèi)號(hào)：TM925.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）19-0109-02

Abstract： The purpose of this paper is to design a multi-channel home security alarm system based on cloud platform. The system can alarm in many ways when the theft， fire， flood， coal leakage and other incidents endangering the lives and property of the people. The system collects data from infrared sensor， smoke sensor， oxidation sensor， methane sensor， temperature and humidity sensor and so on. After processing by single chip microcomputer， and a detection parameter exceeds the threshold value， the local acousto-optic alarm is carried out at the same time. The network module is used to send the remote alarm information to the cloud platform in real time. The relevant surveillance personnel can eliminate the harm as early as possible. At the same time， the alarm information is sent to the designated mobile phone in the form of short message through GPRS， which improves the reliability of the system.

Keywords： Cloud platform； anti-fire and anti-theft； alarm system； sensor

引言

隨著社會(huì)的進(jìn)步，高層的樓房越來(lái)越多，連廊偷盜非常方便，相應(yīng)火災(zāi)如果發(fā)生產(chǎn)生的危害更大。如何實(shí)現(xiàn)防火防盜成為重要的社會(huì)問(wèn)題。對(duì)于一個(gè)現(xiàn)代化智能小區(qū)來(lái)說(shuō)，需要建立良好的防火防盜系統(tǒng)，不只是讓工作人員簡(jiǎn)單地巡邏，也使小區(qū)的居民能夠安居樂(lè)業(yè)，人身財(cái)產(chǎn)都有好的安全保障。本文通過(guò)反復(fù)研究多次實(shí)踐，設(shè)計(jì)了多途徑的安防報(bào)警系統(tǒng)，利用傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)、水災(zāi)、煤氣泄露與偷盜信息及時(shí)采集，當(dāng)數(shù)值超過(guò)正常值時(shí)，及時(shí)進(jìn)行火災(zāi)與盜警的報(bào)警。具體來(lái)說(shuō)通過(guò)溫濕度傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)跑水漏水信息采集，通過(guò)甲烷傳感器檢測(cè)煤氣的信息，有效進(jìn)行水災(zāi)與煤氣泄漏的報(bào)警。實(shí)現(xiàn)了小區(qū)的管理智能化，提高人們的生活水平。

本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)的多途徑的防火防盜報(bào)警系統(tǒng)，報(bào)警信息除發(fā)到平臺(tái)還要以短信的形式發(fā)到業(yè)主的手機(jī)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)通信被破壞時(shí)，用戶也能及時(shí)接到報(bào)警。或者工作人員不盡責(zé)時(shí)，業(yè)主也能收到報(bào)警信息，及早發(fā)現(xiàn)，及早處理。

1 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目的目標(biāo)是設(shè)計(jì)一款基于云平臺(tái)的多途徑家庭安防報(bào)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)分成硬件和軟件兩部分。硬件部分主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，現(xiàn)場(chǎng)的聲光報(bào)警和短信報(bào)警。同時(shí)通過(guò)WIFI傳輸信息到軟件系統(tǒng)（云平臺(tái)）。供小區(qū)物業(yè)人員監(jiān)控，在業(yè)主未能看報(bào)警信息時(shí)，物業(yè)人員及時(shí)采取行動(dòng)，將損失降到最低。利用煙霧傳感器與紅外傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)與偷盜信息的采集，有效地進(jìn)行火災(zāi)盜竊報(bào)警，利用有甲烷、一氧化碳傳感器和溫濕度傳感器進(jìn)行采集煤氣泄露和跑水事件，通過(guò)聲、光發(fā)報(bào)警手機(jī)短信、發(fā)報(bào)警信息到云監(jiān)控中心平臺(tái)等多種途徑報(bào)警，實(shí)現(xiàn)小區(qū)的管理智能化，提高人們的生活水平。建立安全防護(hù)系統(tǒng)，讓人們安居樂(lè)業(yè)，生命財(cái)產(chǎn)得到保障，減輕監(jiān)控管理人員的負(fù)擔(dān)。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)如圖1所示。

2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

硬件部分主要包括單片機(jī)、采集數(shù)據(jù)甲烷傳感器、溫濕度傳感器、紅外傳感器、煙感和報(bào)警的蜂鳴器、LED燈、GRRS模塊、進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)腤IFI模塊，還有電源模塊。

（1）單片機(jī)。單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的最重要的部件，連接了所有的傳感器，采集現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理控制，所以要選擇市場(chǎng)上比較多的，并且性價(jià)比適合的。綜合比較我們選擇了STC89C52，因其高性能、低功耗、其Flash存儲(chǔ)器系統(tǒng)可編程空間較大的優(yōu)點(diǎn)。單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖2所示。

（2）顯示模塊設(shè)計(jì)。顯示模塊選用了功耗低、無(wú)電磁輻射、占用空間較小、能充分顯示信息、輕便且薄等特點(diǎn)的LCD，LCD因其功耗低，其在微型儀器中應(yīng)用普遍。在該報(bào)警系統(tǒng)中，只需要顯示室內(nèi)當(dāng)前各種傳感器的值，所以采用了低成本、低功耗的1602。LCD1602原理圖如圖3所示。

（3）煙霧檢測(cè)。要想及早發(fā)現(xiàn)火情，可以利用煙霧傳感器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的煙霧檢濃度進(jìn)行檢測(cè)。煙霧傳感器的原理是煙霧敏感器件阻值與煙霧濃度有關(guān)。當(dāng)元器件阻值的變化時(shí)，單片機(jī)檢測(cè)到煙霧濃度值，為了更快地檢測(cè)出煙霧的濃度值，選擇MQ-2煙霧濃度傳感器，MQ-2使用二氧化錫（SnO2）做主要材料，該傳感器輸出信號(hào)值大，反應(yīng)靈敏，因此具有抗干擾，測(cè)試速度快優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)傳感器檢測(cè)到可燃性氣體時(shí)，可燃性氣體濃度變化相應(yīng)地阻值也變化。MQ-2型煙霧傳感器電路如圖4所示。

（4）溫度檢測(cè)。溫度檢測(cè)利用溫度傳感器，溫度傳感器DS18B20是將傳統(tǒng)的單純的溫度傳感器和信號(hào)調(diào)理電路集成在一起，集成度高，不占空間，省電，數(shù)字信號(hào)輸出。采用它作為系統(tǒng)的溫度檢測(cè)模塊，電路簡(jiǎn)單，用戶操作方便。

（5）人體移動(dòng)檢測(cè)。為了防止有賊入室偷盜，利用熱釋電紅外傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)。熱釋電紅外傳感器性價(jià)比高，靈敏而且抗擾動(dòng)，能有效提示用戶有人進(jìn)入室內(nèi)，從而達(dá)到防盜的目的。

（6）報(bào)警。當(dāng)檢測(cè)到傳感器的值異常，超過(guò)閾值，就利用sim800模塊發(fā)短信到固定的手機(jī)進(jìn)行報(bào)警。同時(shí)將安防報(bào)警系統(tǒng)連接到WIFI無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)信息傳到云平臺(tái)的功能將傳感器的值發(fā)到信息平臺(tái)，進(jìn)行平臺(tái)報(bào)警，供小區(qū)物業(yè)人員檢測(cè)小區(qū)的防火防盜檢測(cè)。

2.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)軟件包括兩部分，系統(tǒng)主控程序和信息平臺(tái)程序。主控程序主要實(shí)現(xiàn)通過(guò)傳感器讀取現(xiàn)場(chǎng)煙霧濃度、室內(nèi)的濕度、溫度、甲烷的濃度是否有人非法進(jìn)入，并根據(jù)其值判斷是否有火災(zāi)、水災(zāi)或者是否發(fā)生煤氣的泄露、是否發(fā)生入室盜竊行為。同時(shí)將監(jiān)測(cè)的信息值在液晶屏上顯示。一旦發(fā)現(xiàn)檢測(cè)值超出異常，就會(huì)使蜂鳴器進(jìn)行聲音報(bào)警，用光報(bào)警，同時(shí)將發(fā)短信到指定的手機(jī)上報(bào)警，同時(shí)也將相應(yīng)的報(bào)警傳到信息平臺(tái)上。使小區(qū)物業(yè)值班人員早發(fā)現(xiàn)，早處理。主控程序流程具體如圖5所示。

3 結(jié)束語(yǔ)

本系統(tǒng)以單片機(jī)為系統(tǒng)的核心，結(jié)合多種傳感器采集數(shù)據(jù)，通過(guò)WIFI模塊傳到信息平臺(tái)，當(dāng)系統(tǒng)采集到超出異常的數(shù)據(jù)就進(jìn)行光、聲音和短信報(bào)警，同時(shí)平臺(tái)也進(jìn)行報(bào)警。以便于今早發(fā)現(xiàn)火災(zāi)、水災(zāi)和盜竊事件。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的硬件實(shí)物如圖4所示，信息平臺(tái)信息如圖5所示。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)多種途徑進(jìn)行防火防盜報(bào)警，具有實(shí)時(shí)性高，速度快，漏報(bào)率低的特點(diǎn)，值得實(shí)際推廣。

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