基于GSM的火災報警器系統

摘要：隨著城鎮化的發展，房屋建筑越來越密集，這對于防范火災的發生帶來了不小的挑戰。本文提出了一種基于GSM的火災報警系統，該系統以STM32為核心，完成檢測火焰傳感器和煙霧傳感器的輸出電平變化，實現GSM短消息遠程報警，同時現場聲光報警。本設計具有體積小、響應快、穩定性好、簡單易操作等優點。

關鍵詞：GSM;火災報警;STM32;傳感器

1 緒論

在生活中的各種災害中，火災是最經常、最普遍地威脅公眾安全和社會發展的主要災害之一，尤其是在城鎮中帶來的災難更為嚴重。當發生火災時，因為報警不及時錯過最佳撲火時機而帶來慘痛教訓的案例比比皆是。目前市面上有各種各樣的家庭報警器，雖然每一種報警器都有其獨特的特點，但是每一種報警器都有其所對應的缺陷。[1]本文采用紅外式火焰傳感器和煙霧傳感器采集信息進行火焰和煙霧的判斷，當發現了火情，現場實時大功率聲光報警;并通過GSM短信息模塊通知其業主，提醒業主進行遠程火災報警。

2系統設計

本系統設計框圖如圖1所示，主要由四部分組成：傳感器模塊、處理器模塊、后處理模塊、電源模塊。由火焰傳感器探測當前是否有明火出現以及由煙霧傳感器探測是否有煙霧的產生，通過傳感器模塊內部比較電路，完成出現險情與否的不同狀態的輸出（高低電平）。STM32單片機微處理器可通過高低電平的狀態來判斷當前的是否發生險情;一旦檢測有險情，則通過I/O口輸出控制聲光報警實現實時環境報警，通過串口控制GSM發送相應的短消息到目標手機上實現用戶遠程報警。

3 硬件電路設計

GSM采用的是“NIRENSIM808_MINI_V1.0”模塊，SIM808_MINI板采用高性能工業級GSM/GPRS四頻模塊，并集成GPS和藍牙功能;可以實現電話語音、SMS、GPRS數據傳輸功能外，還具有DTMF解碼、GPS定位、TTL串口串口通信控制等特點。

傳感器模塊采用的是“RISYM”設計的模塊，內部比較器輸出信號干凈、波形好、驅動能力強，其具有體積小，靈敏度高等優點。

STM32單片機小系統采用的是“RISYM”設計的一款最小系統開發板，它具有高達72MHZ工作頻率、在存儲器等待周期訪問時可達1.25DMIPS/MHZ、單周期乘法和硬件除法、64K閃存程序存儲器、20K字節SRAM、帶校準功能的32KHZRC振蕩器、內嵌8MHZ的RC振蕩器、37個I/O端口、3個通用定時器、1個定時器、3個USART等硬件功能。

4 軟件設計

本程序主要完成對GPIO引腳的配置使用，而GSM是以“AT”指令完成相關驅動并采用串口進行通信，需要事先初始化配置STM32的串口。主程序設計的大體思路：首先初始化傳感器的端口GPIO、初始化串口，通過循環檢測傳感器端口GPIO的電平值，一旦電平出現變化，單片機立刻響，將需要發送到短消息通過串口通信送至GSM模塊中，后由GSM模塊發送至目標手機上顯示，同時驅動聲光報警器進行現場報警。GSM初始化驅動程序思路：首先查詢網絡是否注冊成功，設置取消回顯功能、TEXT短信模式、SIM卡操作、短信中心號碼、目標手機號碼，等待啟動發送信息發送短信內容，發送短信結束符0X1A。主程序流程圖和GSM初始化驅動程序流程圖分別如圖2和圖3所示。

5 結論

本設計研究了一種基于GSM的火災報警系統，該系統使用STM32作為核心控制板，通過實時檢測火焰傳感器和煙霧傳感器的輸出電平變化。一旦電平發生變化，則通過串口控制GSM模塊發生實現編輯好的短信內容到用戶目標手機上，提醒用戶遠程報警。同時現場進行聲光報警。該系統具有體積小、穩定性好、響應時間快等優點。

參考文獻：

[1]陳翰，趙靜雅，高震宇.GSM家用防盜火災報警系統設計[J].電腦知識與技術，2019，15（9）：227-228.

[2]江敏.基于GPS/GSM的遠程定位監控系統設計[D].四川：西華師范大學，2016.

[3]徐立民，費鵬翀，李涵.基于單片機的短信火災報警系統[J].物聯網技術，2018（10），37-38.

[4]李嘉琪，孫曄，何文軒，等.基于單片機的火災自動報警系統設計[J].科技創新與應用，2016（5），90.

基金項目：西華師范大學校級科研項目（416682）;西華師范大學教學改革項目（403607）

作者簡介：江敏（1990-），男，重慶開縣人，碩士，助教，研究方向：嵌入式技術及智能產品設計研究與教學。