摘要：隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展，房屋建筑越來越密集，這對于防范火災(zāi)的發(fā)生帶來了不小的挑戰(zhàn)。本文提出了一種基于GSM的火災(zāi)報警系統(tǒng)，該系統(tǒng)以STM32為核心，完成檢測火焰?zhèn)鞲衅骱蜔熿F傳感器的輸出電平變化，實現(xiàn)GSM短消息遠(yuǎn)程報警，同時現(xiàn)場聲光報警。本設(shè)計具有體積小、響應(yīng)快、穩(wěn)定性好、簡單易操作等優(yōu)點。

關(guān)鍵詞：GSM;火災(zāi)報警;STM32;傳感器

1 緒論

在生活中的各種災(zāi)害中，火災(zāi)是最經(jīng)常、最普遍地威脅公眾安全和社會發(fā)展的主要災(zāi)害之一，尤其是在城鎮(zhèn)中帶來的災(zāi)難更為嚴(yán)重。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，因為報警不及時錯過最佳撲火時機(jī)而帶來慘痛教訓(xùn)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(yīng)的缺陷。[1]本文采用紅外式火焰?zhèn)鞲衅骱蜔熿F傳感器采集信息進(jìn)行火焰和煙霧的判斷，當(dāng)發(fā)現(xiàn)了火情，現(xiàn)場實時大功率聲光報警;并通過GSM短信息模塊通知其業(yè)主，提醒業(yè)主進(jìn)行遠(yuǎn)程火災(zāi)報警。

2系統(tǒng)設(shè)計

本系統(tǒng)設(shè)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?zhèn)鞲衅魈綔y當(dāng)前是否有明火出現(xiàn)以及由煙霧傳感器探測是否有煙霧的產(chǎn)生，通過傳感器模塊內(nèi)部比較電路，完成出現(xiàn)險情與否的不同狀態(tài)的輸出（高低電平）。STM32單片機(jī)微處理器可通過高低電平的狀態(tài)來判斷當(dāng)前的是否發(fā)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(xiàn)實時環(huán)境報警，通過串口控制GSM發(fā)送相應(yīng)的短消息到目標(biāo)手機(jī)上實現(xiàn)用戶遠(yuǎn)程報警。

3 硬件電路設(shè)計

GSM采用的是“NIRENSIM808_MINI_V1.0”模塊，SIM808_MINI板采用高性能工業(yè)級GSM/GPRS四頻模塊，并集成GPS和藍(lán)牙功能;可以實現(xiàn)電話語音、SMS、GPRS數(shù)據(jù)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(shè)計的模塊，內(nèi)部比較器輸出信號干凈、波形好、驅(qū)動能力強(qiáng)，其具有體積小，靈敏度高等優(yōu)點。

STM32單片機(jī)小系統(tǒng)采用的是“RISYM”設(shè)計的一款最小系統(tǒng)開發(fā)板，它具有高達(dá)72MHZ工作頻率、在存儲器等待周期訪問時可達(dá)1.25DMIPS/MHZ、單周期乘法和硬件除法、64K閃存程序存儲器、20K字節(jié)SRAM、帶校準(zhǔn)功能的32KHZRC振蕩器、內(nèi)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(shè)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(guān)驅(qū)動并采用串口進(jìn)行通信，需要事先初始化配置STM32的串口。主程序設(shè)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(huán)檢測傳感器端口GPIO的電平值，一旦電平出現(xiàn)變化，單片機(jī)立刻響，將需要發(fā)送到短消息通過串口通信送至GSM模塊中，后由GSM模塊發(fā)送至目標(biāo)手機(jī)上顯示，同時驅(qū)動聲光報警器進(jìn)行現(xiàn)場報警。GSM初始化驅(qū)動程序思路：首先查詢網(wǎng)絡(luò)是否注冊成功，設(shè)置取消回顯功能、TEXT短信模式、SIM卡操作、短信中心號碼、目標(biāo)手機(jī)號碼，等待啟動發(fā)送信息發(fā)送短信內(nèi)容，發(fā)送短信結(jié)束符0X1A。主程序流程圖和GSM初始化驅(qū)動程序流程圖分別如圖2和圖3所示。

5 結(jié)論

本設(shè)計研究了一種基于GSM的火災(zāi)報警系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用STM32作為核心控制板，通過實時檢測火焰?zhèn)鞲衅骱蜔熿F傳感器的輸出電平變化。一旦電平發(fā)生變化，則通過串口控制GSM模塊發(fā)生實現(xiàn)編輯好的短信內(nèi)容到用戶目標(biāo)手機(jī)上，提醒用戶遠(yuǎn)程報警。同時現(xiàn)場進(jìn)行聲光報警。該系統(tǒng)具有體積小、穩(wěn)定性好、響應(yīng)時間快等優(yōu)點。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳翰，趙靜雅，高震宇.GSM家用防盜火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計[J].電腦知識與技術(shù)，2019，15（9）：227-228.

[2]江敏.基于GPS/GSM的遠(yuǎn)程定位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[D].四川：西華師范大學(xué)，2016.

[3]徐立民，費鵬翀，李涵.基于單片機(jī)的短信火災(zāi)報警系統(tǒng)[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2018（10），37-38.

[4]李嘉琪，孫曄，何文軒，等.基于單片機(jī)的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（5），90.

基金項目：西華師范大學(xué)校級科研項目（416682）;西華師范大學(xué)教學(xué)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(shù)及智能產(chǎn)品設(shè)計研究與教學(xué)。