以STC89C52单片机和GSM短信模块为核心的宿舍智能防火报警系统设计.doc
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1、以STC89C52单片机和GSM短信模块为核心的宿舍智能防火报警系统设计近年来,随着各高校规模的扩大,在校生的人数不断增长,学生宿舍的不安定因素也越来越多,如何有效地对宿舍进行监控已经成为一个亟待解决的问题。本系统正是在此基础上设计的一种智能防火报警装置。该系统是一种远程智能短信报警系统,可对学生宿舍内的火灾等不安全因素进行监控,如有警情可及时短信报警。系统自动化程度高、适用性强、电路设计可靠,有利于高校的平安校园建设。系统的总体设计宿舍智能防火系统以STC89C52单片机和GSM短信模块为核心,如图1所示,系统总体构成包括主控STC89C52单片机、GSM移动通信模块、实时时钟电路、防火信息
2、采集与处理模块、温度湿度检测模块和键盘显示模块等。该系统的设计是将单片机控制、电子探测和通信技术相结合,从而形成一个可靠的智能防火报警系统。图1系统总体构成框图GSM短信息模块主要提供无线短信和数据传输功能。STC89C52单片机依照GSM短信通信模块的通信协议与之进行通信,进行短信息的收发。STC89C52单片机电路接收并解释短信息指令,控制连接在系统上的各功能子模块。通过STC89C52单片机,可监测室内温度、湿度以及室内有毒气体和烟雾,在异常时按照预设的号码进行短消息报警。在学生宿舍需要防范的部位安装前端警情采集和控制模块。此防火报警系统在通常情况下处于撤防状态,而当学生离开宿舍时,把系
3、统置于布防工作模式,安装在不同位置的温湿度传感器、无线气体传感器等不断地进行采集,并对从各个探测器采集来的数据进行处理。一旦宿舍发生火灾等紧急情况时,与之相对应的防火报警探测器无线发射电路启动发射,无线接收模块在接收到无线信号后向主控单片机发中断请求。主控单片机响应中断后,读出发来报警信号的传感器编码并确定是哪个传感器发现了异常,并由GSM短信模块向预先设置好的报警号码进行短信报警,报警号码可以是宿舍管理员,也可以是公安或武警消防部门,短信内容可以显示出报警的内容、具体地址及联系人等信息。系统硬件设计GSM短信模块的简介与选择GSM(GlobalSystemforMobileCommunica
4、tion)系统是目前基于时分多址技术的移动通讯体制中比较成熟、完善、应用最广泛的一种系统,GSM的短信息系统具有快捷方便、廉价的特点,为远程监控提供了一种新的技术手段。利用GSM短消息功能可以做成传输各种检测、监控数据信号和控制命令的数据通信系统,能广泛用于远程监控、个人通信终端等。手机GSM网络现在已经非常成熟,利用手机短信来实现报警、传输数据是一个非常不错的选择。经过综合比较,系统采用内嵌TCP/IP协议栈的GPRS模块SIM300,该模块可以实现数据传输的透明性,在应用时用户只需要通过AT指令来完成相应参数的设置,从而实现网络的互联互通。SIM300是SIMCOM公司生产的GSM/GPR
5、S模块。该模块体积相对比较小巧,可广泛应用于远程抄表、遥控遥测、安全监控等以及其他移动数据通信系统。移动通信模块实际上是将手机的基频、中频、射频整合到一块,然后用铝合金封装,模块里面包含物理层软件和2、3层的通讯协议软件。模块必须配合相应的外围电路才可工作,如SIM卡连接电路、供电电路、RS232串口连接电路等。在SIM300的接口电路设计中选用浙江晶控电子有限公司开发的JB35G开发板,它可为SIM300移动通信模块提供一套比较完整的电路。STC89C52单片机本系统选用台湾宏晶公司生产的STC89C52单片机。STC89C52单片机是与INTELMCS-51系列单片机完全兼容的一种高性能低
6、功耗的8位微控制器,它采用CMOS工艺制造,具有40个引脚,片内带8KB的可编程的闪存作程序存储器;片内带256字节RAM;提供32条I/O引脚,大部分引脚都可作数字和脉冲输入或输出;3个16位定时计数器,6个中断源,其中直接提供外部中断处理可使用P3.2(INT0)或P3.3(INT1);1个全双工可编程标准串行口,其引脚为P3.0(RXD)和P3.1(TXD);时钟频率可达024MHz;具有睡眠状态,指令系统与8031指令系统完全兼容。用STC提供的STC-ISP.exe工具可以将程序代码下载入单片机,程序烧写非常方便,故本系统采用STC89C52单片机作为主控核心。图2315MHz无线发
7、射模块原理图无线传输模块设计传统的安全防范工程是采用有线的方式连接报警探头和防火报警主机,这种方式可靠性高,但受传输距离、布线、可变性等多种因素的制约,局限性很强,工程安装困难,因此,本设计选用一种工作频率为315MHz的无线传输模块,它采用声表谐振器稳频,频率稳定度极高。它与台湾普城公司生产的通用编解码芯片PT2262/PT2272配套使用,很方便实现无线收发的功能。该无线模块具有较宽的工作电压范围3V12V,当发射电压为3V时,空旷地传输距离约20米50米,发射功率较小;当电压5V时约100米200米;当电压9V时约300米500米;当发射电压为12V时,为最佳工作电压,具有较好的发射效果
8、,发射电流约60毫安,空旷地传输距离700米800米,发射功率约500毫瓦。PT2226/PT2272是一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码芯片。PT2262用于无线发射电路。PT2262输出的编码信号通过发射模块发射出去,并由主机这边的接收模块接收后传送给PT2272。当两者地址匹配后,PT2272执行解码,置Vt脚为高电平,数据位输出相应的数据。图2所示为无线发射模块,图中R315A为声表面谐振器,谐振频率为315MHz,发射模块所发射的射频信号的频率为315MHz。把传感器的输出连接到编码启动端上,当传感器检测到异常时,输出低电平,编码启动端有效,编码集成PT2262开始工作,它
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