Arduino家居安防報警電路設(shè)計研究范文

本站小編為你精心準(zhǔn)備了Arduino家居安防報警電路設(shè)計研究參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

【摘要】以arduino作為主控，設(shè)計具有能對非主人入室；能對煙霧和煤氣濃度過高進(jìn)行智能判斷、并將信息通過GSM移動網(wǎng)絡(luò)發(fā)至主人手機(jī)的智能家居安防報警功能的系統(tǒng)。用戶可以直接了解到家中的情況,滿足人們對防火、防盜、防煤氣泄漏措施提出的要求。

【關(guān)鍵詞】Arduino；智能家居；報警；設(shè)計

1系統(tǒng)總體設(shè)計

1.1系統(tǒng)組成

該系統(tǒng)組成如圖1所示，以Arduino單片機(jī)作為主控芯片，外圍包含短信模塊、顯示模塊、傳感器模塊、網(wǎng)絡(luò)拓展模塊。紅外檢測器負(fù)責(zé)人體紅外信號的收集并將之傳輸?shù)紸rduino上分析判斷；煙霧檢測探頭負(fù)責(zé)煙霧信號的采集并將之傳輸?shù)紸rduino上分析判斷；煤氣檢測探頭負(fù)責(zé)煤氣濃度信號的采集并將之傳輸?shù)紸rduino上分析判斷。Arduino對熱釋電傳感器、煙霧檢測探頭和煤氣濃度檢測探頭采集的信號做分析處理，判斷其是否超過安全閾值，在判斷有危險時，Arduino控制GSM短信模塊向用戶發(fā)出報警信息，實現(xiàn)遠(yuǎn)程報警。Arduino與GSM模塊之間的通信是通過串口來實現(xiàn)的，只需要將TX、RX、GND這三根線連接起來即可實現(xiàn)串口通信。

1.2系統(tǒng)主要器件

GSM模塊采用SIM900A，通過單片機(jī)給SIM900A芯片發(fā)送AT指令便可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離無線通信。煙霧傳感器是MQ-2，其作用是將采集到的煙霧信號發(fā)送到Arduino上讓其分析判斷，一旦超過閾值就通過GSM向用戶發(fā)送短信報警。煤氣傳感器采用MQ-5，其作用是將采集到的煤氣信號發(fā)送到Arduino上讓其分析判斷，一旦超過閾值就通過GSM向用戶發(fā)送短信報警。紅外傳感器是BISS0001，其作用是將采集到的紅外信號發(fā)送到Arduino上，讓其分析判斷，一旦超過閾值就通過GSM向用戶發(fā)送短信報警。溫度傳感器是單總線數(shù)字式DS18B20。

2系統(tǒng)程序設(shè)計流程

程序流程分為統(tǒng)主程序流程如圖2所示；人體紅外模塊程序流程如圖3所示；煤氣檢測模塊程序流程如圖4所示；煙霧檢測模塊程序流程如圖5所示。各個模塊采集到的信號由Arduino集中處理和分析，并將信息發(fā)給主人。

3GSM短信模塊配置

本系統(tǒng)主要應(yīng)用了GSM模塊的短信功能進(jìn)行報警，將報警信息通過GSM傳輸至系統(tǒng)預(yù)設(shè)手機(jī)上。故在模塊初始化時需進(jìn)行相關(guān)配置：Serial.print("AT\r");//AT指令：檢查模塊是否響應(yīng)Serial.print("AT+CSQ\r");//AT+CSQ指令：查詢信號強(qiáng)度Serial.print("AT+CREG?\r");//AT+CREG?指令：查詢GSM網(wǎng)絡(luò)注冊Serial.print("AT+COPS?\r");//AT+COPS?指令：查詢GSM網(wǎng)絡(luò)運營商短信發(fā)送之前，需明確短信的內(nèi)容和短信接收者的號碼，在程序中就體現(xiàn)為在Arduino中創(chuàng)建緩存來存放短信內(nèi)容和手機(jī)號碼。在SIM900A芯片中，短信有TEXT和PDU兩種發(fā)送模式，因為發(fā)送的內(nèi)容較為簡潔，所以選用TEXT模式。程序的主要內(nèi)容有設(shè)置短信發(fā)送號碼、設(shè)置短信發(fā)送模式、短信發(fā)送結(jié)束標(biāo)志以及短信發(fā)送內(nèi)容。單片機(jī)通過AT指令可以很方便地對GSM模塊進(jìn)行相關(guān)配置，如檢測GSM模塊是否響應(yīng)、查詢當(dāng)前信號強(qiáng)度、查詢GSM模塊是否已注冊、查詢GSM網(wǎng)絡(luò)運營商。使用AT指令可以非常方便地發(fā)送短消息，通過單片機(jī)給SIM900A芯片發(fā)送AT指令便可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離無線通信。

4結(jié)束語

經(jīng)過對傳感器模塊、Arduino、短信模塊、電源等系統(tǒng)部件的組裝調(diào)試，本系統(tǒng)可以達(dá)到煤氣泄漏報警、火災(zāi)報警和防盜的設(shè)計要求。當(dāng)人體紅外傳感器感應(yīng)到人體信息時，當(dāng)煙霧傳感器檢測到煙霧濃度超過安全標(biāo)準(zhǔn)時，當(dāng)煤氣濃度超過設(shè)定閾值時，手機(jī)都能收到報警短信。

參考文獻(xiàn)

[1]阮昌云,丁錦滔,鐘思懿,周禎林.基于Arduino的軌跡可控尋跡系統(tǒng)[J/OL].電子技術(shù)與軟件工程,2019(08):91.

[2]關(guān)雯馨,王新蕊.智能家居安防GPRS無線遠(yuǎn)程監(jiān)測報警系統(tǒng)設(shè)計[J].電子世界,2018(01):121-122.

[3]劉磊,孫曉菲,張煜.基于GSM的寢室智能防盜報警系統(tǒng)[J].電子測量技術(shù),2015,38(05):97-100.

[4]王景夏,付睿云,徐棟梁等.基于GSM與單片機(jī)的宿舍防盜電子鎖的設(shè)計[J].電子世界,2013(06):110-111.

[5]李建蘭,邵建龍.數(shù)字溫度傳感器DS18B20的關(guān)鍵時序研究[J].電子測試,2018(01):115-116.

作者：李梅 蔡武德 單位：云南師范大學(xué)物理與電子信息學(xué)院