Arduino家居安防报警电路设计研究范文

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【摘要】以arduino作为主控，设计具有能对非主人入室；能对烟雾和煤气浓度过高进行智能判断、并将信息通过GSM移动网络发至主人手机的智能家居安防报警功能的系统。用户可以直接了解到家中的情况,满足人们对防火、防盗、防煤气泄漏措施提出的要求。

【关键词】Arduino；智能家居；报警；设计

1系统总体设计

1.1系统组成

该系统组成如图1所示，以Arduino单片机作为主控芯片，外围包含短信模块、显示模块、传感器模块、网络拓展模块。红外检测器负责人体红外信号的收集并将之传输到Arduino上分析判断；烟雾检测探头负责烟雾信号的采集并将之传输到Arduino上分析判断；煤气检测探头负责煤气浓度信号的采集并将之传输到Arduino上分析判断。Arduino对热释电传感器、烟雾检测探头和煤气浓度检测探头采集的信号做分析处理，判断其是否超过安全阈值，在判断有危险时，Arduino控制GSM短信模块向用户发出报警信息，实现远程报警。Arduino与GSM模块之间的通信是通过串口来实现的，只需要将TX、RX、GND这三根线连接起来即可实现串口通信。

1.2系统主要器件

GSM模块采用SIM900A，通过单片机给SIM900A芯片发送AT指令便可实现远距离无线通信。烟雾传感器是MQ-2，其作用是将采集到的烟雾信号发送到Arduino上让其分析判断，一旦超过阈值就通过GSM向用户发送短信报警。煤气传感器采用MQ-5，其作用是将采集到的煤气信号发送到Arduino上让其分析判断，一旦超过阈值就通过GSM向用户发送短信报警。红外传感器是BISS0001，其作用是将采集到的红外信号发送到Arduino上，让其分析判断，一旦超过阈值就通过GSM向用户发送短信报警。温度传感器是单总线数字式DS18B20。

2系统程序设计流程

程序流程分为统主程序流程如图2所示；人体红外模块程序流程如图3所示；煤气检测模块程序流程如图4所示；烟雾检测模块程序流程如图5所示。各个模块采集到的信号由Arduino集中处理和分析，并将信息发给主人。

3GSM短信模块配置

本系统主要应用了GSM模块的短信功能进行报警，将报警信息通过GSM传输至系统预设手机上。故在模块初始化时需进行相关配置：Serial.print("AT\r");//AT指令：检查模块是否响应Serial.print("AT+CSQ\r");//AT+CSQ指令：查询信号强度Serial.print("AT+CREG?\r");//AT+CREG?指令：查询GSM网络注册Serial.print("AT+COPS?\r");//AT+COPS?指令：查询GSM网络运营商短信发送之前，需明确短信的内容和短信接收者的号码，在程序中就体现为在Arduino中创建缓存来存放短信内容和手机号码。在SIM900A芯片中，短信有TEXT和PDU两种发送模式，因为发送的内容较为简洁，所以选用TEXT模式。程序的主要内容有设置短信发送号码、设置短信发送模式、短信发送结束标志以及短信发送内容。单片机通过AT指令可以很方便地对GSM模块进行相关配置，如检测GSM模块是否响应、查询当前信号强度、查询GSM模块是否已注册、查询GSM网络运营商。使用AT指令可以非常方便地发送短消息，通过单片机给SIM900A芯片发送AT指令便可实现远距离无线通信。

4结束语

经过对传感器模块、Arduino、短信模块、电源等系统部件的组装调试，本系统可以达到煤气泄漏报警、火灾报警和防盗的设计要求。当人体红外传感器感应到人体信息时，当烟雾传感器检测到烟雾浓度超过安全标准时，当煤气浓度超过设定阈值时，手机都能收到报警短信。

参考文献

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[5]李建兰,邵建龙.数字温度传感器DS18B20的关键时序研究[J].电子测试,2018(01):115-116.

作者：李梅 蔡武德 单位：云南师范大学物理与电子信息学院