基于TC35GSM模块燃气报警器设计

李校红

（西安欧亚学院，西安，710065）

基于TC35GSM模块燃气报警器设计

李校红

（西安欧亚学院，西安，710065）

介绍了一种利用单片机技术与西门子TC35GSM构成的燃气报警系统。通过气体传感器对一氧化碳、甲烷等气体的探测，将其收集到的信号传递给单片机，并通过单片机的鉴别发出报名信号，并通过GSM将报警信息传递给用户，从而实现对燃气的报警。

可燃气体传感器;智能家居；GSM模块

1 燃气报警系统工作原理

家用燃气主要为天然气，其主要的成分为甲烷。因此，在对系统进行设计中选择甲烷气体传感器。这类传感器其所使用的气敏材料在清洁空气中其电导率都比较低的金属氧化物。当在空气当中存在可燃气体的时候，其电导率会随着空气当中可燃气体浓度的增大，其电阻也在不断的增大。通过构建简单的电路即可将其电导率的变化转换成电阻的变化，从而其转换成相对应的电压信号。同时通过A/D数模转换，将电压信号转换成可燃气体浓度的大小，在传递给主控芯片，在达到设定值之后，则会自动启动声光报警的装置，并同时开启可用于通风换气的通风机装置，从而将室内的气体排到户外，而如果燃气在泄漏的时候，用户不在室内的情况下，系统则会通过通信模块，将相关信息传递给用户，用户则根据情况进行报警处理。其整体的架构设计如图1所示。

2 系统硬件设计

2.1 传感器信号发射模块

从成本控制的角度出发，对可燃气体信号的处理采用电压比较器来替代A/D数模转换模块，并采用了LM 358芯片对可燃气体的信号变化进行比较和诊别。从而由MQ-4甲烷可燃气体检测传感器和电压比较器以及负载电路组成。当MQ-4在探测到移动浓度的可燃性气体之后，环境中其组织会升高，从而可引起LM358第2管脚的电压出现升高，而当该管脚的电压大于第3管脚的电压的时候，第1管脚则会输出高电平。而第1管脚与LM358相连接，则在此时从D0端将信号传输到AT89C52单片机芯片，并接收到电压比较器的高电平。

图1 报警器整体设计

2.2 GSM模块的设计

TC35则是西门子公司所生产的新的GSM模块，其支持中文短消息的发送，并且，其性价比也非常的高，工作的频率通常为GSM 900和GSM 1800，电源范围则为直流电3.3V～4.8V;电流的休眠状态则为3.5mA，空闲状态对电流的消耗为25mA，发射状态下其电流的平均消耗为300mA,峰值为2.5A;该模块还可传输语音和相关的数据信号，并分别在GSM 900和GSM 1800的时候，其消耗的功率为2W和1W，并通过其中的接口和天线连接器分别连接SIM卡与天线。SIM的电压则为3V /1. 8V，数据接口则采用AT的命令实现双向的传输，其可选的波特特率则为300 b / s～115 kb /s,自动波特率为1.2 kb /s～115 kb /s。它支持Text和PDU格式的SMS,可通过AT命令或关断信号实现重启和故障恢复。其整体的结构则如图2所示。

图2 TC35模块结构

TC35则采用AT的指令进行相关的命令操作，单片机则可通过AT指令对信息的收发进行控制。其短消息的控制的方式则为Block、PDU、Text。其中Block主要需手机商进行解锁，而 Text则不支持中文的短信，而PDU模式则可将中文编码进行转化，为Unicode编码。

另外，TC35模块的数据串口管脚工作电平为CMOS电平，而单片机则为TTL电平，所以需要用MAX232作电平的转换。

2.3 主控芯片的选择

在该系统当中采用AT89C52芯片，该芯片其具有低功耗、存量大的特点，同时包括8K的Flash存储器，256字节RAM，32位I/O口线，3个16位定时器/计数器，一个响亮2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。

2.4 电源设计

结合系统的需要，为更好的满足T35模块短信通信的需要，该模块在通信时需要瞬间产生比较大的电流，因此，对无线通信模块的电源设计采用9V的电源进行供电。而单片机和传感器的电流则在3.3V、3.5V。而为了保证三者的利用，采用三端稳压电源和低压差线性调压器将其中的9V电压进行变换，从而将其转换为3V和5V。

3 系统软件设计

3.1 主程序设计

对整体主程序的设计则如图3所示。在对AT89C52芯片进行上电之后，其先将TC35GSM通信模块进行初始化的操作，并将其中的串口打开，从而使得单片机和通信模块之间进行通信，然后在查询其报警的信息接收状态。

3.2 通信模块软件设计

主控芯片与通信模块TC35则通过AT指令来完成对其短信服务的控制。如在向燃气用户发送相关的报警消息、接受短消息和燃气实施浓度数据的恢复。接受用户对短消息的识别功能，如是否开启空气排风装置等。以发送短消息作为操作的实例，单片机首先向通信模块发送“AT+CMGF=1”,该指令则表示短信发送的格式为英语，在单片机受到“OK”的回复之后，用户再通过发送“AT+CMGF=+8613*********”，从而为系统需要发送的手机号码进行系统的设置，待受到回复之后，即可实现对短消息的内容。

而针对远程控制排风装置软件的实现则稍微显得复杂。其基本的程序则是首先接受到来自用户的短消息指令，在通过对指令有效部分的提取，实现对不同指令的控制实现。

4 总结

本文通过研究设计出了基于西门子公司的TC35通信模块的燃气系统报警装置，利用电压比较器实现将浓度大小转换成电压信号变化，再通过AT89C52主控芯片的控制和GSM短信实现对燃气报警装置的远程操控，并给出了系统硬件和软件的详细的介绍。通过该报警器的设计，实现了将智能化与现代家居理念紧密结合的新型的电子安防系统具有燃气检漏灵敏可靠、联动装置启动迅速、无线报警方便快捷、具备用户远程短消息查询和控制等优点，以此更好的保障用户的使用安全。

[1] 彭宇平,林喜荣,李建荣.基于GSM模块TC35I的远程报警和控制装置的研制[J].安防科技, 2008(4): 8-10.

Design of gas alarm based on TC35GSM module

Li Xiaohong
(Xi'an Eurasia University，Xi'an，710065)

This paper introduces a kind of single chip technology and gas using SIEMENS TC35GSM to form the alarm system.Through the detection of gas sensor for carbon monoxide,methane and other gase s,will transfer the collected signal to the microcontroller,and through single identification issued a registration signal,and through the GSM alarm information is transmitted to the user,so as to achieve the alarm for gas.

combustible gas sensor;intelligent Home Furnishing;GSM module

陕西省教育厅科学研究计划资助项目（2013JK1069）

李校红，女，1976，湖南省，讲师，研究方向：网络通信、嵌入式