无线防火防盗智能报警装置

2016-12-01

传感器世界 2016年6期

关键词：报警装置报警器防盗

北京信息科技大学自动化学院，北京 100192

一、引言

目前市场上比较常见的报警器主要有：压力触发式防盗报警器、开关电子防盗报警器和压力遮光触发式防盗报警器等[1]，但这几种报警器都存在一些缺点：

压力触发式防盗报警器由于压力板式安装在垫子内，当主机停止工作，主人在家走动时，很容易误报，可靠性低；

开关式电子防盗报警器一般只有一个定点，有效范围小，而且各种开关也易坏，误报率高，不可靠；

遮光式触发防盗报警器在受到太阳光照射就会引起误报，同时，如果风吹窗帘的摆动等遮住了光也会引起误报，所以这种报警器的可靠性也不高。再者，就闭路监控电路防盗系统而言，它的安装线路复杂，技术要求比较高，价格也比较昂贵，不利于广泛利用[2]。

无线防火防盗智能报警装置采用的是红外传感器模块，可以很大程度上减少误动作，能确保稳定性和可靠性。采用无线模块，可以避免较为复杂的电路走线，安装比较简单。同时，系统采用的其它模块也都是性价比较高、应用十分广泛，能够广泛用于家庭、别墅、银行、商场、仓库等各个地方。

二、系统总体结构设计

系统由红外传感器模块、烟雾传感器模块、SIM900A无线通讯模块、STC12C5A60S2主控模块以及电源模块组成，如图1所示。工业电源为整个装置供电，红外传感器监控有无非法活动，烟雾传感器监控有无火灾发生，如果有异常将产生信号传给STC12C5A60S2单片机，产生相应的报警信息通过SIM900A传给接收端，信息发送成功后SIM900A将反馈给STC12C5A60S2单片机发送成功的信号。

此装置有三种报警方式：在发生火灾或者盗窃时发出报警声音、向指定的接收人发送短信、自动拨打119（火灾）或110（盗窃）[4][5]。

三、器件选型

1、SIM900A开发板

SIM900A开发板由 SIMCOM 公司生产并销售，其组成如图2所示。SIM900A是一个 GSM/GPRS通讯模块，设计了可靠的外围电路，并扩展了端口，可实现语音通话、短信收发、 GPRS 网络数据收发，功能比较强大，可选功能丰富。

SIM900A 模块主要应用在通讯领域，如移动电话、远程数据监控、短信提醒发送等。此外SIM900A 使用串口通讯的方式和外部连接，通过串口数据的交换，我们就可以使得SIM900A 模块去执行命令，很大程度上方便使用者进行调试。图3为SIM900A开发板电路连接图。

2、STC12C5A60S2单片机

STC12C5A60S2单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8～12倍。内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换(250K/S)，针对电机控制、强干扰场合[12]。由于其性价比极高，在无线防火防盗智能报警装置中可以出色的完成全部功能，所以是不二之选。图4为STC12C5A60S2单片机连线图

3、红外传感器

红外传感器采用的是Risym公司的产品，型号是HC-SR501，选用此模块的原因是它性价比较高，稳定性较好，应用的范围比较广。

主要指标如下：

工作电压：5V～20VDC

静态功耗：65μA

电平输出：高3.3V，低0V

延时时间：可调（0.3s～18s）

封锁时间：3s

触发方式：L不可重复，H可重复，默认值为H

感应范围：小于120°锥角，7m以内

工作温度：-15～+70°C

PCB外形尺寸：32*24mm，螺丝孔距28mm，螺丝孔径2mm，感应透镜尺寸：（直径）23mm（默认）

4、烟雾传感器

烟雾传感器采用的是新通科的带继电器的MQ-2烟雾传感器，由于它可以实现继电器控制，很大程度上增强了本装置对其他电路的通断控制能力，并且价格比较优惠，所以采用此模块。

主要指标如下：

工作电压：9VDC

待机电流：10μA

感应电流：小于30mA

输出方式：继电器常开，常闭，或者输出高低电平

灵敏度：可调探测浓度范围

100ppm～10000ppm 液化气和丙烷

300ppm～5000ppm 丁烷

5000ppm～20000ppm 甲烷

300ppm～5000ppm 氢气

100ppm～2000ppm 酒精

工作温度：-5～50°C

5、电源

系统采用鸿海科技的开关电源，型号为JMD20-0509 ，能够同时作为5V/2A、9V/1A双路输出工业电源。

由于无线防火防盗智能报警装置首要要求就是稳定、安全，电源是否具有很强的工业特性是我们首要要考虑的，鸿海科技的开关电源JMD20-0509完全可以胜任，又由于价格也比较合理，所以是它是本系统的不二之选。

主要指标：

输入输入电压：9 0～2 6 4 V A C 2 4 0～3 7 3 V D C频率：4 7～4 4 0 H z冲击电流：3 2 A/2 2 0 V A C线性调整＜±1%的输出电压辅路＜±5%纹波及噪声＜1%的输出电压(m V P-P)温度系数：±0.2%维持时间：2 0 m s保护功能过流超过标称值的1 2 5%动作短路保护自动恢复过压保护达到1 1 5%～1 3 5%的电压标称值动作输出绝缘强度输入～输出2 0 0 0 V A C 1 m i n输入～F G 2 0 0 0 V A C 1 m i n输出～F G 5 0 0 V A C 1 m i n绝缘电阻输入～输出≥5 0 M Ω，直流5 0 0 V输入～F G ≥5 0 M Ω，直流5 0 0 V输出～F G ≥5 0 M Ω，直流5 0 0 V环境使用环境-1 0℃～5 0℃，2 0%～9 0%R H(无凝露)存储环境-2 0℃～8 5℃，1 0%～9 5%R H(无凝露)尺寸 9 6×5 8×2 5 m m 1 5 5 g J M D 2 0整机型2 0 W多路电源型号

四、核心程序

编程主要是在Windows7系统环境下运用Keil 4软件进行程序设计，程序语言采用C语言。

工作流程：当无线防火防盗智能报警装置正常开启后，将一直处于检测状态，实际也就是在C语言里设置一个循环，一直检测两个传感器的信号，当其中一个或者两个传感器产生了报警信息，传到了主控芯片STC12C5A60S2后将产生相应的报警，首先是本地报警开启，用于控制本地的报警灯或者喇叭，接着通过判断相应的异常类型，利用拨打电话的功能拨打火警119、匪警110的报警电话，为了不长时间占用119或者110，只要对方接通本地将不再拨打，报警平台可以根据电话号码识别出异常地点和异常情况，接着系统将向特定联系人发送短信，收到联系人的任意短信将表示已经知晓异常状况，只需发送一个短信即可，待两种情况都得到确认后，或者其中一个短信中含有OFF信息，本地报警将关闭。任意一个联系人向系统发送含有ON的短信，装置将重新启动，从初始化后面的部分开始执行此流程。软件流程如图8所示。