基于云平台的多途径家庭安防报警系统的设计

孙亚坤 王冉

摘 要：文章旨在设计一基于云平台的多途径家庭安防报警系统。该系统在盗窃、火灾、水灾、煤泄露等危害人民群众生命财产的事件发生时，能够以多种方式报警。本系统通过红外传感器、烟感、一氧化、甲烷、温度湿度传感器等采集数据，经过单片机处理，当某检测参数超过阈值时，在进行本地声光报警同时，并利用网络模块实时发送远程报警信息到云平台上。相关监控人员能够及早排除危害。同时还通过GPRS将报警信息以短信形式发送到指定的手机上，提高了系统的可靠性。

关键词：云平台；防火防盗；报警系统；传感器

中图分类号：TM925.91 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）19-0109-02

Abstract： The purpose of this paper is to design a multi-channel home security alarm system based on cloud platform. The system can alarm in many ways when the theft， fire， flood， coal leakage and other incidents endangering the lives and property of the people. The system collects data from infrared sensor， smoke sensor， oxidation sensor， methane sensor， temperature and humidity sensor and so on. After processing by single chip microcomputer， and a detection parameter exceeds the threshold value， the local acousto-optic alarm is carried out at the same time. The network module is used to send the remote alarm information to the cloud platform in real time. The relevant surveillance personnel can eliminate the harm as early as possible. At the same time， the alarm information is sent to the designated mobile phone in the form of short message through GPRS， which improves the reliability of the system.

Keywords： Cloud platform； anti-fire and anti-theft； alarm system； sensor

引言

隨着社会的进步，高层的楼房越来越多，连廊偷盗非常方便，相应火灾如果发生产生的危害更大。如何实现防火防盗成为重要的社会问题。对于一个现代化智能小区来说，需要建立良好的防火防盗系统，不只是让工作人员简单地巡逻，也使小区的居民能够安居乐业，人身财产都有好的安全保障。本文通过反复研究多次实践，设计了多途径的安防报警系统，利用传感器，实现对火灾、水灾、煤气泄露与偷盗信息及时采集，当数值超过正常值时，及时进行火灾与盗警的报警。具体来说通过温湿度传感器，实现对跑水漏水信息采集，通过甲烷传感器检测煤气的信息，有效进行水灾与煤气泄漏的报警。实现了小区的管理智能化，提高人们的生活水平。

本项目实现的多途径的防火防盗报警系统，报警信息除发到平台还要以短信的形式发到业主的手机，当网络通信被破坏时，用户也能及时接到报警。或者工作人员不尽责时，业主也能收到报警信息，及早发现，及早处理。

1 系统的总体设计

本项目的目标是设计一款基于云平台的多途径家庭安防报警系统，该系统分成硬件和软件两部分。硬件部分主要实现数据的采集，现场的声光报警和短信报警。同时通过WIFI传输信息到软件系统（云平台）。供小区物业人员监控，在业主未能看报警信息时，物业人员及时采取行动，将损失降到最低。利用烟雾传感器与红外传感器，实现对火灾与偷盗信息的采集，有效地进行火灾盗窃报警，利用有甲烷、一氧化碳传感器和温湿度传感器进行采集煤气泄露和跑水事件，通过声、光发报警手机短信、发报警信息到云监控中心平台等多种途径报警，实现小区的管理智能化，提高人们的生活水平。建立安全防护系统，让人们安居乐业，生命财产得到保障，减轻监控管理人员的负担。系统总体设计如图1所示。

2 系统的硬件设计和软件设计

2.1 系统的硬件设计

硬件部分主要包括单片机、采集数据甲烷传感器、温湿度传感器、红外传感器、烟感和报警的蜂鸣器、LED灯、GRRS模块、进行数据传输的WIFI模块，还有电源模块。

（1）单片机。单片机是整个系统的最重要的部件，连接了所有的传感器，采集现场的数据，对采集到的数据进行处理控制，所以要选择市场上比较多的，并且性价比适合的。综合比较我们选择了STC89C52，因其高性能、低功耗、其Flash存储器系统可编程空间较大的优点。单片机最小系统如图2所示。

（2）显示模块设计。显示模块选用了功耗低、无电磁辐射、占用空间较小、能充分显示信息、轻便且薄等特点的LCD，LCD因其功耗低，其在微型仪器中应用普遍。在该报警系统中，只需要显示室内当前各种传感器的值，所以采用了低成本、低功耗的1602。LCD1602原理图如图3所示。

（3）烟雾检测。要想及早发现火情，可以利用烟雾传感器进行现场环境的烟雾检浓度进行检测。烟雾传感器的原理是烟雾敏感器件阻值与烟雾浓度有关。当元器件阻值的变化时，单片机检测到烟雾浓度值，为了更快地检测出烟雾的浓度值，选择MQ-2烟雾浓度传感器，MQ-2使用二氧化锡（SnO2）做主要材料，该传感器输出信号值大，反应灵敏，因此具有抗干扰，测试速度快优点。当传感器检测到可燃性气体时，可燃性气体浓度变化相应地阻值也变化。MQ-2型烟雾传感器电路如图4所示。

（4）温度检测。温度检测利用温度传感器，温度传感器DS18B20是将传统的单纯的温度传感器和信号调理电路集成在一起，集成度高，不占空间，省电，数字信号输出。采用它作为系统的温度检测模块，电路简单，用户操作方便。

（5）人体移动检测。为了防止有贼入室偷盗，利用热释电红外传感器进行监测。热释电红外传感器性价比高，灵敏而且抗扰动，能有效提示用户有人进入室内，从而达到防盗的目的。

（6）报警。当检测到传感器的值异常，超过阈值，就利用sim800模塊发短信到固定的手机进行报警。同时将安防报警系统连接到WIFI无线网络上，进行网络通信，实现将数据信息传到云平台的功能将传感器的值发到信息平台，进行平台报警，供小区物业人员检测小区的防火防盗检测。

2.2 系统软件设计

该系统软件包括两部分，系统主控程序和信息平台程序。主控程序主要实现通过传感器读取现场烟雾浓度、室内的湿度、温度、甲烷的浓度是否有人非法进入，并根据其值判断是否有火灾、水灾或者是否发生煤气的泄露、是否发生入室盗窃行为。同时将监测的信息值在液晶屏上显示。一旦发现检测值超出异常，就会使蜂鸣器进行声音报警，用光报警，同时将发短信到指定的手机上报警，同时也将相应的报警传到信息平台上。使小区物业值班人员早发现，早处理。主控程序流程具体如图5所示。

3 结束语

本系统以单片机为系统的核心，结合多种传感器采集数据，通过WIFI模块传到信息平台，当系统采集到超出异常的数据就进行光、声音和短信报警，同时平台也进行报警。以便于今早发现火灾、水灾和盗窃事件。本系统设计的硬件实物如图4所示，信息平台信息如图5所示。该系统可以实现通过多种途径进行防火防盗报警，具有实时性高，速度快，漏报率低的特点，值得实际推广。

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