基于GSM的火灾报警器系统

摘要：随着城镇化的发展，房屋建筑越来越密集，这对于防范火灾的发生带来了不小的挑战。本文提出了一种基于GSM的火灾报警系统，该系统以STM32为核心，完成检测火焰传感器和烟雾传感器的输出电平变化，实现GSM短消息远程报警，同时现场声光报警。本设计具有体积小、响应快、稳定性好、简单易操作等优点。

关键词：GSM;火灾报警;STM32;传感器

1 绪论

在生活中的各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一，尤其是在城镇中带来的灾难更为严重。当发生火灾时，因为报警不及时错过最佳扑火时机而带来惨痛教训的案例比比皆是。目前市面上有各种各样的家庭报警器，虽然每一种报警器都有其独特的特点，但是每一种报警器都有其所对应的缺陷。[1]本文采用红外式火焰传感器和烟雾传感器采集信息进行火焰和烟雾的判断，当发现了火情，现场实时大功率声光报警;并通过GSM短信息模块通知其业主，提醒业主进行远程火灾报警。

2系统设计

本系统设计框图如图1所示，主要由四部分组成：传感器模块、处理器模块、后处理模块、电源模块。由火焰传感器探测当前是否有明火出现以及由烟雾传感器探测是否有烟雾的产生，通过传感器模块内部比较电路，完成出现险情与否的不同状态的输出（高低电平）。STM32单片机微处理器可通过高低电平的状态来判断当前的是否发生险情;一旦检测有险情，则通过I/O口输出控制声光报警实现实时环境报警，通过串口控制GSM发送相应的短消息到目标手机上实现用户远程报警。

3 硬件电路设计

GSM采用的是“NIRENSIM808_MINI_V1.0”模块，SIM808_MINI板采用高性能工业级GSM/GPRS四频模块，并集成GPS和蓝牙功能;可以实现电话语音、SMS、GPRS数据传输功能外，还具有DTMF解码、GPS定位、TTL串口串口通信控制等特点。

传感器模块采用的是“RISYM”设计的模块，内部比较器输出信号干净、波形好、驱动能力强，其具有体积小，灵敏度高等优点。

STM32单片机小系统采用的是“RISYM”设计的一款最小系统开发板，它具有高达72MHZ工作频率、在存储器等待周期访问时可达1.25DMIPS/MHZ、单周期乘法和硬件除法、64K闪存程序存储器、20K字节SRAM、带校准功能的32KHZRC振荡器、内嵌8MHZ的RC振荡器、37个I/O端口、3个通用定时器、1个定时器、3个USART等硬件功能。

4 软件设计

本程序主要完成对GPIO引脚的配置使用，而GSM是以“AT”指令完成相关驱动并采用串口进行通信，需要事先初始化配置STM32的串口。主程序设计的大体思路：首先初始化传感器的端口GPIO、初始化串口，通过循环检测传感器端口GPIO的电平值，一旦电平出现变化，单片机立刻响，将需要发送到短消息通过串口通信送至GSM模块中，后由GSM模块发送至目标手机上显示，同时驱动声光报警器进行现场报警。GSM初始化驱动程序思路：首先查询网络是否注册成功，设置取消回显功能、TEXT短信模式、SIM卡操作、短信中心号码、目标手机号码，等待启动发送信息发送短信内容，发送短信结束符0X1A。主程序流程图和GSM初始化驱动程序流程图分别如图2和图3所示。

5 结论

本设计研究了一种基于GSM的火灾报警系统，该系统使用STM32作为核心控制板，通过实时检测火焰传感器和烟雾传感器的输出电平变化。一旦电平发生变化，则通过串口控制GSM模块发生实现编辑好的短信内容到用户目标手机上，提醒用户远程报警。同时现场进行声光报警。该系统具有体积小、稳定性好、响应时间快等优点。

参考文献：

[1]陈翰，赵静雅，高震宇.GSM家用防盗火灾报警系统设计[J].电脑知识与技术，2019，15（9）：227-228.

[2]江敏.基于GPS/GSM的远程定位监控系统设计[D].四川：西华师范大学，2016.

[3]徐立民，费鹏翀，李涵.基于单片机的短信火災报警系统[J].物联网技术，2018（10），37-38.

[4]李嘉琪，孙晔，何文轩，等.基于单片机的火灾自动报警系统设计[J].科技创新与应用，2016（5），90.

基金项目：西华师范大学校级科研项目（416682）;西华师范大学教学改革项目（403607）

作者简介：江敏（1990-），男，重庆开县人，硕士，助教，研究方向：嵌入式技术及智能产品设计研究与教学。