物联网环境下的楼宇安防系统的设计

刘伟 赵娟

摘   要：本文针对传统楼宇安防系统中温度检测仪器表现出的安全性能差、便捷性不够等问题，设计一款非接触式检测温度、气体浓度、人体识别等功能的楼宇安防系统。该设计采用传感器感知数据、单片机89C52为控制为核心、无线通信传输数据、语音播报提醒、液晶显示数据，整个设计电路结构比较简单、响应速度快、正确性高、传输效率高、检测准确度高，系统安全性和方便性均得以提高，适合普通楼宇安防系统的要求。

关键词：单片机控制  语音报警提示  红外检测  自动识别

对于楼宇安防我国在红外测温和气体检测两个方面起步较晚，但发展迅速。在物联网高速发展的今天，楼宇安防呈现出越来越重要的地位。随着楼宇的不断增加，人们生活的不断丰富，对于楼宇安防失火越来越受到关注。失火是威胁住户生命安全的重要因素之一，而温度是检测楼宇是够失火的重要数据之一。非接触式楼宇安防检测系统能够在很多方面超越老式的系统，在安全性、反应灵敏、使用寿命、非接触等方面表现都比较突出，适合用在起火源造成破坏不大的时候能及时检测警告的楼宇环境中。

1  系统硬件设计

系统硬件设计包括控制电路、通信电路、红外测温电路、可燃气体检测电路和热释电感应电路、显示电路和按键电路等的设计。环境的采集，主要通过AD转换、单片机控制、温度监测传感器、气体浓度传感器、热释电传感器和图像输出几个部分来实现。温度数据采集采用的是GY-609传感器，M气体浓度采集采用的是R513芯片，识别传感采用热释电红外传感器。当监测周围的温度值时，温度数据存储单元采用16位。采集数据或传给单片机控制中心，此时按单片机通信相应的步骤，通过模数转换器进行温度值的读取后，并将数据在屏幕上进行图像信息的输出。同时在电路上增加了按钮电路和蜂鸣器组成报警电路。基于物联网的自动控制部分主要是通过单片机将从传感器模块接收的信息传输到ESP8266上，ESP8266上自带的WIFI模块将数据信息上传至云平台，然后用户手机APP与云平台相连接就可以在手机上实时接收当前环境数据信息。通过ESP8266模块的WIFI功能，可以将传感器探头接收到的各种数据通过WIFI网络上传至云平台预设的可视化图形界面，以较为直观的形式显示出传感器附近所测得的数据值。将ESP8266模块与红外检测电路相连接，在显示电路LED屏上显示数据值之后，就要实现物联网云平台无线传输数据的功能。整理硬件设计电路图如图1所示。

本设计中控制电路采用stc89c52rcrc微处理器;通信模块采用ESP8266的WIFI模块，将传感器接收到单片机的数据通过WIFI上传到云平台上，然后通过云平台设置温度表盘与气体浓度表盘，显示周围环境温度值。再将云平台的手机APP与云平台通过UUID相连接，实现手机实时获取信息;传输系统主要是利用ESP8266模块中内置的TCP/IP栈，在串口与WIFI之间切换。切换到WIFI时， WIFI会创建一个局域网络，通过预先在代码中写进目标对象UUID，将IP地址匹配为板载模块的局域网络，在云平台服务器上创建出虚拟数据表盘和对应的信息通道，通道有对应的UUID与传输目标信息相对应。云平台的数据在网络中保存，通过WIFI将数据通过网络上传到云平台，直观显示测温模块所测得的信息数据，用户通过使用AP实现在随时随地远距离查看数据;红外测温电路采用2MLX90614模块，通过红外辐射感知被测量，精确感知环境温度;可燃气体检测电路采用MR513氣敏传感器，在待机状态下，不断环境内可燃气体浓度，当浓度超过5%时，传感器产生的电压高于门限电压，振荡器工作，蜂鸣器报警，驱动继电器打开排风扇，降低可燃气体浓度;液晶显示模块采用1602字符的液晶显示器;按键电路包括三个按键，K1键实现数据切换，K2键实现数据加按键，K3实现数据减按键。

2  系统软件设计

本系统软件设计包括两个部分，一个是keil软件中的项目创建并在云平台实现，如果能够顺利通过表明项目可行，否则需要从新调试。另一个是模块软件仿真，此软件仿真包括流程图的设计和程序编写两个部分。

创建项目时，先启动keil，再新建项目，在器件库查找器件并建立文件，同时设置启动代码，在目标选项里，将编译生成的文件改为HEX文件。在使用云平台接收相关数据信息的时候，首先要创建所测数据对象的传递通道，每个通道对应一个UUID，用来标识通道对应的数据种类和数据的实际显示类型。然后再设置计划任务，触发事件，来实现云平台的自动控制功能。创建一个虚拟表盘，将相关的通道设备信息导入进去，为数据信息和平台搭建一个通路。接收到的数据就能通过网络以各个UUID为通道送到云平台的服务器中，数据在表盘中可以直观的显示出来。计划任务能让云平台在一段时间内按照设定的规则去自动的发送指令，自动实现功能，达到一个智能管控的作用，创建一个虚拟表盘作为数据显示的一个直观显示的载体。

3  结语

系统设计完成后通过云平台实现运行，传感器GY-609探头灵敏程度很高，通定时器技术实现每秒钟读数一次，数据环境检测范围为1～2cm。但测量范围朝鲜的时候，检测值会因为探测距离大而快速递减。当大于50cm时，温度值的变化变得比较稳定，测得的数值就会接近室温。总体来说系统比较稳定，灵敏度比较高，测量精度较高，适合普通楼宇安防检测。

参考文献

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[4] 金周斌.智能楼宇安防监控系统设计[J].科技创新与应用，2015（2）：62.