基于C8051F340单片机的家庭应急报警系统

李庆喜++张卓凡++周垚++王闻琦

摘 要：随着社会的进步，智能家居系统逐渐的步入人们的视野，对智能家居系统的研究也逐渐成为科学研发的一种趋势。本文研究的是GSM通讯模块的信息交互功能及家庭安全监测系统。利用单片机的微控制单元对传感器采集的数据进行比较来判断是否需要控制蜂鸣器报警，必要的情况下，通过GSM模块发送短信，对家主进行家庭应急状态提醒。

关键词：GSM；传感器；报警电路

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.133

1 引言

近年来国家科技水平提升，居民的生活逐步走向科技化、自动化、数字化，生活质量得到了极大程度的提升，但却也有许多安全隐患伴随其中。每年由于煤气泄漏导致的煤气中毒、爆炸等给人们的生活带来了很大的阴影，一但引发火灾，就能使成千上万的财产瞬间变为灰烬，因此，针对此类事故的研究及相关事故的防范就变得尤为重要，我们的项目便是针对煤气检测而制定的。

2 基于C8051F340的报警系统的总体设计方案

本系统以C8051F340单片机为控制中心，利用比较器的单片机控制，对几个传感器反馈到数据存储器的数据进行分组处理，单传感器分批数据融合，最后通过中断及中断优先级处理器实现应急报警。通过气敏传感器监测室内天然气浓度，将检测信号转换为电信号反馈，单片机控制模块是烟雾报警处理系统的核心控制和处理部分，判断是否需要蜂鸣器报警。运用温度传感器，烟雾传感器等环境监测类传感器。对单片机加载报警反馈系统，若出现险情通过电话报警的形式通知主人。并利用实时时钟芯片和LCD，实现时间数据在屏幕上的显示。

3 硬件电路设计

硬件电路分为电源模块、C8051F340模块、GSM模块、气敏传感器模块、门磁模块。下面介绍一下气敏传感器模块、门磁模块、GSM模块电路。

3.1 ZYMQ--4气敏传感器电路

ZYMQ--4气敏传感器是AL2O3陶瓷管、SnO2敏感层（该敏感层掺杂有催化剂，使得其对CH4，CO等气体的敏感度提高十倍以上），通过气敏前后电导率的变化来推知被测气体的信息，这种变化来自于薄膜吸附被测气体前后的表面势垒变化，该传感器对甲烷、天然气有很高的灵敏度，具有快速的响应恢复特性，拥有长期的使用寿命和可靠的稳定性。模数转换器通过将采集到的电压信号分小段记录的方式计算出相对数字电压，将该数字与存储区中设定的最大电压值相比较，控制蜂鸣器警报。

3.2 GSM模块电路

本系统GSM模块配置西门子高性能TC35芯片，这款芯片可以通过AT指令进行控制，拥有RS232接口，可实现双频（GSM900/GSM1800）短消息数据通信、CSD数据通信与语音数据通信等较为可靠便捷的现代化网络通信，TC35芯片主要由GSM基带处理器、GSM射频模块、供电模块（ ASIC）、闪存、ZIF 连接器、天线接口六部分组成，可安插SIM卡，通过 ZIF 连接器与单片机实现电路接口， 因此GSM模块具有发送SMS短信，语音通话，GPRS数据传输等基于GSM网络进行通信的所有基本功能，当单片机检测到异常情况时，将通过串行口控制GSM模块发送相应的报警信息，几秒钟后用户的手机就能收到报警信息，提醒用户采取措施。

4 软件代码调试

C8051F340器件是完全集成的混合信号片上系统型MCU（微控制单元），具有片内上电复位、VDD监视器、電压调整器、看门狗定时器和始终振荡器。能够很好的完成所需电路模块的设计。ZYMQ--4气敏传感器对甲烷、天然气有很高的灵敏度；具有快速的响应回复特性；具有长期的使用寿命和可靠的稳定性；使用时驱动电路简单，可以通过小范围试验得到相对准确的数据。通过资料阅读分析各器件，进行模块间的完善。

5 结论

本系统通过相关的数据采集及处理，让居民实时了解家中的动向，能有效的减少居民的生命财产损失。本系统是充满智慧的控制系统，可提供全方位的信息交互功能，优化生活方式，提高家居安全性，是一套非常有实用价值的系统。

基金项目：安徽省大学生创新创业项目（项目编号：201610379130）

作者简介：李庆喜（1997-），男，安徽阜阳人，本科在读，研究方向：电气工程及其自动化。