便携式GSM无线瓦斯报警系统的设计与实现.pdf

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1、1360化工自动化及仪表第38卷便携式GSM无线瓦斯报警系统的设计与实现于泓博李会(齐齐哈尔大学通信学院，黑龙江齐齐哈尔161006)摘要针对目前瓦斯报警信号传输大多是有线的形式，并且不能直接从现场通知安全部门的状况，提出了基于GSM模块的烟雾报警系统。利用短消息模块传送和接收信息，在全球范围内实现了报警信息的漫游，实现远程报警功能。该系统采用MQ-2传感器采集瓦斯浓度。经过主控模块STC89C58RD单片机进行数据处理，同时将烟雾浓度在LCDl2864上显示，当超过阈值时则通过GSM模块TC35将报警信息发送给目标手机号码，然后通过语

2、音模决发出报警提示。关键词瓦斯报警系统单片机短消息GSM模块传感器中图分类号TP277文献标识码A文章编号1000-3932(2011)11·1360-04在特定工作场所和特殊环境中(如矿井、森林、家庭、化工厂及燃气管道等)实时监测可燃性气体、有毒气体和烟雾浓度具有极其重要的意义。与传统的监测系统相比，该系统利用GSM网络完成信息的无线传输，更具有实用性。由于GSM技术具有功能强、技术成熟、使用方便、覆盖范围广及应用广泛等特点，特别是GSM短信服务作为GSM网络的一项基本服务，以其快捷方便而且廉价的特点被广泛使用，特别是在无人看守的环境

3、下，如野外燃气管道，可以多节点地投放，有效地防止燃气外漏和火灾的发生，达到远程控制、远程监测和远程报警一体化管理模式，为监测提供了一种新的技术手段⋯。笔者设计的基于GSM模块的报警系统，可以实现对多种有毒气体和可燃气体浓度的测量、显示、短信报警及语音报警等功能，具有应用范围广泛和使用灵活的特点。1系统总体设计方案在系统中，烟雾传感器完成气体浓度的检测，其输出的信号通过A／D转换成数字信号进行处理。显示模块实时显示气体浓度，当达到预警值的时候，通过STC89C58单片机对通信模块TC35进行控制，将报警信息以短信的形式发送到目标手机号码，

4、同时发出语音报警。系统以GSM网络作为远程信号的传输平台，其整体设计方案如图1所示。1．1GSM模块接口电路GSM模块TC35实现远程报警信息的发送功能。TC35是一款双频900／1800MHz高度集成的GSM模块。GSM模块接口电路如图2所示。通烟雾传感器H模数转换器显示模块(；SM报警模块控制模块语音撤管模块图1系统设计方案过按键控制该模块启动，然后注册网络，注册成功时，发光二极管D3会间隔大约3s闪烁一次，同时模块利用本身固化好的程序对SIM卡进行初始化和匹配网络协议。TC35的RX和TX分别为接收端和发送端，与单片机的TX和RX

5、，来完成与单片机的收发过程。另外，由于TC35模块输出的高电平为3．3V，而单片机的高电平为5V，要采用MAX232进行电平转换。1．2气体检测模块电路气体检测传感器采用MQ-2，此传感器的主要特点是探测范围广泛，在较宽的浓度范围内有良好的灵敏度，响应速度快。适宜于液化气、丁烷、丙烷、甲烷、酒精及氢气等可燃气体浓度的检测，还可以对烟雾进行灵敏的检测口1。在系统正常工作时，烟雾传感器输出来的信号为模拟信号，需要经过ADC0804数模转换器转换成数字信号，把MQ-2的模拟电压转换成数字电压，再反馈到单片机中进行处理，具体接口电路收稿日期：2

6、011-06-30基金项目：黑龙江省教育厅科学技术研究基金资助项目(11541399)第11期于泓博等．便携式GSM无线瓦斯报警系统的设计与实现BATl+MICN2BAT2+MICP2BAT3+MICNlBAT4+MICPlBAT5+EPN’GNDlEPPlGND2EPN2GND3EPP2GND4SYNCGND5EMERGOFFPOWERDVDDLPPOWERlCCGNDVDDCCVCCBATTEMPCCCLKlGTCCIODSR0CCRSTR}NG0CCJNR×D0DCD0TXD0DTR0CTS0RI-S0D3憎图2TC35接口电路如

7、图3所示。该电路采用了单端输入方式，把ADC0804的数据线DB0一DB7接到STC89C58的P1．0一P1．7。ADC0804靠WR信号从低到高的上升沿启动转换，所以它的WR可以直接与单片机的WR信号相连，通过单片机对它的一个写操作就可以启动转换。图3MQ-2与A／D接口电路1．3语音报警模块电路该系统有两种报警方式：一种是用无线通信网络GSM报警；第二种是利用语音报警。语音作为现代通信的一种形式已经非常普遍，如电话、电脑及对讲机等，本设计采用的语音芯片是ISD4004。在该模块的设计中，布线布局的不同会对音质造成影响，因此在该设计

8、中，电源引脚和一些信号引脚加了104的电容，用于信号的隔离和去耦‘3‘。1．4显示模块电路本电路设计采用LCDl2864液晶显示屏。12864汉字图形点阵液晶显示模块，内部控制器为ST7920，能够显示汉字