基于SIM900A的家居火灾检测与预警的硬件系统的制作方法

本实用新型涉及家居火灾预警技术领域，特别是一种基于SIM900A的家居火灾检测与预警的硬件系统。

背景技术：

随着社会经济的发展，人口日益集中，建筑火灾安全问题也日益严峻。传统的火灾检测一般以火灾的某一物理特性进行检测。比如不少建筑物中采用烟雾报警器对烟雾进行检测并通过线路传送警报信息。基于单一火灾信息的检测方法容易造成火灾的误判或失判，只能适用于特定的场所和特定的火灾类型，而且有线传输成本高、布线麻烦、结构不灵活。

技术实现要素：

为克服上述问题，本实用新型的目的是提供一种基于SIM900A的家居火灾检测与预警的硬件系统，依靠该硬件系统，通过多种传感器检测火灾信息后融合判断，再通过无线模块传送信息，克服了传统检测装置的不足。

本实用新型采用以下方案实现：一种基于SIM900A的家居火灾检测与预警的硬件系统，其特征在于：包括用户手机、监控主机和至少两个从机；所述从机包括一电路板，所述的电路板上设置有STC89C52单片机系统，所述的STC89C52单片机系统连接有传感器检测模块和nRF24L01射频模块；所述的传感器检测模块包括火焰传感模块、温度传感模块以及烟雾传感模块；所述的监控主机包括STC89C52单片机系统以及与该STC89C52单片机系统连接的nRF24L01射频模块、语音报警模块和SIM900A通讯模块；所述从机经所述nRF24L01射频模块与所述监控主机通讯，所述监控主机经GSM/GRPS网络与所述用户手机通讯。

在本实用新型一实施例中，所述从机还包括一用于固定在墙壁上的底座，所述电路板设置于所述底座内，所述底座的侧壁开设有透气栅格，用于所述烟雾传感器识别外界烟雾；所述侧壁的上端延伸有环形护壁，所述环形护壁两侧对称设置有用于方式所述火焰传感模块和温度传感模块的容腔，所述容腔表面开设有孔洞；所述底座上设置有联动无线摄像头，该无线摄像头内置于一透明半球形罩体内；所述的联动无线摄像头经GSM/GRPS网络与所述用户手机通讯。

在本实用新型一实施例中，所述的无线摄像头和电路板各自独立供电。

在本实用新型一实施例中，所述nRF24L01射频模块的CE端口与所述STC89C52单片机系统的P1.0端口连接；所述nRF24L01射频模块的CSN端口与所述STC89C52单片机系统的P1.1端口连接；所述nRF24L01射频模块的SCK端口与所述STC89C52单片机系统的P1.2端口连接；所述nRF24L01射频模块的MOSI端口与所述STC89C52单片机系统的P1.3端口连接；所述nRF24L01射频模块的MISO端口与所述STC89C52单片机系统的P1.4端口连接；所述nRF24L01射频模块的IRO端口与所述STC89C52单片机系统的P1.5端口连接。

在本实用新型一实施例中，所述的SIM900A通讯模块由一电源电路供电，所述电源电路包括MIC29302WT高电流低压差稳压器、第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻以及第三电阻；所述MIC29302WT高电流低压差稳压器包括IN输入端、GND接地端、ADJ调整端、EN使能端以及OUT输出端；所述IN输入端连接5-12V电压，所述EN使能端与IN输入端连接，所述第一电容的正极与所述IN输入端连接，负极接地；所述第二电容的正极与OUT输出端连接，负极接地；所述第三电容的一端与OUT输出端连接，另一端接地；所述的ADJ调整端与第二电阻的第一端连接，第二电阻的第二端接地；所述第一电阻的一端与所述OUT输出端连接，另一端与所述第二电阻的第一端连接；所述第三电阻的一端接地，另一端与所述OUT输出端连接。

在本实用新型一实施例中，所述烟雾传感模块由MQ-2传感器、放大电路、滤波电路依次级联构成。

本实用新型通过在家居环境中设置不同节点的多传感器火灾检测装置，对家居环境进行全方面的火灾检测，并通过对传感器信息进行融合处理，再通过无线射频模块发送给主机，再由主机发出报警并将火灾及火灾区域位置信息发送至用户手机终端。系统实现火灾烟雾、火焰和温度信息的融合处理，且实现全程无线控制，克服有线信息传输的不足，此外，本实用新型还充分利用了摄像头的结构特点，对摄像头结构进行改进，将分机的电路设置于摄像头内，不仅提高了系统的稳定性，而且充分利用了空间，设计巧妙。

附图说明

图1是本实用新型实施例系统硬件架构示意图。

图2是本实用新型实施例系统原理框图。

图3是本实用新型从机结构示意图。

图4是本实用新型实施例nRF24L01无线射频模块与单片机接口电路。

图5是本实用新型实施例SIM900A通讯模块功能框图。

图6是本实用新型实施例SIM900A电源电路。

图7是本实用新型实施例烟雾传感模块的电路图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。

请参见图1和图2，本实施例提供一种基于SIM900A的家居火灾检测与预警的硬件系统，其特征在于：包括用户手机、监控主机和至少两个从机；所述从机包括一电路板，所述的电路板上设置有STC89C52单片机系统，所述的STC89C52单片机系统连接有传感器检测模块和nRF24L01射频模块；所述的传感器检测模块包括火焰传感模块、温度传感模块以及烟雾传感模块；所述的监控主机包括STC89C52单片机系统以及与该STC89C52单片机系统连接的nRF24L01射频模块、语音报警模块和SIM900A通讯模块；所述从机经所述nRF24L01射频模块与所述监控主机通讯，所述监控主机经GSM/GRPS网络与所述用户手机通讯。

请参见图3，在本实用新型一实施例中，所述从机还包括一用于固定在墙壁上的底1，所述电路板设置于所述底座内，所述底座的侧壁开设有透气栅格2，用于所述烟雾传感器识别外界烟雾；所述侧壁的上端延伸有环形护壁3，所述环形护壁两侧对称设置有用于方式所述火焰传感模块和温度传感模块的容腔4，所述容腔表面开设有孔洞5；所述底座上设置有联动无线摄像头6，该无线摄像头内置于一透明半球形罩体7内；所述的联动无线摄像头经GSM/GRPS网络与所述用户手机通讯。本实施例通过对现有摄像头的改进，充分利用摄像头底座的空间，将从机电路设置于摄像头底座内，将温度和火焰传感器对称设置在摄像头外壳的两侧，这样不仅不会影响测量数据，而且充分节省了空间，同时还能通过相应的软件设置，做到数据采集配合摄像头视频采集，让用户更好的了解家居的环境情况。在本实用新型一实施例中，所述的无线摄像头和电路板各自独立供电。本实施例中，该无线摄像头具备独立的控制系统，其能独立经GSM/GRPS网络与所述用户手机通讯，在各传感器识别到警情后，用户能通过用户手机调取对应的摄像头进行视频监控和验证，能及时为用户做好应对措施提供时间保证。

请参见图4在本实用新型一实施例中，所述nRF24L01射频模块的CE端口与所述STC89C52单片机系统的P1.0端口连接；所述nRF24L01射频模块的CSN端口与所述STC89C52单片机系统的P1.1端口连接；所述nRF24L01射频模块的SCK端口与所述STC89C52单片机系统的P1.2端口连接；所述nRF24L01射频模块的MOSI端口与所述STC89C52单片机系统的P1.3端口连接；所述nRF24L01射频模块的MISO端口与所述STC89C52单片机系统的P1.4端口连接；所述nRF24L01射频模块的IRO端口与所述STC89C52单片机系统的P1.5端口连接。该种连接能充分利用STC89C52单片机系统的端口，易于STC89C52单片机系统的程序编写。

请参见图5，本实施例采用的SIM900A模块具有两组TTL接口，一组供3.3V单片机选用，一组供5V单片机选用。在单片机连接时，只需要将SIM900A 5V TXD连接到单片机的P3.0管脚，SIM900A 5V RXD连接到单片机的P3.1管脚。

请参见图6，在本实用新型一实施例中，所述的SIM900A通讯模块由一电源电路供电，所述电源电路包括MIC29302WT高电流低压差稳压器、第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻以及第三电阻；所述MIC29302WT高电流低压差稳压器包括IN输入端、GND接地端、ADJ调整端、EN使能端以及OUT输出端；所述IN输入端连接5-12V电压，所述EN使能端与IN输入端连接，所述第一电容的正极与所述IN输入端连接，负极接地；所述第二电容的正极与OUT输出端连接，负极接地；所述第三电容的一端与OUT输出端连接，另一端接地；所述的ADJ调整端与第二电阻的第一端连接，第二电阻的第二端接地；所述第一电阻的一端与所述OUT输出端连接，另一端与所述第二电阻的第一端连接；所述第三电阻的一端接地，另一端与所述OUT输出端连接。SIM900A模块VBAT输入范围在3.2V～4.8V,推荐值为4V。电源模块以MIC29302WT为核心，最大电流输出能力达3A。取参考电压V_REF＝1.215V,通过公式(1)取电源电路中R1和R2的值为100K和43K,则V_OUT＝4.04V。因此，本电源模块能为SIM900A提供合适的工作电压。

请参见图7，在本实用新型一实施例中，所述烟雾传感模块由MQ-2传感器、放大电路、滤波电路依次级联构成。MQ-2传感器对液化石油气、天然气、烷类等烟雾都具有很高的灵敏度和良好的抗干扰性。烟雾传感器检测信号需要经过放大电路放大、滤波后再由AD模块进行模数转换。较佳的，火焰传感器选择红外火焰传感器，可以采用R2868，探测波长为700纳米到1000纳米范围，探测角度为60度。红外火焰传感器将检测到的外界红外光转化为电流，通过A/D转换器转换为0～255范围内的数字量。本实施例中，较佳的，每个节点可以有6个火焰传感器，即，一个火焰传感模块可以设置6个火焰传感器，以使每个节点能在360度检测火焰信息。温度检测采用DS18B20温度传感器。DS18B20是一种单总线芯片，只需要通过一条线与单片机引脚相连，占用处理器端口少，可节省大量引线和逻辑电路，使用方便，适用于精确测温场合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。