智能火灾报警系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及环境安全灾害预警领域，具体涉及一种应用GSM通信、传感器和单片机的智能火灾报警系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002]中华人民共和国公安部提供数据:2008年全国全年发生火灾13.3万起，死亡1385人，直接财产损失15亿元，在我们的日常生活中也处处潜伏着火灾隐患，因此做好火灾的及时报警并做好相应的应对措施，就能减少人身和财产损失。目前，智能火灾报警系统已并非传统意义上的简单报警设备，而是融入和集成了计算机技术、电子技术、自动控制技术、传感器应用等各领域知识，相信伴随着科学技术的不断进步，智能化的火灾报警系统必将得到更快的发展。
[0003]单片机体具有积小、质量轻、价格便宜，功耗低、扩展灵活和使用方便的优点，其广泛应用于仪器仪表中，通过集成各种类型的传感器可以实现对多种测量物理量的信息转换和控制，是实现自动化不可或缺的一个部分。
[0004]GSM模块是继GSM手机外又一种非常重要的GSM移动通信系统的终端设备。它是传统调制解调器与GSM无线移动通信系统相结合的一种数据终端设备，因此也叫做无线调制解调器。它的出现给GSM的发展注入了新的活力，改变了传统的以话音为主的通信手段，打开了GSM网络数据通信及其应用的大门。一般来说，凡是使用调制解调器的地方大多数都可以用GSM模块来代替。由于GSM模块不受地域，线路的影响，所以基于这种模块，以GSM网络作为无线传输网络，可以开发出多种前景极其乐观的各类应用。本发明采用的GSM短信功能，可以使某些控制达到“零距离”，由于短信息的费用低廉，因此可以直接取代传统的无线远程遥测，具有广阔的应用前景。
【发明内容】
[0005]为提高远程火灾预警的安全性和有效性，本发明提供一种智能、简单、便捷的智能火灾报警系统及其控制方法。
[0006]本发明通过以下技术方案来实现:一种智能火灾报警系统及其控制方法的特征包括:其组成包括单片机控制系统、AD转换模块、烟雾采集模块、温度采集模块、喷水电机模块、IXD液晶显示模块、GSM模块、蜂鸣器报警模块、矩阵键盘模块以及电源模块。
[0007]I)所述单片机控制系统包括:单片机STC89C52引脚40的VCC连接正极5V，而引脚20的VSS连接电源地端。
[0008]2)所述AD转换模块包括:芯片ADC0832通过引脚5、6连接单片机的？2.2端口进行数据的接收与发送;其引脚I接单片机的P2.4端口，进行片选，低电平时开通AD模块;其引脚7接单片机的P2.3端口；引脚4直接接地；引脚8直接连接电源模块。
[0009]3)所述烟雾采集模块包括:MQ-2烟雾传感器通过引脚4、6送给AD转换模块ADC0832的引脚2进行AD转换，其引脚1、3直接连接电源，引脚5通过电阻接地。
[0010]4)所述温度采集模块包括:芯片DS18B20的引脚I直接接地，引脚3直接连接电源，引脚2接一个上拉电阻和单片机STC89C52的P2.3端口来完成对总线的上拉。
[0011]5)所述喷水电机模块包括:喷水电机通过一个三极管的基极串连一个2K的电阻连接到单片机的P3.7端口。
[0012]6)所述LCD液晶显示模块包括:芯片LCD160 2的引脚I直接接地，引脚2直接连接电源，引脚3连接一个电阻后接地，引脚4、5、6分别接单片机的P2.7、P2.6、P2.5端口，引脚7到引脚14依次连接单片机的P0.0到P0.7端口，引脚15直接连接电源，引脚16直接接地。
[0013]7)所述GSM模块包括:芯片TC35分别与单片机的P3.0端口和P3.1端口连接。
[0014]8)所述蜂鸣器报警模块包括:通过三极管基极串连一个电阻与单片机的P3.2端口连接。
[0015]9)所述矩阵键盘模块包括:由16个按键组成，其中4横行分别接单片机的P14、P15、P16、P17端口，4竖行分别接单片机的P10、P11、P12、P13端口。
[0016]1)所述电源模块包括:输出5V直流电压给整个系统供电。
[0017]本发明的有益效果是:
[0018]1.所述一种智能火灾报警系统及其控制方法，使用GSM通信模块与单片机相连，实现自动发送短信通知用户，智能化程度高，无需人为控制。
[0019]2.所述一种智能火灾报警系统及其控制方法，采用分模块设计方法，整个装置易于拆卸和组装。
[0020]3.所述一种智能火灾报警系统及其控制方法，采用传感器实时采集现场数据和远程数据传输的方式保障生产与生活环境的安全，避免火灾和爆炸事故以及煤气中毒现象的发生，在防火、防爆和安全生产中具有广阔的市场空间与发展前景。
【附图说明】
[0021 ]图1为智能火灾报警系统的结构框图
[0022]图2为系统整体电路原理图
[0023]图3为单片机最小系统原理图
[0024]图4为烟雾传感器原理图
[0025]图5为AD转换原理图
[0026]图6为温度传感器原理图
[0027]图7为IXD显示原理图
[0028]图8为蜂鸣器报警电路原理图
[0029]图9为喷水电机电路原理图
[0030]图10为GSM模块与单片机232通信连接原理图
[0031]图11为矩阵键盘原理图
[0032]图12为电源接口电路原理图
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做进一步说明。
[0034]如图1和图2所示，本发明所述电路包括:单片机最小系统作为整个系统的CHJ模块、ADC0832转换模块、MQ-2烟雾传感器采集模块、DS18B20温度采集模块、喷水电机模块、IXD160 2液晶显示模块、GSM模块、蜂鸣器报警模块、矩阵键盘模块以及电源接口电路。通过MQ-2烟雾传感器实时获取可燃气体浓度、DS18B20温度传感器获得火灾现场温度，并通过LCD1602芯片液晶显示数据，当浓度或温度超过限定值时则能够完成声光报警、GSM短信提醒和喷水灭火功能，便于人们及时掌握环境的安全状况，提高安全系数。
[0035]如图3所示，主板的单片机最小系统包括单片机、复位电路和时钟电路构成。单片机最小系统中单片机为STC89C52ATC89C52单片机的工作电压范围为4V-5.5V，所以通常给单片机外界5V直流电源。连接方式为单片机中的40脚VCC接正极5V，而20脚VSS接电源地端。XTALl和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出，18脚、19脚接有振荡电路，其中晶振频率为
11.0592MHz。当给单片机加上工作所需直流电源时，振荡器就开始振荡起来。振荡电路的目的是为单片机工作提供所需的时钟脉冲信号。其中18脚和19脚分别对地接了一个1yF的电容，目的是防止单片机自激。同时在9脚也就是RST端外接了一个复位电路，目的是使单片机上电开始工作时，内部电路从初始状态开始工作。本系统采用的是外部手动按键复位电路，需要连接上拉电阻来提高输出高电平的值。
[0036]如图4所示，MQ-2烟雾传感器是以清洁空气中电导率较低的金属氧化物二氧化锡为主体的N型半导体气敏元件。当传感器所处环境中存在烟雾气体时，传感器的电导率随空气中烟雾气体浓度的增加而增大。在设计报警器时只要使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。此模块的MQ-2烟雾传感器采集现