家庭消防安全监测系统数据采集模块(附件)
社会科学和经济文化高速发展的今天，人们不仅限对住宅的外貌设计有一定要求，现在更强调安全性、智能化了。因此，有必要研制一种家庭消防报警器。课题将传感器、单片机、GSM通信和无线传输技术相融合， 设计出一种符合要求合理的火灾报警器。传感器部分课题用了MQ-2型烟雾传感器和DS18B20温度传感器来实现烟雾、温度的检测；单片机部分选用的是STC12C5A60S2作为微型处理器；GSM模块选用SIM800C来实现接收短信功能；无线传输模块使用E31-TTL-50和上位机通信。以上部分融合起来就可以实现声光报警、浓度显示、报警阈值设置、发送报警短信及与上位机无线通信等功能。最终实现一款功能齐全、运行稳定、数据精确、价格低廉的家庭消防安全报警器。关键词 家庭消防，温度监测，STC12C5A60S2，烟雾监测，GSM
目 录
1 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 国内外研究与发展现状 1
2 系统设计方案 2
2.1 硬件设计总框图 2
2.2总体硬件设计 3
2.3系统软件设计 3
3 主要器件 3
3.1单片机 4
3.2 MQ2烟雾传感器 5
3.3 温度传感器： 6
3.4 GSM 7
3.5 模数转换器 7
4 硬件电路 8
4.1单片机最小系统 8
4.2烟雾监测模块 9
4.3温度监测模块 10
4.4声光报警模块 10
4.5按键及电源模块 11
4.5显示模块 12
4.6 GSM模块 13
5软件设计 14
5.1主程序流程图 14
5.2报警模块子程序 15
5.3按键处理模块子程序 15
6系统的调试 16
6.1实验调试方法 16
6.2实物调试 16
6.2.1烟雾监测模块调试 16
6.2.2温度模块调试 17
6.3 GSM模块调试 18
6.4整体调试结果 22
结论 24 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
致谢 25
参考文献 26
附录A 硬件电路原理图 27
1 绪论
一个产业的兴起和发展都源于需求，有了需求才有发展的动力的方向。随着生活质量的提高，人们开始注重营造健康、安全、和谐的生活环境。其中有一方面体现在住上面。人们开始注重住房的安全，古代大户人家都有家丁守护大宅子，现今科技水平今非昔比，住宅安全的防护都是有机器监测。
1.1 概述
现今居民社区的安全需求多样化，综合性。一般来说，它分为两部分：公共安全和家庭安全。公共安防包括许多子系统，如人员识别，出入管理，周边围栏和停车场管理。家庭安全包括气体泄漏检测，防火防盗和其他功能。为了实现良好的社区安全功能，必须保证安全系统的稳定性和可靠性。人们的追求总是会不断提高的，这也促进了监测系统地不断升级完善。要想监测系统大范围运用于实际生活中，他必须在功能上、技术上、报价上、使用的方便性上和售后都要切合实际。现今安全系统能站住脚跟，与科学技术的发展离不开关系，新型材料的发明，集成电路的出现等，安全系统才能变得功能多样化，安装简洁。
得益于其他领域科学技术的发展，安全领域的技术才能有所突破，才能有光明的未来。之前初出茅庐的产品将被开发成多种多样的成熟高科技产品[2]。现在的安全监控系统有所突波的地方体现在具有信息传输功能。例如家庭防盗报警系统拥有报警、灯光控制和监控等多种功能。人们以后的生活将变得更加智能化，会有很高的安全性和舒适度。传统的安全系统在不断的使用中暴露了很多问题，目前国内外都在研究更先进的安全系统。我国的安全技术比较晚发展，安全设备落后，无法满足人们的安全需求。研究高新安全产品是迫切需要的 [4]。课题采用传感器技术、单片机技术、无线传输技术和计算机技术设计出实用的家居消防安全监控系统，实现住宅消防监控。
1.2 国内外研究与发展现状
从廿世纪八十年代至九十年代到现在火灾自动报警系统已有很长的一段发展过程，火灾报警装置在国外发明出来象征着火灾自动报警系统开始受到关注。后来火灾报警装置有了进一步发展并应用于火灾探测系统，象征着火灾自动报警系统的发展有着更美好的未来。今年来各行业、各领域技术上有着许多创新，有着许多突破。各个领域之间都是有联系的都会互相带动，火灾监测技术也是受惠者之一。于是出现各种火灾报警器，有更全面的，有更有针对性的。
火灾自动报警系统在发达国家已经成为整个安防系统的一部分，并且发展的比较成熟。发达国家有着完整的消防体系，他们把整个城市消防体系集中给一个部门管理，这个部门可以提供火灾报警精确数据，为消防部门提供精确的地点，去地点的最短路径，路上车的拥堵程度，火势发展程度。国外把计算机技术、网络技术和通信技术融合在一起。将火灾监测设备的实时监控以及故障的远程传输组合成了公共报警监控系统网络，将火灾自动报警系统接入网络，发生火灾的地方会有精确定位便于及时地到达现场，消防部队会及时收到消息快速赶来消灭火灾。之前的消防系统大部分用于比较大的场合，现在的一些发达国家，已经为家庭开始安装消防安全检测系统。
历史原因，我们国家高新技术产业发展起步较晚。新中国成立后，建筑产业蓬勃发展，这种发展下人们也意识到了我国火灾防范技术的缺漏和局限性，也就促进火灾报警器的技术革新，这一产业才能良好发展。一个产业有着良好的未来，就会吸引人们的关注和投资，在这促进下我们的火灾防范技术有着长足进步。后来也就出现了无线数据传输方式的火灾自动报警系统。因为它体积小安装便利、不需要拆除墙体、灵活性好，易于集中管理等优点，在很多公共场合都有安装，如科技馆、博物馆和展览中心安装的空气采样感烟探测器装置、厨房安装的感温探测器、燃气站安装的可燃气体探测器等。我国虽然起步较晚，但是在技术的突破上还是很迅速的，特别是近年来有许多创新技术使消防自动报警技术走上世界领先水平。
2 系统设计方案
2.1 硬件设计总框图
课题想要实现的是应用于家庭的环境的消防安全监测系统，主要实现的功能是对烟雾温度模块进行监测当超出阈值时触发报警。设计的整个系统主要包含以下几个模块：显示模块、烟雾模块，温度模块、通信模块、声光报警模块等。微处理器使用的是STC12C5A60S2芯片。传感器模块将模拟信号转化为数字信号送给单片机处理。单片机控制GSM模块发送短信。无线串口模块实现控制芯片与上位机的数据传输，采集到的数据信息可以在上位机进行显示。单片机的显示模块可以显示温度值和烟雾浓度。硬件框图如图2.1所示。
图2.1系统硬件总体框图
2.2总体硬件设计
目 录
1 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 国内外研究与发展现状 1
2 系统设计方案 2
2.1 硬件设计总框图 2
2.2总体硬件设计 3
2.3系统软件设计 3
3 主要器件 3
3.1单片机 4
3.2 MQ2烟雾传感器 5
3.3 温度传感器： 6
3.4 GSM 7
3.5 模数转换器 7
4 硬件电路 8
4.1单片机最小系统 8
4.2烟雾监测模块 9
4.3温度监测模块 10
4.4声光报警模块 10
4.5按键及电源模块 11
4.5显示模块 12
4.6 GSM模块 13
5软件设计 14
5.1主程序流程图 14
5.2报警模块子程序 15
5.3按键处理模块子程序 15
6系统的调试 16
6.1实验调试方法 16
6.2实物调试 16
6.2.1烟雾监测模块调试 16
6.2.2温度模块调试 17
6.3 GSM模块调试 18
6.4整体调试结果 22
结论 24 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
致谢 25
参考文献 26
附录A 硬件电路原理图 27
1 绪论
一个产业的兴起和发展都源于需求，有了需求才有发展的动力的方向。随着生活质量的提高，人们开始注重营造健康、安全、和谐的生活环境。其中有一方面体现在住上面。人们开始注重住房的安全，古代大户人家都有家丁守护大宅子，现今科技水平今非昔比，住宅安全的防护都是有机器监测。
1.1 概述
现今居民社区的安全需求多样化，综合性。一般来说，它分为两部分：公共安全和家庭安全。公共安防包括许多子系统，如人员识别，出入管理，周边围栏和停车场管理。家庭安全包括气体泄漏检测，防火防盗和其他功能。为了实现良好的社区安全功能，必须保证安全系统的稳定性和可靠性。人们的追求总是会不断提高的，这也促进了监测系统地不断升级完善。要想监测系统大范围运用于实际生活中，他必须在功能上、技术上、报价上、使用的方便性上和售后都要切合实际。现今安全系统能站住脚跟，与科学技术的发展离不开关系，新型材料的发明，集成电路的出现等，安全系统才能变得功能多样化，安装简洁。
得益于其他领域科学技术的发展，安全领域的技术才能有所突破，才能有光明的未来。之前初出茅庐的产品将被开发成多种多样的成熟高科技产品[2]。现在的安全监控系统有所突波的地方体现在具有信息传输功能。例如家庭防盗报警系统拥有报警、灯光控制和监控等多种功能。人们以后的生活将变得更加智能化，会有很高的安全性和舒适度。传统的安全系统在不断的使用中暴露了很多问题，目前国内外都在研究更先进的安全系统。我国的安全技术比较晚发展，安全设备落后，无法满足人们的安全需求。研究高新安全产品是迫切需要的 [4]。课题采用传感器技术、单片机技术、无线传输技术和计算机技术设计出实用的家居消防安全监控系统，实现住宅消防监控。
1.2 国内外研究与发展现状
从廿世纪八十年代至九十年代到现在火灾自动报警系统已有很长的一段发展过程，火灾报警装置在国外发明出来象征着火灾自动报警系统开始受到关注。后来火灾报警装置有了进一步发展并应用于火灾探测系统，象征着火灾自动报警系统的发展有着更美好的未来。今年来各行业、各领域技术上有着许多创新，有着许多突破。各个领域之间都是有联系的都会互相带动，火灾监测技术也是受惠者之一。于是出现各种火灾报警器，有更全面的，有更有针对性的。
火灾自动报警系统在发达国家已经成为整个安防系统的一部分，并且发展的比较成熟。发达国家有着完整的消防体系，他们把整个城市消防体系集中给一个部门管理，这个部门可以提供火灾报警精确数据，为消防部门提供精确的地点，去地点的最短路径，路上车的拥堵程度，火势发展程度。国外把计算机技术、网络技术和通信技术融合在一起。将火灾监测设备的实时监控以及故障的远程传输组合成了公共报警监控系统网络，将火灾自动报警系统接入网络，发生火灾的地方会有精确定位便于及时地到达现场，消防部队会及时收到消息快速赶来消灭火灾。之前的消防系统大部分用于比较大的场合，现在的一些发达国家，已经为家庭开始安装消防安全检测系统。
历史原因，我们国家高新技术产业发展起步较晚。新中国成立后，建筑产业蓬勃发展，这种发展下人们也意识到了我国火灾防范技术的缺漏和局限性，也就促进火灾报警器的技术革新，这一产业才能良好发展。一个产业有着良好的未来，就会吸引人们的关注和投资，在这促进下我们的火灾防范技术有着长足进步。后来也就出现了无线数据传输方式的火灾自动报警系统。因为它体积小安装便利、不需要拆除墙体、灵活性好，易于集中管理等优点，在很多公共场合都有安装，如科技馆、博物馆和展览中心安装的空气采样感烟探测器装置、厨房安装的感温探测器、燃气站安装的可燃气体探测器等。我国虽然起步较晚，但是在技术的突破上还是很迅速的，特别是近年来有许多创新技术使消防自动报警技术走上世界领先水平。
2 系统设计方案
2.1 硬件设计总框图
课题想要实现的是应用于家庭的环境的消防安全监测系统，主要实现的功能是对烟雾温度模块进行监测当超出阈值时触发报警。设计的整个系统主要包含以下几个模块：显示模块、烟雾模块，温度模块、通信模块、声光报警模块等。微处理器使用的是STC12C5A60S2芯片。传感器模块将模拟信号转化为数字信号送给单片机处理。单片机控制GSM模块发送短信。无线串口模块实现控制芯片与上位机的数据传输，采集到的数据信息可以在上位机进行显示。单片机的显示模块可以显示温度值和烟雾浓度。硬件框图如图2.1所示。
图2.1系统硬件总体框图
2.2总体硬件设计
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