本實(shí)用新型涉及家居火災(zāi)預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于SIM900A的家居火災(zāi)檢測(cè)與預(yù)警的硬件系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人口日益集中，建筑火災(zāi)安全問題也日益嚴(yán)峻。傳統(tǒng)的火災(zāi)檢測(cè)一般以火災(zāi)的某一物理特性進(jìn)行檢測(cè)。比如不少建筑物中采用煙霧報(bào)警器對(duì)煙霧進(jìn)行檢測(cè)并通過線路傳送警報(bào)信息。基于單一火災(zāi)信息的檢測(cè)方法容易造成火災(zāi)的誤判或失判，只能適用于特定的場(chǎng)所和特定的火災(zāi)類型，而且有線傳輸成本高、布線麻煩、結(jié)構(gòu)不靈活。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種基于SIM900A的家居火災(zāi)檢測(cè)與預(yù)警的硬件系統(tǒng)，依靠該硬件系統(tǒng)，通過多種傳感器檢測(cè)火災(zāi)信息后融合判斷，再通過無線模塊傳送信息，克服了傳統(tǒng)檢測(cè)裝置的不足。

本實(shí)用新型采用以下方案實(shí)現(xiàn)：一種基于SIM900A的家居火災(zāi)檢測(cè)與預(yù)警的硬件系統(tǒng)，其特征在于：包括用戶手機(jī)、監(jiān)控主機(jī)和至少兩個(gè)從機(jī)；所述從機(jī)包括一電路板，所述的電路板上設(shè)置有STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)，所述的STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)連接有傳感器檢測(cè)模塊和nRF24L01射頻模塊；所述的傳感器檢測(cè)模塊包括火焰?zhèn)鞲心K、溫度傳感模塊以及煙霧傳感模塊；所述的監(jiān)控主機(jī)包括STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)以及與該STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)連接的nRF24L01射頻模塊、語音報(bào)警模塊和SIM900A通訊模塊；所述從機(jī)經(jīng)所述nRF24L01射頻模塊與所述監(jiān)控主機(jī)通訊，所述監(jiān)控主機(jī)經(jīng)GSM/GRPS網(wǎng)絡(luò)與所述用戶手機(jī)通訊。

在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述從機(jī)還包括一用于固定在墻壁上的底座，所述電路板設(shè)置于所述底座內(nèi)，所述底座的側(cè)壁開設(shè)有透氣柵格，用于所述煙霧傳感器識(shí)別外界煙霧；所述側(cè)壁的上端延伸有環(huán)形護(hù)壁，所述環(huán)形護(hù)壁兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有用于方式所述火焰?zhèn)鞲心K和溫度傳感模塊的容腔，所述容腔表面開設(shè)有孔洞；所述底座上設(shè)置有聯(lián)動(dòng)無線攝像頭，該無線攝像頭內(nèi)置于一透明半球形罩體內(nèi)；所述的聯(lián)動(dòng)無線攝像頭經(jīng)GSM/GRPS網(wǎng)絡(luò)與所述用戶手機(jī)通訊。

在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述的無線攝像頭和電路板各自獨(dú)立供電。

在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述nRF24L01射頻模塊的CE端口與所述STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)的P1.0端口連接；所述nRF24L01射頻模塊的CSN端口與所述STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)的P1.1端口連接；所述nRF24L01射頻模塊的SCK端口與所述STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)的P1.2端口連接；所述nRF24L01射頻模塊的MOSI端口與所述STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)的P1.3端口連接；所述nRF24L01射頻模塊的MISO端口與所述STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)的P1.4端口連接；所述nRF24L01射頻模塊的IRO端口與所述STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)的P1.5端口連接。

在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述的SIM900A通訊模塊由一電源電路供電，所述電源電路包括MIC29302WT高電流低壓差穩(wěn)壓器、第一電容、第二電容、第三電容、第一電阻、第二電阻以及第三電阻；所述MIC29302WT高電流低壓差穩(wěn)壓器包括IN輸入端、GND接地端、ADJ調(diào)整端、EN使能端以及OUT輸出端；所述IN輸入端連接5-12V電壓，所述EN使能端與IN輸入端連接，所述第一電容的正極與所述IN輸入端連接，負(fù)極接地；所述第二電容的正極與OUT輸出端連接，負(fù)極接地；所述第三電容的一端與OUT輸出端連接，另一端接地；所述的ADJ調(diào)整端與第二電阻的第一端連接，第二電阻的第二端接地；所述第一電阻的一端與所述OUT輸出端連接，另一端與所述第二電阻的第一端連接；所述第三電阻的一端接地，另一端與所述OUT輸出端連接。

在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述煙霧傳感模塊由MQ-2傳感器、放大電路、濾波電路依次級(jí)聯(lián)構(gòu)成。

本實(shí)用新型通過在家居環(huán)境中設(shè)置不同節(jié)點(diǎn)的多傳感器火災(zāi)檢測(cè)裝置，對(duì)家居環(huán)境進(jìn)行全方面的火災(zāi)檢測(cè)，并通過對(duì)傳感器信息進(jìn)行融合處理，再通過無線射頻模塊發(fā)送給主機(jī)，再由主機(jī)發(fā)出報(bào)警并將火災(zāi)及火災(zāi)區(qū)域位置信息發(fā)送至用戶手機(jī)終端。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)火災(zāi)煙霧、火焰和溫度信息的融合處理，且實(shí)現(xiàn)全程無線控制，克服有線信息傳輸?shù)牟蛔悖送?，本?shí)用新型還充分利用了攝像頭的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)攝像頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，將分機(jī)的電路設(shè)置于攝像頭內(nèi)，不僅提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而且充分利用了空間，設(shè)計(jì)巧妙。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例系統(tǒng)硬件架構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例系統(tǒng)原理框圖。

圖3是本實(shí)用新型從機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例nRF24L01無線射頻模塊與單片機(jī)接口電路。

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例SIM900A通訊模塊功能框圖。

圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例SIM900A電源電路。

圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例煙霧傳感模塊的電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。

請(qǐng)參見圖1和圖2，本實(shí)施例提供一種基于SIM900A的家居火災(zāi)檢測(cè)與預(yù)警的硬件系統(tǒng)，其特征在于：包括用戶手機(jī)、監(jiān)控主機(jī)和至少兩個(gè)從機(jī)；所述從機(jī)包括一電路板，所述的電路板上設(shè)置有STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)，所述的STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)連接有傳感器檢測(cè)模塊和nRF24L01射頻模塊；所述的傳感器檢測(cè)模塊包括火焰?zhèn)鞲心K、溫度傳感模塊以及煙霧傳感模塊；所述的監(jiān)控主機(jī)包括STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)以及與該STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)連接的nRF24L01射頻模塊、語音報(bào)警模塊和SIM900A通訊模塊；所述從機(jī)經(jīng)所述nRF24L01射頻模塊與所述監(jiān)控主機(jī)通訊，所述監(jiān)控主機(jī)經(jīng)GSM/GRPS網(wǎng)絡(luò)與所述用戶手機(jī)通訊。

請(qǐng)參見圖3，在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述從機(jī)還包括一用于固定在墻壁上的底1，所述電路板設(shè)置于所述底座內(nèi)，所述底座的側(cè)壁開設(shè)有透氣柵格2，用于所述煙霧傳感器識(shí)別外界煙霧；所述側(cè)壁的上端延伸有環(huán)形護(hù)壁3，所述環(huán)形護(hù)壁兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有用于方式所述火焰?zhèn)鞲心K和溫度傳感模塊的容腔4，所述容腔表面開設(shè)有孔洞5；所述底座上設(shè)置有聯(lián)動(dòng)無線攝像頭6，該無線攝像頭內(nèi)置于一透明半球形罩體7內(nèi)；所述的聯(lián)動(dòng)無線攝像頭經(jīng)GSM/GRPS網(wǎng)絡(luò)與所述用戶手機(jī)通訊。本實(shí)施例通過對(duì)現(xiàn)有攝像頭的改進(jìn)，充分利用攝像頭底座的空間，將從機(jī)電路設(shè)置于攝像頭底座內(nèi)，將溫度和火焰?zhèn)鞲衅鲗?duì)稱設(shè)置在攝像頭外殼的兩側(cè)，這樣不僅不會(huì)影響測(cè)量數(shù)據(jù)，而且充分節(jié)省了空間，同時(shí)還能通過相應(yīng)的軟件設(shè)置，做到數(shù)據(jù)采集配合攝像頭視頻采集，讓用戶更好的了解家居的環(huán)境情況。在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述的無線攝像頭和電路板各自獨(dú)立供電。本實(shí)施例中，該無線攝像頭具備獨(dú)立的控制系統(tǒng)，其能獨(dú)立經(jīng)GSM/GRPS網(wǎng)絡(luò)與所述用戶手機(jī)通訊，在各傳感器識(shí)別到警情后，用戶能通過用戶手機(jī)調(diào)取對(duì)應(yīng)的攝像頭進(jìn)行視頻監(jiān)控和驗(yàn)證，能及時(shí)為用戶做好應(yīng)對(duì)措施提供時(shí)間保證。

請(qǐng)參見圖4在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述nRF24L01射頻模塊的CE端口與所述STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)的P1.0端口連接；所述nRF24L01射頻模塊的CSN端口與所述STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)的P1.1端口連接；所述nRF24L01射頻模塊的SCK端口與所述STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)的P1.2端口連接；所述nRF24L01射頻模塊的MOSI端口與所述STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)的P1.3端口連接；所述nRF24L01射頻模塊的MISO端口與所述STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)的P1.4端口連接；所述nRF24L01射頻模塊的IRO端口與所述STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)的P1.5端口連接。該種連接能充分利用STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)的端口，易于STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)的程序編寫。

請(qǐng)參見圖5，本實(shí)施例采用的SIM900A模塊具有兩組TTL接口，一組供3.3V單片機(jī)選用，一組供5V單片機(jī)選用。在單片機(jī)連接時(shí)，只需要將SIM900A 5V TXD連接到單片機(jī)的P3.0管腳，SIM900A 5V RXD連接到單片機(jī)的P3.1管腳。

請(qǐng)參見圖6，在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述的SIM900A通訊模塊由一電源電路供電，所述電源電路包括MIC29302WT高電流低壓差穩(wěn)壓器、第一電容、第二電容、第三電容、第一電阻、第二電阻以及第三電阻；所述MIC29302WT高電流低壓差穩(wěn)壓器包括IN輸入端、GND接地端、ADJ調(diào)整端、EN使能端以及OUT輸出端；所述IN輸入端連接5-12V電壓，所述EN使能端與IN輸入端連接，所述第一電容的正極與所述IN輸入端連接，負(fù)極接地；所述第二電容的正極與OUT輸出端連接，負(fù)極接地；所述第三電容的一端與OUT輸出端連接，另一端接地；所述的ADJ調(diào)整端與第二電阻的第一端連接，第二電阻的第二端接地；所述第一電阻的一端與所述OUT輸出端連接，另一端與所述第二電阻的第一端連接；所述第三電阻的一端接地，另一端與所述OUT輸出端連接。SIM900A模塊VBAT輸入范圍在3.2V～4.8V,推薦值為4V。電源模塊以MIC29302WT為核心，最大電流輸出能力達(dá)3A。取參考電壓V_REF＝1.215V,通過公式(1)取電源電路中R1和R2的值為100K和43K,則V_OUT＝4.04V。因此，本電源模塊能為SIM900A提供合適的工作電壓。

請(qǐng)參見圖7，在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述煙霧傳感模塊由MQ-2傳感器、放大電路、濾波電路依次級(jí)聯(lián)構(gòu)成。MQ-2傳感器對(duì)液化石油氣、天然氣、烷類等煙霧都具有很高的靈敏度和良好的抗干擾性。煙霧傳感器檢測(cè)信號(hào)需要經(jīng)過放大電路放大、濾波后再由AD模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。較佳的，火焰?zhèn)鞲衅鬟x擇紅外火焰?zhèn)鞲衅?，可以采用R2868，探測(cè)波長(zhǎng)為700納米到1000納米范圍，探測(cè)角度為60度。紅外火焰?zhèn)鞲衅鲗z測(cè)到的外界紅外光轉(zhuǎn)化為電流，通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為0～255范圍內(nèi)的數(shù)字量。本實(shí)施例中，較佳的，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以有6個(gè)火焰?zhèn)鞲衅?，即，一個(gè)火焰?zhèn)鞲心K可以設(shè)置6個(gè)火焰?zhèn)鞲衅?，以使每個(gè)節(jié)點(diǎn)能在360度檢測(cè)火焰信息。溫度檢測(cè)采用DS18B20溫度傳感器。DS18B20是一種單總線芯片，只需要通過一條線與單片機(jī)引腳相連，占用處理器端口少，可節(jié)省大量引線和邏輯電路，使用方便，適用于精確測(cè)溫場(chǎng)合。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型的涵蓋范圍。