基于短信报警的煤气检测及通风装置的设计

1、    基于短信报警的煤气检测及通风装置的设计    麦瑞彬+裴胜利摘要：本装置是将煤气泄漏等级分为轻度泄漏、严重泄漏两个等级，根据煤气泄漏的不同等级做出相应的处理，本设计将gsm通信技术引入报警系统，采用芯片sim900a在发生事故时发送短信，使系统可通过gsm网络的短信向外界报警，避免煤气泄漏的事故发生。采取模块化的设计思想，通过nrf905无线通信技术，将数据采集与数据处理分开成独立模块。本装置主要分为两大模块：移动采集终端与数据处理终端。针对以上两个部分，本文将详细阐述系统各部分的软硬件设计，包括核心芯片的原理和外围电路，芯片与芯片间的连接电路，

2、以及程序设计方法。关键词：煤气泄漏检测；avr单片机；gsm网络通信；nrf905无线通信：tp273.2 ：a0 引言在现代智能家居中，气体泄漏检测报警及控制系统，对于提高燃气使用设备的安全性和可靠性，具有非常重要的意义。本设计是个全新的家庭的气体泄漏检测报警和控制系统，该系统能自动判断在有气体泄漏浓度的级别，通过网络报警功能发送短信gsm，实现基于sim900a自动发短信报警功能，并作出相应的处理。利用avr单片机作为控制芯片，完成数据采集、数据处理、利用nrf905将移动采集终端采集的数据传输给数据处理终端1。1 基于短信报警的煤气泄漏检测装置的总体设计基于短信报警的煤气泄漏检测及通风装

3、置的设计结构框图如图1所示。该装置为家庭用气安全检测使用的，移动采集端可以安装在厨房、浴室等使用煤气的地方，数据处理终端可以安装在大厅，这样避免安装在角落里无法搜索到gsm网络，也便于人机交互。移动采集终端通过煤气传感器进行数据采集检测，当有煤气泄漏时，煤气传感器的数字量输出低电平激活atmega16单片机进行声光报警，将煤气传感器的模拟量输出进行a/d转换为数字量，并通过nrf905无线传输装置传输到数据处理终端。数据处理终端接收到信号后，根据煤气泄漏的浓度分为两个等级。当轻度泄漏，数据处理终端，打开换气扇，并发送一条警告短信给用户。当煤气泄漏报警等级为严重泄漏的时候，再关闭电磁阀，以及短信

4、告知用户发生严重泄漏了2。2 移动采集模块与数据处理模块硬件设计移动采集终端，主要的有气体传感器，atmega16控制芯片，nrf905的无线传感器模块和模块lm7805三端稳压器，稳压器模块asm1117。采用atmega16作为移动采集终端的控制芯片，具有spi（serial peripheral interface-串行外设接口）通信功能，能够与无线通讯模块nrf905采取同步串口通信。并且具有八位adc功能，在接收到煤氣传感器aout信号后进行ad转换，然后将数字信号通过无线通信模块传输给数据处理终端。数据处理终端由于需要更强大的处理能力与更多的io端口，所以这里处理芯片采用atmeg

5、a128单片机，具体还有采用lcd12864模块，sim900a模块，声光报警模块，继电器控制模块等。3 移动采集终端与数据处理终端的软件设计装置上电后，分别对i/o口、ad口、nrf905、spi进行初始化。启动ad转化对煤气传感器的模拟量信号转换为数字量信号。将转换好的数字量数据通过nrf905发送给数字处理终端。当煤气传感器的数字量输出为低电平时，蜂鸣器响。移动采集终端软件流程图如图1所示。装置上电后，先对usart，spi单片机通信参数初始化；然后通过spi对nrf905进行初始化；通过usart对sim900a进行初始化。开机完毕，给预设置的手机号码发送一条开机短信“gas dete

6、ction device to work”3。对接收的信号进行处理，判断当前煤气浓度泄漏的情况，并划分为轻度泄漏与严重泄漏。轻度泄漏的时候，开启通风扇，声光报警，并且通过短信“warning： mild gas leak”告知用户，在安全的范围内，用户可以选择继续作业，关闭声光报警。当有煤气泄漏为严重等级的时候，处理终端立刻关闭电磁阀，开启通风扇，声光报警，并且发送短信“danger： severe gas leak”告知用户，立刻离开现场4。数据处理终端软件流程图、实物图如图2、图3所示所示。4 总结与展望将本系统的实现加入gsm短信报警装置，能够及时通知用户，避免事故恶化，加入无线通信模块

7、，可实现一个数据处理终端，多个数据采集终端。移动采集终端可加入多种传感器，可同时多地采集物理信息5。本设计的系统保留很多拓展功能，（1）移植cos嵌入式系统，可以多任务运行，系统的运行效率更高。（2）增加更多的人机交互模式，如键盘输入控制，短信输入控制系统等。（3）gprs功能，利用sim900a模块将采集的信息上传到服务器。（4）采用多个移动采集终端，多个传感器的方式去分布式采集各样的数据信息。对现代智能防灾灭火系统也具有现实重要的意义。系统也可以采用多个移动采集终端，多个传感器的方式去分布式采集多种数据信息。例如在大棚农业上的应用，采集大棚湿度温度二氧化碳浓度等信息，可实施自动化农业生产管

8、理等。参考文献1 王利兴. 基于短信平台的nms网管系统短信报警功能应用与研究j. 金融科技时代，2014（06）：64652 王猛，陈浩，张耀. 燃气报警器的分类与选择. 沈阳：企业标准化，2007（09）：533 周未. 基于gsm网络的防窃电实时监控系统的设计方案探讨，南宁：广西电业，2008，23（2）：23234 曹阳，钱斌，程行. 可燃气体报警器的现状及原理. 上海：城市公用事业，1999，（5）：28305 李冬梅，黄元庆等. 几种常见气体传感器的研究进展. 北京：传感器世界，2006，611作者简介麦瑞彬，2015年于天津理工大学中环信息学院获得学士学位。 科学与财富2017年