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【摘要】以arduino作為主控，設計具有能對非主人入室；能對煙霧和煤氣濃度過高進行智能判斷、并將信息通過GSM移動網絡發至主人手機的智能家居安防報警功能的系統。用戶可以直接了解到家中的情況,滿足人們對防火、防盜、防煤氣泄漏措施提出的要求。

【關鍵詞】Arduino；智能家居；報警；設計

1系統總體設計

1.1系統組成

該系統組成如圖1所示，以Arduino單片機作為主控芯片，外圍包含短信模塊、顯示模塊、傳感器模塊、網絡拓展模塊。紅外檢測器負責人體紅外信號的收集并將之傳輸到Arduino上分析判斷；煙霧檢測探頭負責煙霧信號的采集并將之傳輸到Arduino上分析判斷；煤氣檢測探頭負責煤氣濃度信號的采集并將之傳輸到Arduino上分析判斷。Arduino對熱釋電傳感器、煙霧檢測探頭和煤氣濃度檢測探頭采集的信號做分析處理，判斷其是否超過安全閾值，在判斷有危險時，Arduino控制GSM短信模塊向用戶發出報警信息，實現遠程報警。Arduino與GSM模塊之間的通信是通過串口來實現的，只需要將TX、RX、GND這三根線連接起來即可實現串口通信。

1.2系統主要器件

GSM模塊采用SIM900A，通過單片機給SIM900A芯片發送AT指令便可實現遠距離無線通信。煙霧傳感器是MQ-2，其作用是將采集到的煙霧信號發送到Arduino上讓其分析判斷，一旦超過閾值就通過GSM向用戶發送短信報警。煤氣傳感器采用MQ-5，其作用是將采集到的煤氣信號發送到Arduino上讓其分析判斷，一旦超過閾值就通過GSM向用戶發送短信報警。紅外傳感器是BISS0001，其作用是將采集到的紅外信號發送到Arduino上，讓其分析判斷，一旦超過閾值就通過GSM向用戶發送短信報警。溫度傳感器是單總線數字式DS18B20。

2系統程序設計流程

程序流程分為統主程序流程如圖2所示；人體紅外模塊程序流程如圖3所示；煤氣檢測模塊程序流程如圖4所示；煙霧檢測模塊程序流程如圖5所示。各個模塊采集到的信號由Arduino集中處理和分析，并將信息發給主人。

3GSM短信模塊配置

本系統主要應用了GSM模塊的短信功能進行報警，將報警信息通過GSM傳輸至系統預設手機上。故在模塊初始化時需進行相關配置：Serial.print("AT\r");//AT指令：檢查模塊是否響應Serial.print("AT+CSQ\r");//AT+CSQ指令：查詢信號強度Serial.print("AT+CREG?\r");//AT+CREG?指令：查詢GSM網絡注冊Serial.print("AT+COPS?\r");//AT+COPS?指令：查詢GSM網絡運營商短信發送之前，需明確短信的內容和短信接收者的號碼，在程序中就體現為在Arduino中創建緩存來存放短信內容和手機號碼。在SIM900A芯片中，短信有TEXT和PDU兩種發送模式，因為發送的內容較為簡潔，所以選用TEXT模式。程序的主要內容有設置短信發送號碼、設置短信發送模式、短信發送結束標志以及短信發送內容。單片機通過AT指令可以很方便地對GSM模塊進行相關配置，如檢測GSM模塊是否響應、查詢當前信號強度、查詢GSM模塊是否已注冊、查詢GSM網絡運營商。使用AT指令可以非常方便地發送短消息，通過單片機給SIM900A芯片發送AT指令便可實現遠距離無線通信。

4結束語

經過對傳感器模塊、Arduino、短信模塊、電源等系統部件的組裝調試，本系統可以達到煤氣泄漏報警、火災報警和防盜的設計要求。當人體紅外傳感器感應到人體信息時，當煙霧傳感器檢測到煙霧濃度超過安全標準時，當煤氣濃度超過設定閾值時，手機都能收到報警短信。

參考文獻

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作者：李梅 蔡武德 單位：云南師范大學物理與電子信息學院