浅论宿舍智能报警与控制系统

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1、浅论宿舍智能报警与控制系统针对近些年高校宿舍火灾多发状况，我们提出了集Arduino、GSM、传感器、蓝牙等技术的宿舍智能报警与控制系统设计方案，可解决高校宿舍等小型单元发生火灾不能及时处理的问题。首先，系统可对宿舍A温湿度、烟雾浓度、有无火焰等进行监测，并将监测信息通过蓝牙实时传输到手机终端；若检测到火灾发生，系统将启动声光报警和GSM远程报警来通知相关人员；另外系统内置UPS，以保证外部断电时系统的正常工作。通过实际测试，系统工作良好且响应时间短，可以很好地解决实际问题。【关键词】智能报警Arduino传感器GSM蓝牙传输1引言近年来，高校学生公寓频繁

2、发生的火灾，大多是电线短路引发，造成了大量人员伤亡和财产损失，已严重影响到学生的学习和生活。已冇的火灾报警器虽然可以实现对宿舍情况的监测和就地报警，但在检测信息的实时传输和火情的远程报警方面还有欠缺，而且市场上的产品价格相对较高、应用范围比较窄，在准确性、及时性和有效性等方面还有待提高。火灾的早期发现和预警是避免人员财产受损的关键环节。针对上述问题，本文着重从实时性、实用性等方面，介绍基于Arduino的智能火灾报警与控制系统的设计。2系统总体设计系统采用ArduinoNano作为智能报警与控制系统的主控，利用火焰传感器、烟雾传感器和温湿度传感器对宿舍内部

3、的环境包括火焰、烟雾、温湿度和红外线等因素进行实时监测与处理，然后通过蓝牙将数据传送到手机智能终端。系统结构图如图1所示。正常情况下，近距离连接蓝牙后，用户可以通过手机终端实时地看到各项传感器数裾，若监测数据满足设定的阈值触发条件，主控系统就会白动启动声光报警和GSM远程报警装置，从而通知宿舍附近成员以及宿舍成员有火灾发生。除了实现火灾监控与报警功能，系统可用手机蓝牙近距离控制系统的LED灯，作为日常照明灯使用，从而使宿舍生活更加便捷化、智能化。另外系统设有内置UPS,可以实现系统不间断供电。3系统硬件设计3.1Arduino主控本系统采川ArduinoN

4、ano开发板，该开发板采川ATMEGA32U4芯八，其可以在5V/16MHZ运行，支持ArduinoIDEVI.0.1,4个10位ADC引脚,12个数字I/0(5PWM能力)，Rx和Tx硬件串行连接。3.2数字温湿度传感器DHT11检测环境温度和湿度；湿度测量范围为20%-95%(0-50°C)，湿度测量误差为+-5%。3.3烟雾传感器MQ-2广泛的探测范围；高灵敏度/快速响应恢复；优异的稳定性/寿命长；可用于火灾的气体检测，适宜于烟雾、液化气、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氛气等的探测。3.4火焰传感器系统采用4线制的红外接收模块，可以检测火焰或波长在760n

5、m〜llOOnm范围内的光源；探测角度60度左右，对火焰光谱灵敏；灵敏度可调；配可调精密电位器调节灵敏度；工作电压3.3V-5V。3.5GSM模块模块芯片是SIM800模块；模块和用户的物理接口为68引脚；支持键盘功能；一路USB接口，便于客户调试、下载软件；音频接口，包含一路麦克风输入和一路受话器输出；可编程的通用输入输出接口（GPIO）;—路SIM卡接口；支持蓝牙功能；P丽功能引脚；PCM接口/SPI接口/SD卡接口三选一（默认PCM接门）；采用省电技术设计，在休眠模式下耗电流低至1.0毫安。3.6HC-05嵌入式蓝牙中口通讯模块具有两种工作模式：命令

6、相应工作模式和自动连接工作模式。自动连接工作模式：将自动根据事先设定的方式连接的数据传输；命令相应工作模式：能执行下述所有AT命令，用户可向模块发送各种AT指令，为模块设定控制参数或发布控制命令。通过控制模块外部引脚输入电平，可以实现模块工作状态的动态转换。3.7内置电源采用UPS技术，保证外部断电时系统的正常工作。4系统软件设计在本设计中报警系统与Android手机进行人机交互，将检测到的数据通过蓝牙实时传输到手机上，人机交互流程图如图3（右）所示。此外在手机Android登录界面有密码的输入和修改，以防有人恶意登录，影响系统的正常运行，人机交互界面如图

7、3（左）所示。系?y根据各传感器信息判断，是否具有触发条件。若符合条件，则系统就会自动启动声光报警和GSM远程报警装置，通知宿舍附近成员以及宿舍成员有火灾发生，系统流程图如图2所示。5系统功能实现为了避免传感器的误报警（特别是火焰传感器），经过对太阳光与火焰波长的波谱分析以及大量的实验数据分析，最终得出了一个合理的阈值。系统会对监测数据进行记录并且具有环境自适应能力，根据所处环境长期空气质量和光照强度的不同，&动根据预先设置数裾作出调整，以适应不同环境。经过不同环境下的实际测试，木系统均能正常稳定地工作。正常工作状态下，从火灾发生到通知相关人员，平均用时约

8、为30秒，灵敏度较高，反应时间较短。此外系统外观设计简洁美观且便于