基于GSM的智能家居火灾检测与报警系统设计

可燃性气体、烟雾传感器进行室内环境监测，系统使用SIM800C无线模块进行远程通信，系统能够以收发短信的方式进行 监测与远程报警提醒。系统具有结构简单、成本低、便于中老年人群居家使用等特点，具有较高的应用价值和市场前景。

关键词：GSM ；智能家居；嵌入式系统；远程报警Design of Smart Home Fire Detection and Alarm System Based on GSMBian Yuliang, Wang Xiuyou, Zhou Hongzhi(College of Information Engineering, Fuyang Normal University, Fuyang Anhui, 236041)Abstract： A fire detection and alarm system of smart home based on GSM is designed. STC89C52 microcontroller is used as the central controller of the system, combustible gas and smoke sensors are used for indoor environment monitoring, sim800c wireless module is used for remote communication, and the system can send and receive SMS for monitoring and remote alarm. The system has the characteristics of simple strueture, low cost, convenient for middle-aged and elderly people to use at home, and has high application value and market prospect.Keywords: GSM; smart home; embedded systemremote alarm0引言智能家居系统主要应用于家庭生活环境中，综合利用物

用了可燃性气体和烟雾两种传感器检测家居环境的气体泄

漏和烟雾信息。传感器一旦检测到含有家用天然气成分的可 燃性气体的泄漏，或者检测到室内产生一定浓度的烟雾，便

联网技术、计算机技术和传感器技术等将家庭中的各种电器 设备组合起来称为一个整体，能够大幅度提高家庭环境的智

会及时通过GSM无线模块通知家人危险的发生。与此同时，系 统还增加了蜂鸣器电路,用来发出高音量的声音报警信号,

能化水平随着人们生活智能化水平的不断提高,人们对

家庭环境智能化的整体要求也越来越突出也。特别是居家生

不仅如此，系统针对听觉有障碍的老年用户，还添加了高亮

度的LED灯光报警电路模块，使得该系统能够同时实现声音

活的安全性日益成为人们对智能家居关注的重点，特别是针

对中老年用户，他们大多居住在老旧小区，家用电器老化严

和闪光报警提醒的功能,尽可能的使用多种方式尽早通知用

重年久失修,极易发生故障。而且由于这些用户随着年龄的

逐渐增长，行动日益不便，大多数人群还处于与孩子分居状

户危险的发生。态，遇到紧急情况难以自救，居家生活的安全性对他们来说 更是至关重要閱。以往的智能家居系统常常需要各种网络的

支持，使得系统结构复杂，成本高，并且一旦发生火灾系统处 于断电状态时，难以保证系统运行的可靠性。针对此问题，设

计了一种基于GSM的智能家居远程检测与报警系统皿，该

系统使用可燃性气体和烟雾传感器实时检测居家环境，通过

SIM800C模块进行短信报警提醒，大大简化系统结构的复杂 度，降低了系统成本，具有较高的实际应用价值和市场前景。图1系统总体结构框图设计使用微控制器作为系统主控制器，该主控能够实现

1系统总体方案设计室内火灾普遍具有火势较大，蔓延快的特点，一旦发生 火灾如不能及时将火势扑灭，后果将难以估计。为了能够实

对可燃性气体和烟雾传感器数据进行实时的循环检测处理,

以及和SIM800C模块进行串口通信实现远程短信上报⑹，系

统能够及时的以短信的方式通知用户火灾的发生。系统使用

现家庭生活环境中火灾的检测和及时报警提醒，系统分别使 的可燃性气体和烟雾传感器能够实现对居家环境的信息釆

基金项目：省级校企合作实践教育基地项目\"阜阳师范大学信息工程学院安徽纬昊信息科技有限公司实践教育基地

(2019sjjd81)w； 2018年校级质量工程卓越人才培养计划项目''计算机专业卓越工程师(2018FXJT02)”。| 22申耳测说2021.08设计研发3系统测试及结果为了验证实验结果,实际将所有模块整体搭建起来进行 整体测试。为了能够实时的显示检测系统的当前运行工作状

集，可实时检测家居环境中的可燃性气体泄露以及烟雾，这

两种传感器可以设置输出开关量，操作简单，可靠性高。系统

包含的报警功能使用无线模块和主控制器通过串口进行通 信,通过短消息实现系统检测状态的上传和接受用户远程的

态，展示出系统运行的可靠性，实际编写程序和对硬件电路

控制指令。系统使用蜂鸣器外加驱动电路可以实现声音报警 功能，使用LED灯可以实现灯光报警功能的目的。该系统整体

结构框图如下图1所示。搭建时，测试系统还外接了 LCD显示屏用来显示系统当前采

集到的环境信息，通过人为的操作传感器，在烟雾报警器下

面制造烟雾使烟雾浓度达到报警值后,手机便能够及时的收

到报警短信。实际电路连接后运行的效果图下图3所示。通过 实测结果显示，该系统能够完成预先任务，整体效果符合预

2系统软件设计整个系统的电路板是使用Altium Designer软件进行

电路设计并转化为PCB电路板，系统应用程序设计使用Keil

期需求，能够达到设计目的。4设计开发平台釆用C语言程序编写的。总体应用程序设计

主要工作是设计主控制器STC89C52芯片上的应用程序，在

程序中首先要进行系统资源的初始化,如串口初始化，因为

SIM800C模块的默认波特率为115200bps,因此芯片串口波特 率也要一致,另外还要分配芯片引脚和片上资源，蜂鸣器和

LED灯光的初始化，其次要和GSM模块进行握手，进一步检测 GSM模块的网络注册状态能否成功，从而保证远程短信报警 的可靠性，实时的循环获取传感器的输出，主要包括循环控

制采集各个传感器输出的数据，与无线模块SIM800C通信接 受远程控制指令，上报当前系统状态，并且根据釆集到的环

图3系统运行实物图境状态参数进行分析和判断，从而选择进一步的系统操作,

包括控制蜂鸣器和LED灯实现声光报警和短信远程报警等功

能。系统主要的程序流程图如下图2所示。4结论随着人们在家庭生活中对家居安全性要求的提高，尽可

能早的发现并避免火灾,针对大多数智能家居远程报警系统

成本高，可靠性低等问题，设计了一种基于GSM的智能家居远

程火灾检测与报警系统,系统釆用可燃性气体和烟雾传感器

和多种报警方式，实现火灾的检测和远程报警功能。通过实

际实验表明，该系统能够实时检测居家环境的可燃性气体的

泄漏和烟雾,并准确的通过SIM800C无线模块进行远程报警

提醒，和声光报警功能。系统运行可靠,成本低，适用于中老

年人群家居环境，具有较高的实际应用价值和市场前景。参考文献[1]戴建.基于嵌入式的智能家居网关系统设计[D].上海：上

海工程技术大学,2016.⑵ 池晓宝.基于安卓的智能家居远程控制系统[D].南京：南

京师范大学,2017.⑶林军，扬成菊.高校危化晶实验室安全报警系统的设计与

实现[J],集宁师范学院学报,2020,05:41-46.⑷鹿曼.基于Android的智能家居控制系统的设计与实现

[D].山东：山东建筑大学,2013.⑸ 康晨晖.基于GSM网络的机房火灾远程报警系统的设计图2系统主程序流程图[D],西安：西安电子科技大学,2016.(上接第413页)参考文献[1]赵宁涛.芯片封装壳体自动化测量与分拣系统[J].智能制

造,2019,(11) :47-49,⑵袁浩浩，张联盟.图像中值滤波算法的优化及其硬件实现[J1.X业控制计算机,2010,4(23)： 56-57.[3]陈宁宁.几种图像阈值分割算法的实现与比较[J].电脑知

识与技术,2011,17(13)： 3109-3111.231