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作者：西北师范大学知行学院 张彦涛 唐海鹏 杨奋志
指导教师：厉树忠 刘玮

　　作品简介

　　开发背景：
　　随着人类社会进步和科学技术的迅猛发展，智能化防盗、防火、急救等功能的综合系统逐渐普及。该作品就是在这样的背景下所设计的。

　　结构说明：　　

 　　如图1所示，该系统整体由电源模块、单片机控制模块、GSM无线传输模块、液晶显示模块、各种传感器模块和摄像头现场图像采集模块等部分组成。

　　功能说明：
　　当各种传感器模块检测到异常信息后，摄像头对现场进行取景拍摄，系统同时声光报警，并将照片保存后发送到用户手机，以便用户及时了解现场情况，采取相依措施。

　　使用说明：
　　报警器开启后，系统自动运行，待机检测时，会显示现场温湿度、用户电话号码。

　　1、当发生盗窃时，红外传感器就会将信息传送给控制单片机，系统会自动报警并将盗窃现场的图像发送至指定手机，30秒后，系统继续现场进行监控。
　　2、当发生火灾后，现场温度超过设定值(设定值可以修改)，温湿传感器就会将信息传送给主控单片机，报警系统触发后，会发出火警报警，提示现场人员并且发送信息至指定手机，30秒后，系统继续进行监测。
　　3、当发现有毒气体后，有毒气体传感器就会将信息传送给主控系统，系统会自动启动有害气体报警，通知现场人员撤离，并且采集现场信息发送至指定手机，30秒后，系统继续进行监测。
　　4、当有人员进行呼叫时，无线遥控模块就会将信息传送给控制单片机，系统会触发人员呼救报警，同时摄像头对现场进行图像采集，并将图像发送至指定手机，30秒后，系统继续进行监控。

　　平台选型说明

        家庭安全信息手机显示报警系统，采用STC15F2K60S2(大赛指定专用芯片)单片机系统作为主控系统;采用SIM300无线传输模块作为彩信发送模块;采用STC-12C5A32S2作为摄像头控制系统;多种传感器(DHT11温湿传感器、MQ-2烟雾传感器、HC-SR501人体红外传感器);CCD摄像头(现场取景)的智能化报警系统。

　　设计说明

　　系统原理图：　　

　　设计原理：
　　本系统由单片机STC15F2K60S2作为主控模块、12864液晶作为液晶显示模块、DHT11温湿传感器、MQ-2烟雾气体传感器和HC-SR501 人体红外传感器等组成传感器探测模块、CCD摄像头及STC12C5A32S2单片机组成摄像及其他电路模块。当STC15F2K60S2单片机接收到异常信号后，通过GSM无线传输模块将异常信息传输到用户的手机上，以便让用户做出相应的措施。

　　设计方案：
　　1、电源模块
　　采用12V直流快速充电器作为电源接入，然后由5V稳压芯片LM7805降压后给系统供电。

　　2、单片机控制模块
　　采用大赛指定单片机STC15F2K60S2作为系统的主控芯片。该单片机既有抗干扰能力强、支持超级加密、无需外部晶振和复位电路、支持ISP/IAP在线编程、2K字节SRAM、双串口、带有高速10位A/D转换器、低功耗的优点。

　　3、GSM无线传输模块
　　采用SIM300无线通信模块，该模块属于四频GSM/GPRS模块，完全采用SMT封装形式，同时采用了功能强大的ARM926EJ-S芯片处理器。SIM300性能稳定，外观小巧，性价比高，能满足您的多种需求。SIM300采用工业标准接口，工作频率为GSM/GPRS 850/900/1800/1900MHz，可以低功耗实现语音、SMS、数据和传真信息的传输。另外，SIM300的尺寸大小为24*24*3mm，能适用于M2M应用中的各类设计需求，尤其适用于紧凑型产品设计。

　　4、红外传感器模块
　　采用E3F-DS10C4漫反射型光电开关，当开关发射光束时，目标产生漫反射，发射器和接收器构成单个的标准部件，当电开关有足够的组合光返回接收器时，开关状态发生变化。特征：有效作用距离是由目标的反射能力、目标表面性质和和颜色决定;较小的装配开支，当开关由单个元件组成时，通常是可以达到粗定位;采用背景抑制功能调节测量距离;对目标上的灰尘敏感和对目标变化了的反射性能敏感。

　　5、温湿度传感器模块
　　采用DHT11数字式温湿度传感器，它是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高的优点。

　　6、有毒气体传感器模块
　　采用MQ-2烟雾气体传感器，它适用于家庭或工厂的气体泄漏监测装置，适宜于液化气、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氢气、烟雾等监测装置，探测可燃气体、烟雾300 to 10000ppm。它的特点是：具有信号输出指示、双路信号输出(模拟量输出及TTL电平输出)、TTL输出有效信号为低电平,可接直接接单片机I /O口、模拟量输出0~5V电压，浓度越高电压越高、对液化气、丁烷、甲烷、烟雾等、有较好的灵敏度、使用寿命长、稳定性好、具有快速响应恢复特性。

　　7、无线遥控报警传感器模块
　　采用超薄TC9012红外发射遥控器和高品质PIC3388红外接收头实现红外传送数据模块，让病人操作控制变得简单，且在房间内可以在一定范围内都可以实现数据的传送，及灵活又方便。

　　8、图像采集模块
　　采集用PTC08串口CCD摄像头，该摄像头具有拍摄清晰，采集的图像小等特点。该摄像头配有STC12C5A32S2单片机作为其控制系统，该单片机有两个串口，因此可以级联在系统中，将图像直接送到无线传输模块。

　　作品特色

　　1、先进性：通过GSM无线传输模块将现场的异常信息传送到用户手机上，可进行实时监控。
　　2、实用性：该报警器应用范围广，在家庭中可以进行无人监控;在学校实验室可以对实验室财产进行监控;在小区中，可以对小区公共财产进行监控;在工厂中，可以对工厂中的场地及设备进行无人监控等。
　　3、创新性：该系统可以进行实时监控并且可以远距离传输，通过各个传感器的并行工作，系统会在第一时间内做出响应。

系统演示视频：http://v.eepw.com.cn/video/play/id/2312