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无线烟火远程报警系统设计

作者:时间:2012-04-17来源:网络收藏

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2.1 STC89C51单片机电路
STC89C51单片机是MCS-51系列单片机的派生产品,它在指令系统、硬件结构和片内资源上与标准8051单片饥完伞兼容。STC89C51单片机功耗低,速率高,最高可达90MHz,带有4 KB的内存和程序保护系统,便于程序的调试修改和保密。单片机引脚在本系统中的功能如下:P1.0口输出用于启动GSM模块正常上作;RXD,TXD引脚用于和GSM通信,设置GSM模块工作模式和发送短信;P1.1,P3.5和P3.6引脚用于控制A/D模块的工作状态,读取电流传感器的输出电压。
2.2 GSM模块电路
TC35足一款支持中文短信息的工业级GSM模块,工作在EGSM900和GSM1800双频段,电源范围是3.3~4.8 V,电流消耗如下:休眠状态为3.5 mA,空闲状态为25 mA,发射状态平均为:300mA,峰值为2.5 A;可传输语音和数据信号,功耗在EGSM900和GSM1800分别为2 W和1 W,通过接口连接器和天线连接器分别连接SIM卡读卡器和天线。TC35的数据接口通过AT命令可双向传输指令和数据,使用串口通信,支持Text和PDU格式的短信息。
TC35的电路包括电源电路、启动电路、串口电路和SIM卡电路。GSM的发射电流峰值可达2.5 A,对电源要求比较高,故采用开关电源芯片LM2576进行电源转换,提供4.2 V电源给TC35。TC35上电后,要进入工作状态,必须给IGT加一延时大于100ms的低脉冲,电平下降持续时间不可超过1 ms。启动后,IGT应保持3.3 V高电平,因此,通过STC89C51单片机的P1.0口输出所需电平,控制TC35工作状态。由于单片机输出电平为TTL,故需要通过7407电平转换芯片转换成符合TC35的COMS电平。串口通信电路也是如此,需通过7407进行电平转换,TC35的COMS电平在3.3 V左右,因此还要选择合适的上拉电阻。TC35使用外接式SIM卡,SIM卡的CCRST,CCIO,CCCLK,CCVCC和CCGND引脚通过SIM卡座与TC35的同名端直接相连,ZIF连接座的CCIN引脚用来检测SIM卡是否插好,如果连接正确,则CCIN输出高电平,否则为低电平。
2.3 报警器
市面上报警器的种类多种多样,如果在报警器电路上进行改进,加入状态监测电路,虽然也能实现本系统的功能,但如果报警器换了,所有电路都得换;对于已经安装厂烟火报警器的地方,还要更换等等,都会使得系统不具有广泛的适用性。因此本系统的创新思路是:烟火报警器电路不需进行任何改动,当报警器监测到火灾时会发出高分贝报警声,电源电流变化明显,因此可以采用电流感应的方式检测报警器的状态。这样对于市面上几乎所有的烟火报警器,都可以使用本系统,即使屋主已经安装了普通烟火报警器,只要加入本系统电路,就可以实现监控火灾情况,发生火灾,能够第一时间收到报警短信。
2.4 电流传感器电路
为了不破坏普通烟火报警器的电路,以感应电流的方式检测烟火报警器的工作状态,选用了直流型电流传感器。经测试得知,普通烟火报警器的静态电流小于10μA,报警时的工作电流只有10~30 mA,这么微弱的电流一般的电流传感器根本检测不出。本系统选用的TDC-LTA系列直流漏电流传感器是应用磁调制原理研制而成的一种新型电流传感器,其小电流的稳定性好,初级与次级之间高度绝缘,额定输出电压为0~5 V,非常适合本系统。电路连接比较简单,将烟火报警器的一根电源线穿过电流传感器,上电后,电流传感器的输出电压就代表感应电流的大小。



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