CN105427515B - 基于gsm户外火灾定时定位远程短信报警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于GSM户外火灾定时定位远程短信报警系统，包括电源模块、单片机、分别于单片机相连的紫外火焰检测模块、风速检测模块、雨水检测模块、温度检测模块、电池电压检测模块、激光指示模块、云台控制模块、报警输出模块、GPS接收模块、GSM接收发射模块，电源模块包括依次相连的太阳能电池板、充电模块、蓄电池、稳压模块，为单片机及上述各模块提供蓄电池电压和稳压电源。本发明能够在火灾发生起初，根据GPS的授时和定位，通过GSM移动网络将发生火灾的准确地理位置和准确时间通过短信及时发布到所需的监控终端，运行成本低，覆盖面积大，可对任何有GSM移动信号覆盖的区域实时监控，并可根据需要进行多点监控。

Description

基于GSM户外火灾定时定位远程短信报警系统

技术领域

本发明涉及火灾监测报警技术领域，特别是涉及一种基于GSM户外火灾定时定位远程短信报警系统。

背景技术

火灾会给人类社会和自然环境造成极大危害，不仅给人类的经济建设造成巨大损失，而且还会威胁到人类的生命财产安全，山林火灾还会破坏生态环境。近年来山林火灾频发，尤其在每年的清明祭祀期间，全国就发生有上千起山林火灾，传统的人工巡防很难及时发现着火点。目前大都采用在需要监控的区域布置多点火灾监测系统，通过监测山林环境参数对数据进行综合分析处理，判断是否有发生火灾的可能性，但是却很难确定着火的具体时间和位置，所以目前亟需提供一种火灾监测报警系统能够及时检测到起初着火点，并且能够在第一时间发出报警信号，以便及时进行扑救，防止火灾蔓延，使火灾损失降低到最小程度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于GSM户外火灾定时定位远程短信报警系统，能够通过GSM移动网络将火灾发生的准确地理位置和准确时间通过短信及时发布到所需的报警终端。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基于GSM户外火灾定时定位远程短信报警系统，包括电源模块、单片机、分别于单片机相连的紫外火焰检测模块、风速检测模块、雨水检测模块、温度检测模块、电池电压检测模块、激光指示灯模块、云台控制模块、报警输出模块、GPS接收模块、GSM接收发射模块，电源模块包括依次相连的太阳能电池板、充电模块、蓄电池、稳压模块，为单片机及紫外火焰检测模块、风速检测模块、雨水检测模块、温度检测模块、电池电压检测模块、激光指示模块、云台控制模块、报警输出模块、GPS接收模块、GSM接收发射模块提供蓄电池电压和稳压电源；

云台控制模块包括监测云台，紫外火焰检测模块包括紫外火焰检测头，激光指示模块包括激光发射头；紫外火焰检测头安装在监测云台的下部，其包括聚光杯、聚光杯壳、安装在聚光杯聚焦轴线上的紫外火焰传感器，激光发射头安装在聚光杯壳的一侧、与聚光杯聚焦轴线平行的位置。

在本发明一个较佳实施例中，紫外火焰检测模块包括紫外火焰传感器、电容C1、C2、电阻R1，紫外火焰传感器的一端与电阻R1、电容C1并联，另一端与电容C1、C2并联，电阻R1的另一端与电容C2的另一端、单片机的一端口P1.0相连。紫外火焰检测模块根据火焰大小发出不同的电压信号，送入单片机中生成相应的火灾报警数据。

在本发明一个较佳实施例中，风速检测模块包括风速传感器、电容C3、C4、电阻R2，风速传感器的一端与电阻R2、电容C3并联，另一端与电容C3、C4并联，电阻R2的另一端与电容C4的另一端、单片机的一端口P1.1相连。风速检测模块根据风速大小发出不同的电压信号，送入单片机中生成相应风速大小的数据。

在本发明一个较佳实施例中，雨水检测模块包括相互串联的雨水传感器、电阻R5，雨水传感器的一端连接稳压模块提供的稳压电源、另一端与单片机的一端口P1.5相连，电阻R5的另一端与公共地连接。雨水检测模块根据雨水传感器产生的不同阻值，在单片机中生成雨水大小的数据。

在本发明一个较佳实施例中，温度检测模块包括温度传感器、电阻R12，温度传感器的输出端口与单片机的一端口P1.7相连，电阻R12连接于温度传感器的输出端口与稳压模块提供稳压电源之间，通过温度检测模块读取火灾发生时的温度数据。

在本发明一个较佳实施例中，电池电压检测模块包括相互串联的电阻R3、R4，电阻R3的另一端连接蓄电池提供的蓄电池电压，电阻R3与R4之间连接单片机的一端口P1.4，电阻R4的另一端接地，该模块实时检测电源模块的蓄电池电压，并在单片机中生成电压数据。

在本发明一个较佳实施例中，激光指示灯模块包括激光发射管、电阻R6、三极管VT1，三极管VT1的集电极通过激光发射管与稳压模块提供的稳压电源相连、基极通过电阻R6与单片机的一端口P1.6相连、发射极接地，由单片机控制激光发射管，通过发射激光射线方便观察紫外火焰传感器的运行轨迹和检测范围。

在本发明一个较佳实施例中，云台控制模块包括电阻R7—R10、三极管VT2—VT5、继电器JQ1—JQ4，电阻R7—R10的一端分别与单片机的端口P3.2—P3.5连接、另一端分别与三极管VT2—VT5的基极连接，三极管VT2—VT5的集电极分别与继电器JQ1—JQ4连接，继电器JQ1—JQ4的另一端分别与稳压模块提供的稳压电源相连，三极管VT2—VT5的发射极分别接地。四组云台控制电路分别完成监测云台在水平方向的正转与反转以及在垂直方向的正转与反转。

在本发明一个较佳实施例中，报警输出模块包括继电器JQ5、电阻R11、三极管VT6，三极管VT6的集电极通过继电器JQ5与稳压模块提供的稳压电源相连、基极通过电阻R11与单片机的一端口P3.6相连、发射极接地，由单片机控制继电器的启闭使报警器工作。

在本发明一个较佳实施例中，GPS接收模块包括GPS芯片，其接收端口连接单片机的一发送端口TXD2、发送端口连接单片机的一接收端口RXD2、电源端口连接稳压模块提供的稳压电源，该模块将其接收的时间、经纬度、海拔高度等数据读入单片机中，使所述报警系统采用卫星授时，精确定位火灾发生位置；GSM接收发射模块包括GSM芯片，其接收端口连接单片机的一发送端口TXD1、发送端口连接单片机的一接收端口RXD1、电源端口连接稳压模块提供的稳压电源，GSM接收发射模块通过GSM移动网络既可接收监控端发送的指令，又可将单片机需要发出的数据迅速发送。

本发明的有益效果是：本发明结构简单，安装方便，能够在火灾发生起初，根据GPS的授时和定位，通过GSM移动网络将发生火灾的准确地理位置和准确时间通过短信及时发布到所需的监控终端；紫外火焰传感器采用聚焦接收，大大提高检测距离和检测范围，采用旋转云台扫射方式，对监控范围内目标进行地毯式循环扫射，覆盖面积大，可对任何有GSM移动信号覆盖的区域实时监控，并可根据需要进行多点监控。

附图说明

图1是本发明基于GSM户外火灾定时定位远程短信报警系统一较佳实施例的结构框图；

图2是所述监测云台与紫外火焰检测头的结构示意图；

图3是所述电源模块的电路原理图；

图4是所述单片机的电路原理图；

图5是所述紫外火焰检测模块的电路原理图；

图6是所述风速检测模块的电路原理图；

图7是所述雨水检测模块的电路原理图；

图8是所述温度检测模块的电路原理图；

图9是所述电池电压检测模块的电路原理图；

图10是所述激光指示灯模块的电路原理图；

图11是所述云台控制模块的电路原理图；

图12是所述报警输出模块的电路原理图；

图13是所述GPS接收模块的电路原理图；

图14是所述GSM接收发射模块的电路原理图；

附图中各部件的标记如下：1、监测云台，2、紫外火焰检测头，21、聚光杯，22、聚光杯壳，23、紫外火焰传感器，3、激光发射头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1和图2，本发明实施例包括：

一种基于GSM户外火灾定时定位远程短信报警系统，包括电源模块、单片机、分别于单片机相连的紫外火焰检测模块、风速检测模块、雨水检测模块、温度检测模块、电池电压检测模块、激光指示模块、云台控制模块、报警输出模块、GPS接收模块、GSM接收发射模块，电源模块包括依次相连的太阳能电池板、充电模块、蓄电池、稳压模块，为单片机及紫外火焰检测模块、风速检测模块、雨水检测模块、温度检测模块、电池电压检测模块、激光指示模块、云台控制模块、报警输出模块、GPS接收模块、GSM接收发射模块提供蓄电池电压和稳压电源；

结合图2，所述云台控制模块由监测云台1构成，紫外火焰检测模块由紫外火焰检测头2构成，激光指示模块由激光发射头3构成。紫外火焰检测头2安装在监测云台1的下部，其包括聚光杯21、聚光杯壳22、安装在聚光杯21聚焦轴线上的紫外火焰传感器23，紫外火焰检测头2采用聚焦接收，大大提高了检测距离和范围。为方便调整和观察监测云台1的扫射轨迹，激光发射头3安装在聚光杯壳22的一侧、与聚光杯21聚焦轴线平行的位置，使得当紫外火焰检测头2旋转时，激光发射头3也同步同向旋转，通过观察激光发射头3发出的激光射线的运动轨迹调整监测云台1的扫射范围。

请参阅图3，所述电源模块中太阳能电池板GDC发出电压经过充电模块IC1调整后送入蓄电池XDC，蓄电池XDC输出电压为VCC1，蓄电池XDC电压再进入稳压模块IC2，经其稳压后输出稳压电源VCC2、VCC3。结合图4，所述单片机IC3采用智能控制器STC12C5A60S2，其包括若干端口，其中一端口连接稳压电源VCC2。

请参阅图5，所述紫外火焰检测模块包括紫外火焰传感器HIN、电容C1、C2、电阻R1，紫外火焰传感器HIN的一端与电阻R1、电容C1并联，另一端与电容C1、C2并联，电阻R1的另一端与电容C2的另一端、单片机的端口P1.0相连。当紫外火焰检测模块HIN检测有火焰产生会根据火焰大小发出不同的电压信号，通过C1、R1、C2组成的滤波电路滤波后进入单片机IC3的端口P1.0进行AD转换，生成相应的火灾报警数据。

请参阅图6，所述风速检测模块包括风速传感器FS、电容C3、C4、电阻R2，风速传感器FS的一端与电阻R2、电容C3并联，另一端与电容C3、C4并联，电阻R2的另一端与电容C4的另一端、单片机的一端口P1.1相连。当有风速时风速传感器FS会根据风速大小发出不同的电压信号，通过C3、R2、C4组成的滤波电路滤波后进入单片机IC3的端口P1.1进行AD转换，生成相应风速大小的数据。

请参阅图7，所述雨水检测模块包括相互串联的雨水传感器YS、电阻R5，雨水传感器YS的一端连接稳压模块提供的稳压电源VCC2、另一端与单片机的一端口P1.5相连，电阻R5的另一端与公共地连接。雨水传感器YS会根据雨水大小产生不同的阻值，在电阻R5上形成相应电压，通过单片机的端口P1.5进行AD转换，生成相应雨水大小的数据。

请参阅图8，所述温度检测模块包括温度传感器IC4、电阻R12，温度传感器IC4采用数字信号输出，其数据输出端口与单片机的端口P1.7相连，温度传感器IC4的数据输出端口与稳压模块提供稳压电源VCC2之间连接上拉电阻R12，单片机IC3通过读写时序可直接读取火灾发生时的温度数据。

请参阅图9，所述电池电压检测模块包括相互串联的电阻R3、R4，电阻R3的另一端连接蓄电池提供的蓄电池电压VCC1，电阻R3与R4之间连接单片机的一端口P1.4，电阻R4的另一端接地。该模块实时检测电源模块的蓄电池电压，蓄电池XDC电压VCC1通过电阻R3和电阻R4分压后进入单片机P1.4端口，通过AD转换，生成电压数据。

请参阅图10，所述激光指示灯模块包括激光发射管JGD、电阻R6、三极管VT1，三极管VT1的集电极通过激光发射管JGD与稳压模块提供的稳压电源VCC2相连、基极通过电阻R6与单片机的端口P1.6相连、发射极接地，运行中由单片机IC3控制激光发射管JGD，通过发射激光射线方便观察紫外火焰传感器的运行轨迹和检测范围。

请参阅图11，所述云台控制模块包括电阻R7—R10、三极管VT2—VT5、继电器JQ1—JQ4，电阻R7—R10的一端分别与单片机的端口P3.2—P3.5连接、另一端分别与三极管VT2—VT5的基极连接，三极管VT2—VT5的集电极分别与继电器JQ1—JQ4连接，继电器JQ1—JQ4的另一端分别与稳压模块提供的稳压电源VCC2相连，三极管VT2—VT5的发射极分别接地。单片机P3.2端口控制继电器JQ1使监测云台水平方向正转，单片机P3.3端口控制继电器JQ2使监测云台水平方向反转，单片机P3.4端口控制继电器JQ3使监测云台垂直方向正转，单片机P3.5端口控制继电器JQ4使监测云台垂直方向反转。

请参阅图12，所述报警输出模块包括继电器JQ5、电阻R11、三极管VT6，三极管VT6的集电极通过继电器JQ5与稳压模块提供的稳压电源VCC2相连、基极通过电阻R11与单片机的端口P3.6相连、发射极接地，由单片机P3.6端口控制继电器的启闭使报警器工作，当有火灾发生时立即发生报警声。

请参阅图13，所述GPS接收模块包括GPS芯片IC5，其接收端口连接单片机的一发送端口TXD2、发送端口连接单片机的一接收端口RXD2、电源端口连接稳压模块提供的稳压电源VCC3。单片机IC3通过第二串口即TXD2、RXD2将GPS芯片IC5接收的时间、经纬度、海拔高度等数据代码读入单片机IC3中，并通过单片机IC3将数据代码转换成十进制数据方便输出。GPS接收模块使所述报警系统采用卫星授时，精确定位火灾发生位置。

请参阅图14，所述GSM接收发射模块包括GSM芯片IC6，其接收端口连接单片机的一发送端口TXD1、发送端口连接单片机的一接收端口RXD1、电源端口连接稳压模块提供的稳压电源VCC3。单片机IC3可根据接收指令或定时设置以及火灾发生的瞬间，通过第一串口即TXD1、RXD1将需要发出的数据通过GSM接收发射模块迅速发送，同时GSM接收发射模块也可接收监控终端发送的指令，及时读取需要的数据或修改单片机IC3的内部设置。

本发明结构简单，安装方便，能够在火灾发生起初，根据GPS的授时和定位，通过GSM移动网络将发生火灾的准确地理位置和准确时间通过短信及时发布到所需的监控终端；紫外火焰传感器采用聚焦接收，大大提高检测距离和检测范围，采用旋转云台扫射方式，对监控范围内目标进行地毯式循环扫射，每个监控点可对方圆近万平方米实施监控，覆盖面积大，可对任何有GSM移动信号覆盖的区域实时监控，并可根据需要进行多点监控。在多点监控的状态下，为确保出现险情时发送的信息不丢失，监控终端可设置多个移动接收终端或在每个移动接收终端设计若干个SIM卡，若设计两个SIM卡，第一卡可同时接收正常和异常消息，也可发送指令读取某监控点的数据或修改内部设置；第二卡只接收各监控点发送的异常消息。在正常情况下，即紫外火焰检测模块没有发现发生火灾异常的情况下，每个监控点会根据设置间隔和时段自动将监控点编号、地理位置、当前检测的雨水数据、风速数据、温度数据、蓄电池电量发送到监控终端指定的第一卡号上，监控员可按时了解监控点的天气状况及该监控点是否正常工作，实现远程实时监控。在多点监控的情况下，为了防止发送重叠造成发送消息丢失，所有监控点都设置在不同时段发送信息，由于GSM接收发射模块采用卫星授时，各监控点不会存在时间差异，杜绝了重叠发送的现象。在某一监控点出现火警的情况下，即有一个或多个紫外火焰传感器检测有输出信号，单片机会第一时间将监控点编号、卫星授时时间、经纬度及所有震动传感器变化情况通过GSM接收发射模块同时自动发送到监控终端的两个卡号上，监控员可根据接收数据判断灾害程度，以便及时采取施救措施，从而最大限度地减少了火灾造成的危害。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (1)

1.一种基于GSM户外火灾定时定位远程短信报警系统，其特征在于，包括电源模块、单片机、分别与单片机相连的紫外火焰检测模块、风速检测模块、雨水检测模块、温度检测模块、电池电压检测模块、激光指示模块、云台控制模块、报警输出模块、GPS接收模块、GSM接收发射模块，电源模块包括依次相连的太阳能电池板、充电模块、蓄电池、稳压模块，为单片机及紫外火焰检测模块、风速检测模块、雨水检测模块、温度检测模块、电池电压检测模块、激光指示模块、云台控制模块、报警输出模块、GPS接收模块、GSM接收发射模块提供蓄电池电压和稳压电源；

云台控制模块包括监测云台，紫外火焰检测模块包括紫外火焰检测头，激光指示模块包括激光发射头；紫外火焰检测头安装在监测云台的一侧，其包括聚光杯、聚光杯壳、安装在聚光杯聚焦轴线上的紫外火焰传感器，激光发射头安装在聚光杯壳的下部、与聚光杯聚焦轴线平行的位置；

紫外火焰检测模块包括紫外火焰传感器、电容C1、C2、电阻R1，紫外火焰传感器的一端与电阻R1、电容C1并联，另一端与电容C1、C2并联，电阻R1的另一端与电容C2的另一端、单片机的一端口相连；

风速检测模块包括风速传感器、电容C3、C4、电阻R2，风速传感器的一端与电阻R2、电容C3并联，另一端与电容C3、C4并联，电阻R2的另一端与电容C4的另一端、单片机的一端口相连；

雨水检测模块包括相互串联的雨水传感器、电阻R5，雨水传感器的一端连接稳压模块提供的稳压电源、另一端与单片机的一端口相连，电阻R5的另一端与公共地连接；

温度检测模块包括温度传感器、电阻R12，温度传感器的输出端口与单片机的一端口相连，电阻R12连接于温度传感器的输出端口与稳压模块提供稳压电源之间；

电池电压检测模块包括相互串联的电阻R3、R4，电阻R3的另一端连接蓄电池提供的蓄电池电压，电阻R3与R4之间连接单片机的一端口，电阻R4的另一端接地；

激光指示灯模块包括激光发射管、电阻R6、三极管VT1，三极管VT1的集电极通过激光发射管与稳压模块提供的稳压电源相连、基极通过电阻R6与单片机的一端口相连、发射极接地；

云台控制模块包括电阻R7—R10、三极管VT2—VT5、继电器JQ1—JQ4，电阻R7—R10的一端分别与单片机的端口连接、另一端分别与三极管VT2—VT5的基极连接，三极管VT2—VT5的集电极分别与继电器JQ1—JQ4连接，继电器JQ1—JQ4的另一端分别与稳压模块提供的稳压电源相连，三极管VT2—VT5的发射极分别接地；

报警输出模块包括继电器JQ5、电阻R11、三极管VT6，三极管VT6的集电极通过继电器JQ5与稳压模块提供的稳压电源相连、基极通过电阻R11与单片机的一端口相连、发射极接地；

GPS接收模块包括GPS芯片，其接收端口连接单片机的一发送端口TXD2、发送端口连接单片机的一接收端口RXD2、电源端口连接稳压模块提供的稳压电源；GSM接收发射模块包括GSM芯片，其接收端口连接单片机的一发送端口TXD1、发送端口连接单片机的一接收端口RXD1、电源端口连接稳压模块提供的稳压电源。