基于Arduino的智能環(huán)境監(jiān)測(cè)

1、 目錄1設(shè)計(jì)背景及概述1研究目的和意義1應(yīng)用背景1社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益32項(xiàng)目設(shè)計(jì)原理3原理概述3硬件設(shè)計(jì)原理4設(shè)計(jì)框圖11軟件設(shè)計(jì)原理及思想123操作流程、實(shí)驗(yàn)調(diào)試過(guò)程12操作流程12實(shí)驗(yàn)調(diào)試過(guò)程124實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決情況135附程序源代碼參數(shù)設(shè)計(jì)131設(shè)計(jì)背景及概述研究目的和意義隨著社會(huì)的發(fā)展，生產(chǎn)技術(shù)的更新，物聯(lián)網(wǎng)理念如今已經(jīng)逐漸深入人心，并隨著傳感器技術(shù)、通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展逐漸觸及社會(huì)的每一個(gè)角落。一個(gè)智能化的控制系統(tǒng)，不僅能夠幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效安排時(shí)間，增強(qiáng)家居生活的安全性，甚至為各種能源費(fèi)用節(jié)約資金?？诘┖苌儆袑⑦@種物聯(lián)網(wǎng)技

2、術(shù)應(yīng)用于大學(xué)生宿舍。然而，隨著各大高校的擴(kuò)張，在校大學(xué)生的人數(shù)越來(lái)越多，學(xué)生宿舍的不穩(wěn)定因素因素也越來(lái)越多，在當(dāng)代社會(huì)信息化、智能化快速發(fā)展的背景下，基于這些因素，設(shè)計(jì)了“智慧宿舍”系統(tǒng)來(lái)對(duì)學(xué)生宿舍經(jīng)行管理是有現(xiàn)實(shí)意義的。應(yīng)用背景自從1984年后，美國(guó)、歐洲等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的西方國(guó)家和部分電子行業(yè)先進(jìn)的東南亞國(guó)家，看到了智能家居存在的巨大的潛在市場(chǎng)價(jià)值后，紛紛投入人力物力進(jìn)行相關(guān)研究。由于西方等國(guó)家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)當(dāng)時(shí)走在世界前列，他們?cè)谶@方面的研究也相對(duì)深入。人工智能是人類(lèi)發(fā)展進(jìn)步的重要環(huán)節(jié)，還在很早的時(shí)候，人們就開(kāi)始在文學(xué)作品和影視作品中幻想著先進(jìn)的智能控制技術(shù)，例如熟知的巧啦A夢(mèng)和變形金剛

3、等，機(jī)器人和智能家居都是人工智能研究的重要方向，其目的都是為了極大的方便人類(lèi)的生活，增強(qiáng)社會(huì)生產(chǎn)力，促進(jìn)化會(huì)發(fā)展。由于西方等國(guó)家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)當(dāng)時(shí)走在世界前列，他們?cè)谶@方面的研究也相對(duì)深入。特別是1998年在新加坡舉辦的亞洲電器與電子消費(fèi)品博覽會(huì)上推出的未來(lái)之家智能家居系統(tǒng)深受用戶的好評(píng)，當(dāng)時(shí)的功能已經(jīng)包括：抄表、部分家電控制、電話接入、智能布線箱等，這個(gè)成功的案例為智能家居研究人員指明了方向，也初步定義了智能家居的功能需求。當(dāng)然隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于生活品質(zhì)的要求也在不斷提升，相應(yīng)的功能要求也隨之不斷更新。國(guó)內(nèi)相比西方發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)說(shuō)起步較晚，1994年才從美國(guó)等發(fā)這國(guó)家首次進(jìn)曰

4、智能家居設(shè)備，真正開(kāi)始進(jìn)入實(shí)質(zhì)性研究也就是從2000年開(kāi)始，我國(guó)才有了具有獨(dú)立自主研發(fā)功能的相關(guān)公司。所以國(guó)內(nèi)智能家居的研究大概可被分為以下幾個(gè)階段：萌芽期：整個(gè)行業(yè)還處在一個(gè)熟悉概念、產(chǎn)品認(rèn)知的階段，國(guó)內(nèi)沒(méi)有專業(yè)的智能家居生產(chǎn)廠商，只是有個(gè)別的廠商代賣(mài)美國(guó)的一些概念產(chǎn)品，實(shí)際效果更偏向于“家居自動(dòng)化”徘徊期：送個(gè)階段，大量的企業(yè)開(kāi)始著手做智能家居，雖然在功能上實(shí)現(xiàn)了一定的“智能化”，但大部分廠商盲目夸大其實(shí)際作用，使得用戶的認(rèn)同感很差，很多廠家都在這個(gè)時(shí)期夭折。融合發(fā)展期：近些年，隨著物聯(lián)網(wǎng)研究的不斷深入，家庭網(wǎng)絡(luò)和信息家電的高度融合使得智能家居不斷發(fā)展，生產(chǎn)研發(fā)開(kāi)始正規(guī)化，價(jià)格也趨于“平民

5、化”，加之國(guó)家政策的不斷傾斜，智能家居正在迎來(lái)一個(gè)嶄新的發(fā)展機(jī)遇期，向著真正意義上的“智能家居”又開(kāi)始大踏步的向前走【2。由此可看出，國(guó)內(nèi)的智能家居還處于一個(gè)比較低層次的階段，智能家居系統(tǒng)的集成性、系統(tǒng)性還不夠完善叫但也可w從另一方面可看出智能家居在國(guó)內(nèi)還有很大的潛在開(kāi)發(fā)價(jià)值，一些知名的企業(yè)如天津瑞朗，青島愛(ài)爾豪斯，海爾，華為等已經(jīng)在智能家居方面做了不少研究。而對(duì)于大學(xué)生來(lái)說(shuō)，宿舍就是大學(xué)生的家?，F(xiàn)在大學(xué)生已經(jīng)充分享受到了科技帶來(lái)的諸多便利，但“智能家居”卻并沒(méi)有在校園宿舍中得到應(yīng)用和發(fā)展，智慧宿舍的發(fā)展正處于空窗期。經(jīng)調(diào)查智慧宿舍在經(jīng)濟(jì)方面是大學(xué)生可以接受的。相關(guān)元器件價(jià)格不斷下降，技術(shù)越來(lái)

6、越成熟，使得智能宿走進(jìn)了我們普通人的生活。其系統(tǒng)功耗低、操作簡(jiǎn)便、穩(wěn)定性高、實(shí)時(shí)性好。系統(tǒng)主要應(yīng)用了單片機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代化電子通信技術(shù)，具有多項(xiàng)功能。具有性能穩(wěn)定、能全天候工作、耗電省，安裝使用方便等特點(diǎn)。研究目的基于生活的便捷及高效的方向出發(fā)，主要是為了改進(jìn)當(dāng)下宿舍的監(jiān)控方式落后及使用不方便等缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)的智能代替了傳統(tǒng)設(shè)備手動(dòng)機(jī)械控制，不僅效率高、成本低、使用方便、可控性強(qiáng)，更能提升安全性性、舒適性、藝術(shù)性，并實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益如今在學(xué)校的寢室里，學(xué)生貴重物品被盜、由于學(xué)生過(guò)失而引起著火等事故時(shí)有發(fā)生，這些都是一直以來(lái)困擾著學(xué)生、學(xué)工以及學(xué)校保衛(wèi)處的“大問(wèn)題”。傳統(tǒng)的防

7、范措施存在很大的弊端，比如當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，防護(hù)鐵門(mén)、鐵欄桿就會(huì)成為主人逃生的最大障礙。而采用智能防火防盜報(bào)警系統(tǒng)，便能很好地解決此類(lèi)問(wèn)題了。但是市場(chǎng)上防火防盜系統(tǒng)價(jià)格對(duì)大學(xué)生來(lái)講過(guò)高，本系統(tǒng)便是針對(duì)大學(xué)宿舍,從低成本的角度來(lái)設(shè)計(jì)制作的。以保證學(xué)生人身及財(cái)產(chǎn)安全免受損失，在進(jìn)行具體設(shè)計(jì)的時(shí)候要考慮到許多理論與實(shí)際的問(wèn)題，對(duì)所有的技術(shù)運(yùn)用做一個(gè)總結(jié)，探索出了一種適合學(xué)生宿舍使用并且價(jià)格合理的智能安防系統(tǒng)，在極大提升學(xué)生宿舍的安全系數(shù)的同時(shí)，成本控制在兩百元以下，易于推廣容易被廣大學(xué)生所接受。2項(xiàng)目設(shè)計(jì)原理原理概述智慧宿舍的主控芯片采用Arduino,其優(yōu)勢(shì)就在于其開(kāi)發(fā)方便，兼容性好，處理速度快。系統(tǒng)

8、分為5部分：Arduino核心板，煙霧監(jiān)測(cè)模塊，GSM模塊及熱釋紅外模塊，蜂鳴器或語(yǔ)音模塊。如圖1所示，Arduino核心板負(fù)責(zé)一系列狀態(tài)檢測(cè)，數(shù)據(jù)處理，邏輯處理及執(zhí)行控制。煙霧監(jiān)測(cè)模塊用于檢測(cè)煙霧，當(dāng)宿舍發(fā)生火災(zāi)產(chǎn)生煙霧時(shí)，可感知煙霧并將當(dāng)前狀態(tài)發(fā)送至Arduino核心板。熱釋紅外模塊用于檢測(cè)是否有人經(jīng)過(guò)，當(dāng)宿舍人員全部離開(kāi)后，安防系統(tǒng)開(kāi)始工作；當(dāng)有人進(jìn)入時(shí)可感應(yīng)到有人非法闖入，并將次狀態(tài)發(fā)送至Arduino核心板。GSM模塊用于發(fā)送手機(jī)短信，當(dāng)盜竊、火災(zāi)等事故發(fā)生時(shí)，通過(guò)Arduino核心板的控制可使該模塊向固定手機(jī)號(hào)碼發(fā)送短信，提示用戶。蜂鳴器或語(yǔ)音模塊用于語(yǔ)音報(bào)警，當(dāng)出現(xiàn)意外狀況時(shí)，發(fā)

9、出警報(bào)聲。硬件設(shè)計(jì)原理主控芯片ArduinoArduino是近年來(lái)快速流行起來(lái)的一種控制器，它是一個(gè)硬件平臺(tái)，使用的核心是一個(gè)AVR芯片，整塊控制板類(lèi)似于單片機(jī)開(kāi)發(fā)板，但是在功能上強(qiáng)大了很多。Arduino是一款便捷靈活、方便開(kāi)發(fā)者使用和上手的開(kāi)源電子原型平臺(tái)，包含各種型號(hào)的Arduino板及擴(kuò)展板硬件資源和ArduinolDE軟件資源。Arduino不僅僅是全球最流行的開(kāi)源硬件，也是一個(gè)優(yōu)秀的硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，更是當(dāng)前硬件開(kāi)發(fā)的趨勢(shì)。Arduino構(gòu)建開(kāi)放源代碼的simpleI/O接口板，使用Java，C語(yǔ)言的Processing/Wiring開(kāi)發(fā)環(huán)境。開(kāi)發(fā)語(yǔ)言和開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)單、易理解，使用者可以

10、快速做出有趣的東西。Aduino可以配合LED燈、蜂鳴器、按鍵、光敏電阻等電子原件一起工作。我們所使用的ArduinoUNO是目前使用最廣泛的Arduino控制器，具有ArduinoUNO時(shí)ArduinoUSB接口系列的最新版本，電路如圖1所示。作為Arduino平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)模板。UNO的處理器核心是ATmega328，它包括14路數(shù)字輸入/輸出接口（其中6路可作為PWM輸出，6路模擬輸入），一個(gè)16MHz晶體振蕩器，一個(gè)USB接口，一個(gè)電源插座，一個(gè)ICSP接口和一個(gè)復(fù)位按鈕,。在掌握了ArduinoUNO開(kāi)發(fā)技術(shù)以后，就可以將自己編寫(xiě)的代碼輕松地移植到其他型號(hào)的控制器上，可以用來(lái)開(kāi)發(fā)交互產(chǎn)品

11、，比如可以讀取大量的開(kāi)關(guān)和傳感器信號(hào)，并且可以控制各式各樣的電燈、電機(jī)和其他物理電子設(shè)備等5Arduino的優(yōu)勢(shì)就在于其開(kāi)發(fā)方便，兼容性好，處理速度快。對(duì)Arduino的編程是利用Arduino編程語(yǔ)言（基于Wiring）和Arduino開(kāi)發(fā)環(huán)境（基于Processing）來(lái)實(shí)現(xiàn)的?；贏rduino的項(xiàng)目，可以只包含Arduino，也可以包含Arduino和其他一些在PC上運(yùn)行的軟件，他們之間進(jìn)行通信（比如Flash,Processing,MaxMSP）來(lái)實(shí)現(xiàn)。百度文庫(kù)百度文庫(kù) Arduino具有一下特色：開(kāi)放源代碼的電路圖設(shè)計(jì)，程序開(kāi)發(fā)接口可免費(fèi)下載，也可以依需求自己修改。使用低價(jià)位的微處

12、理控制器，（AVR系列控制器），可以采用USB接口供電，也可以使用外部DC9V電源。Arduino支持ISP在線燒寫(xiě)，可以將新的bootloader固件燒入AVR芯片。有了bootloader之后，就可以通過(guò)串口或者USB轉(zhuǎn)RS232的轉(zhuǎn)換線來(lái)更新固件。可依據(jù)官方提供的Eagle格式的PCB和SCH電路圖簡(jiǎn)化Arduino模組，完成獨(dú)立運(yùn)行的微處理；可簡(jiǎn)單地與傳感器、各式各樣的電子原件連接（例如：熱敏電阻、光敏電阻、伺服電機(jī)等）。支持多種互動(dòng)程序，如：Flash、Max/MSP、VVVV、PD、C、Processing等。應(yīng)用方面，利用Arduino,突破了以往只能使用鼠標(biāo)、鍵盤(pán)、CCD等輸入

13、裝置互動(dòng)的限制，可以更簡(jiǎn)單地完成單人或多人互動(dòng)游戲。5圖1ArduinoUNORev3電路圖二煙霧檢測(cè)模塊煙霧濃度的傳感器經(jīng)過(guò)與其他產(chǎn)品比較后，采用的是MQ-2型煙霧傳感器，該傳感器采用的是在正?？諝庵须妼?dǎo)率較低的二氧化錫，當(dāng)可燃?xì)怏w外泄時(shí)，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中雜質(zhì)氣體濃度的增加而增大，即可通過(guò)高低電平的變化來(lái)判斷煙霧濃度的大小。性能參數(shù)如表1,圖2為MQ-2型煙霧探測(cè)傳感器器對(duì)于不同氣體的探測(cè)靈敏度?？梢杂糜诩彝ズ凸S的氣體泄漏監(jiān)測(cè)裝置，適宜于液化氣、丁烷、丙烷、甲烷、煙霧等的探測(cè)；模塊特色：1、采用優(yōu)質(zhì)雙面板設(shè)計(jì)，具有電源指示和TTL信號(hào)輸出指示；2、具有DO開(kāi)關(guān)信號(hào)（TTL）輸出和AO

14、模擬信號(hào)輸出；3、TTL輸出有效信號(hào)為低電平。（當(dāng)輸出低電平時(shí)信號(hào)燈亮，可直接接單片機(jī)或繼電器模塊）4、模擬量輸出電壓隨濃度越高電壓越高。5、對(duì)液化氣，天然氣，城市煤氣，煙霧有較好的靈敏度。6、有四個(gè)螺絲孔便于定位；7、產(chǎn)品外形尺寸：32（L）*20（W）*22（H）8、具有長(zhǎng)期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性9、快速的響應(yīng)恢復(fù)特性電氣性能：輸入電壓：DC5V功耗（電流）：150mADO輸出：TTL數(shù)字量0和1（和5V）AO輸出：（相對(duì)無(wú)污染），最高濃度電壓4V左右特別提醒：傳感器通電后，需要預(yù)熱20S左右，測(cè)量的數(shù)據(jù)才穩(wěn)定，傳感器發(fā)熱屬于正?，F(xiàn)象，因?yàn)閮?nèi)部有電熱絲，如果燙手就不正常了。接線方式：1、

15、VCC:接電源正極（5V）2、GND:接電源負(fù)極3、DO:TTL開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出4、A0:模擬信號(hào)輸出表1MQ-2型煙霧傳感器參數(shù)產(chǎn)品名稱MQ-2型煙霧傳感器測(cè)試范圍300lOOOOppm適用氣體可燃?xì)怏w、煙霧響應(yīng)時(shí)間V10s工作條件環(huán)境溫度：20C+55C；濕度：V95%RH工作電壓土圖2MQ-2對(duì)于各類(lèi)氣體的靈敏度特怯曲線宿舍火災(zāi)事故是危害用戶安全的極大隱患，因此第一時(shí)間進(jìn)行報(bào)警處理極為重要，本設(shè)計(jì)采用了MQ-2型煙霧傳感器、GSM報(bào)警模塊等，實(shí)現(xiàn)對(duì)危險(xiǎn)情況的及時(shí)報(bào)警和簡(jiǎn)單處理。MQ-2型煙霧傳感器采用此傳感器的目的就是為了宿舍內(nèi)部著火后產(chǎn)生巨大濃煙，導(dǎo)致人員窒息。煙霧傳感器就是MQ-2為主體

16、，加入運(yùn)放電路，通過(guò)當(dāng)前值和標(biāo)準(zhǔn)闊值進(jìn)行比較，通過(guò)電位差來(lái)體現(xiàn)是否有煙霧，并完成后端工作。圖3為煙霧傳感器模塊的電路圖圖3煙霧傳感器模塊電路圖如果環(huán)境中產(chǎn)生較大煙霧，則煙霧傳感器通過(guò)當(dāng)前煙霧濃度值與標(biāo)準(zhǔn)闊值進(jìn)行比較，通過(guò)運(yùn)放電路，產(chǎn)生高電平，從OUT端口輸出，進(jìn)入控制板A5端口，控制板接收到高電平后，認(rèn)為環(huán)境中有煙霧，D5、D10端口輸出高電平，控制蜂鳴報(bào)警器。此外，同時(shí)通過(guò)串口產(chǎn)生控制信號(hào)，通過(guò)GSM模塊向用戶發(fā)出報(bào)警信號(hào)。HC-SR501熱紅外模塊該設(shè)計(jì)中，紅外傳感器模塊選用普通型人體熱釋電紅外傳感器HC-SR501,這是一種能檢測(cè)人體發(fā)射的紅外線的新型高靈敏度紅外探測(cè)元件。通過(guò)非接觸式檢

17、測(cè)人體紅外能量的變化，將輸出電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出，并對(duì)輸出電壓信號(hào)進(jìn)行放大。因此，它可以用來(lái)使電源開(kāi)關(guān)控制器和防火災(zāi)報(bào)警等。被動(dòng)的紅外報(bào)警主要是在結(jié)構(gòu)上使用，不需要發(fā)送任何形式的能量，該模塊只需要接收自然能量就可以達(dá)到檢測(cè)的目的。其電氣參數(shù)如表2。表2HC-SR501熱紅外模塊電氣參數(shù)產(chǎn)品名稱HC-SR501熱紅外模塊工作電壓直流電壓靜態(tài)電流V50uA電平輸出高低0V觸發(fā)方式L不可重復(fù)觸發(fā)/H可重復(fù)觸發(fā)延時(shí)時(shí)間5-200s（可調(diào)）可制作范圍零點(diǎn)幾秒到幾十分鐘封鎖時(shí)間（默認(rèn)）可制作范圍零點(diǎn)幾秒到幾十秒技術(shù)參數(shù)：1工作電壓：DC5V至20V2靜態(tài)功耗：65微安3電平輸出：高，低0V4延時(shí)時(shí)間

18、：可調(diào)秒18秒）封鎖時(shí)間：秒觸發(fā)方式：L不可重復(fù)，H可重復(fù)，默認(rèn)值為H感應(yīng)范圍：小于120度錐角，7米以內(nèi)工作溫度：-15+70度外形尺寸：32*24mm,螺絲孔距28mm，螺絲孔徑2mm，感應(yīng)透鏡尺寸：（直徑）：23mm（默認(rèn)）功能特點(diǎn)：1全自動(dòng)感應(yīng)：當(dāng)有人進(jìn)入其感應(yīng)范圍則輸入高電平，人離開(kāi)感應(yīng)范圍則自動(dòng)延時(shí)關(guān)閉高電平。輸出低電平。2光敏控制（可選）：模塊預(yù)留有位置，可設(shè)置光敏控制，白天或光線強(qiáng)時(shí)不感應(yīng)。光敏控制為可選功能，出廠時(shí)未安裝光敏電阻。如果需要，請(qǐng)另行購(gòu)買(mǎi)光敏電阻自己安裝。3兩種觸發(fā)方式：L不可重復(fù)，H可重復(fù)?？商€選擇，默認(rèn)為H。不可重復(fù)觸發(fā)方式：即感應(yīng)輸出高電平后，延時(shí)時(shí)間一結(jié)

19、束，輸出將自動(dòng)從高電平變?yōu)榈碗娖??？芍貜?fù)觸發(fā)方式：即感應(yīng)輸出高電平后，在延時(shí)時(shí)間段內(nèi)，如果有人體在其感應(yīng)范圍內(nèi)活動(dòng)，其輸出將一直保持高電平，直到人離開(kāi)后才延時(shí)將高電平變?yōu)榈碗娖剑ǜ袘?yīng)模塊檢測(cè)到人體的每一次活動(dòng)后會(huì)自動(dòng)順延一個(gè)延時(shí)時(shí)間段，并且以最后一次活動(dòng)的時(shí)間為延時(shí)時(shí)間的起始點(diǎn))。4具有感應(yīng)封鎖時(shí)間(默認(rèn)設(shè)置：秒)：感應(yīng)模塊在每一次感應(yīng)輸出后(高電平變?yōu)榈碗娖?，可以緊跟著設(shè)置一個(gè)封鎖時(shí)間，在此時(shí)間段內(nèi)感應(yīng)器不接收任何感應(yīng)信號(hào)。此功能可以實(shí)現(xiàn)(感應(yīng)輸出時(shí)間和封鎖時(shí)間)兩者的間隔工作，可應(yīng)用于間隔探測(cè)產(chǎn)品；同時(shí)此功能可有效抑制負(fù)載切換過(guò)程中產(chǎn)生的各種干擾。5.工作電壓范圍寬：默認(rèn)工作電壓DC5V

20、至20V6微功耗：靜態(tài)電流65微安，特別適合干電池供電的電器產(chǎn)品。7輸出高電平信號(hào)：可方便與各類(lèi)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)接。本項(xiàng)目將人體紅外探測(cè)器放置在宿舍門(mén)處，當(dāng)有人從門(mén)進(jìn)入時(shí)，產(chǎn)生紅外熱感應(yīng)信號(hào)，探測(cè)器收到信號(hào)是產(chǎn)生一個(gè)高電平信號(hào)給Arduino控制板端口，控制板根據(jù)接收到的高電平，產(chǎn)生控制信號(hào)，使得蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲，如果是合法用戶進(jìn)入，則用戶可自行按下控制按鍵，使其保持休眠狀態(tài)：如非法用戶進(jìn)入，未按下控制按鍵，則其會(huì)持續(xù)報(bào)警，并在幾分鐘后，向GSM模塊發(fā)出指令，通過(guò)GSM模塊向用戶發(fā)送報(bào)警指令。GSM模塊本設(shè)計(jì)中采用的GSM模塊是由SIM900A小型模塊作為核心的模塊，選用SIM900A作為GSM模塊

21、的核也也是因?yàn)槠涔牡?、模式多、功能多、系統(tǒng)可靠性高。使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)界面，使得具備GSM/GPRS900/1800MHz功能的SIM900A以小尺寸和低功耗實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、SMS、數(shù)據(jù)和傳真信息的高速傳輸。SIM900A能滿足M2M幾乎所有應(yīng)用要求，尤其是小巧、緊湊型的設(shè)計(jì)。基本特點(diǎn)：雙頻GSM/GPRS900/1800MHzGPRS(class10/8)標(biāo)準(zhǔn)GPRS(classB)滿足GSM(2/2+)標(biāo)準(zhǔn)-Class4(2W850/900MHz)-Class1(1W1800/1900MHz)尺寸：24mmx24mmx3mm百度文庫(kù)百度文庫(kù) 重量：通過(guò)AT命令控制(，和增強(qiáng)AT命令)SIM應(yīng)用工具包

22、支持電壓范圍休眠狀態(tài)功耗支持用戶定制的MMI和鍵盤(pán)/LCD,SPI/I2C/GPI0/PWM/ADC接口，支持RTC(Real-TimeClock)，全功能UART接口，天線連接器和天線焊盤(pán)內(nèi)嵌強(qiáng)大的TCP/IP協(xié)議棧，支持多IP連接低功耗正常操作溫度：-30Cto+80C該模塊通過(guò)TX/RX端口和主板進(jìn)行串口通信，在其使用前，必須對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)配置。GSM模塊的配置是W串口通信進(jìn)行配置的，首先將該GSM模塊通過(guò)USB232模塊和PC機(jī)進(jìn)行連接，通過(guò)串口調(diào)試助手對(duì)其進(jìn)行初步配置。GSM模塊采用AT指令進(jìn)行配置，本設(shè)計(jì)通過(guò)串口調(diào)試助手向其發(fā)送相關(guān)指令，第一步向GSM模塊發(fā)送指令A(yù)T,GSM模塊返回

23、OK,表明模塊運(yùn)行正常；第二步發(fā)送AT+CSQ,GSM模塊返回當(dāng)前信號(hào)質(zhì)量，一般大于10,即為信號(hào)強(qiáng)度較好，本設(shè)計(jì)返回值為17；第日步發(fā)送AT+COPS，GSM模塊返回當(dāng)前所插入的GSM卡注冊(cè)到的網(wǎng)絡(luò)信息本設(shè)計(jì)中，使用的是移動(dòng)的3G卡，所返回的值為CHINAMONILE，此時(shí)已經(jīng)完成了初步的GSM配置指令。設(shè)計(jì)框圖熱紅外模塊電源軟件設(shè)計(jì)原理及思想基于Arduino的智慧宿舍項(xiàng)目是通過(guò)MQ-2模塊感測(cè)宿舍在無(wú)人值守時(shí)人體紅外以及HC-SR501模塊檢測(cè)宿舍空氣中的煙霧，在特定情況下向手機(jī)端發(fā)送短信或打電話。因此在設(shè)計(jì)時(shí)3操作流程、實(shí)驗(yàn)調(diào)試過(guò)程操作流程首先，Arduino板初始化串口，保證其與GS

24、M模塊可正常通信；之后初始化GSM模塊，保證其能夠正常發(fā)送短信；并檢測(cè)煙霧檢測(cè)模塊和熱紅外是否正常工作。其次，當(dāng)各個(gè)模塊可正常工作后，再循環(huán)檢測(cè)是否出現(xiàn)煙霧，是否有人進(jìn)入宿舍，當(dāng)檢測(cè)到有人進(jìn)入時(shí)，發(fā)送短信并作相應(yīng)的語(yǔ)音提示或報(bào)警。即當(dāng)宿舍發(fā)生火災(zāi)產(chǎn)生煙霧時(shí)，通過(guò)MQ-2型煙霧傳感器來(lái)探測(cè)煙霧濃度變化，當(dāng)有煙霧存在，則煙霧傳感器會(huì)將對(duì)應(yīng)端口置為高電平，并將當(dāng)前狀態(tài)發(fā)送至Arduino核心板，此時(shí)Arduino會(huì)按預(yù)先設(shè)定好的指令，通過(guò)TX/RX串口向GSM模塊發(fā)送指令，進(jìn)而以電話的形式撥打給用戶。熱釋紅外模塊用于檢測(cè)是否有人經(jīng)過(guò)，當(dāng)宿舍人員全部離開(kāi)后，安防系統(tǒng)開(kāi)始工作；當(dāng)有人進(jìn)入時(shí)可感應(yīng)到有人非法闖入，并將次狀態(tài)發(fā)送至