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低功耗远程烟雾报警芯片系统设计

烟雾报警芯片

首先依据咱们的需求在怎样去选购！！

价格，10-200 不等
1：装置烟雾报警器是为了避免火灾意外发作，有提早报警，下降财发生命意外丢失！
2：仅仅为了消防检验，拿火灾预警当儿戏，假设真的发作就没有懊悔的挑选了！
有无解决办法：已然咱们有了清晰的意图就很好挑选了
从产品上面怎样选购呢：
已然咱们有了需求这就好办了，

一：这种特别**类产品，要求就是安稳性，经用性！所以咱们就要挑选国外***的产品（品牌就不介绍以免又广告嫌疑），有前史沉积，经过多年商场检验产品，认证不光是国内的3C，还包括北美UL，欧美等多个国家认证，可是国内很多产品仅仅为了规范而去出产产品！所以我们都懂得！价格天然不会廉价。为什么100以上榜首电池经用10年，不需求更换，**产品5年质量确保，10年寿数，这就是贵的原因

二：廉价的产品有几类。1：彻底山寨有国内3C认证的产品，这种是*次的，当然价格*廉价10来块钱还包邮（说白了就是一个铺排）。

2：有拿到国内3C认证，有贴赤色电子标签，有独立验证码查询的，这种产品一般价格在50-100之内

3：不要被那些无良的商家忽悠，说什么可以供给3C认证，检测陈述！这种3C陈述，自己都可以下载打印，这能证明什么？

跟着社会节奏加快，住宅往往处于长时刻无人的状况，国内每年因寓居场所无人而引发的火灾逐年增多，造成了巨大的财产丢失［1］。烟雾传感器是一种典型的火灾监测传感器，它可以将空气中反常气体的浓度或许火焰光强度转化成电信号。传统的烟雾报警器只可以在检测到火灾的情况下发出警报声响，传达距离短，有很大的局限性。本文运用低功耗单片机MSP430将烟雾传感器MQ2的模仿电信号转换成数字信号，一旦检测到反常化学气体超支便经过GSM网络将警报信息以短信或电话的形式奉告远方的用户，体系反响敏捷而且成本低价。
1体系硬件架构
图1展现了长途烟雾报警体系的硬件架构，整个体系由6个模块构成，分别是电源模块、传感器模块、逻辑操控模块、显现模块、GSM通讯模块和手机接纳端。
1.1烟雾传感器MQ-2
火灾传感器按原理可以分为热传感器、光电子传感器、离子传感器、空气采样监测器、半导体气体传感器和火焰传感器。其间，热传感器正确率高但反响速度慢，光电传感器、离子传感器和空气采样检测器首要在特别环境中发挥作用，火焰传感器经过检测光的波长来监测火灾和爆炸，可靠性高，反响速度极快，可是价格昂贵。本文选用的传感器MQ2归于半导体气体烟雾传感器，火灾现场发生的烟雾及气体与传感器中的半导体资料二氧化锡发作化学反响，造成外表势垒下降，资料的导电功用明显进步，经过外围电子电路检测这种改变可以准确发出火灾警报［2］。MQ2传感器体积小、易装置、**性好，十分合适检测液化石油气、甲烷、丙烷、酒精、一氧化碳等可燃气体引起的火灾。图2所示的是MQ2的作业原理图，传感器输出的模仿电压与滑动变阻器的预设电压值一起输入比较器，当传感器输出电压超越预设值，比较器输出低电平，点亮LED灯。

1.2电源模块
考虑到GSM模块在查找网络与接纳发送短音讯的功率比较大，因而本体系运用24 V直流供电，经过DC/DC芯片LM2596将24 V转换成5 V为GSM供给充足的电能［3］。经过LDO（低压差线性稳压器）芯片AMS1117将5 V电源转换成3.3 V为MCU供给安稳且纹波低的作业电压。图3展现了DC/DC电源的作业原理图，其间的续流二极管D6挑选肖特基快速整流管1N5825，*大电流可达5 A。反应端的电阻R6与R5需求挑选1%的精细电阻，电感L2的DCR（直流电阻）越小越好，一般挑选在0.03 Ω左右即可，电容C10、C8的ESR（等效串联电阻）对输出电压的纹波起着关键作用，ESR越低，电源的纹波越小，一般ESR在几毫欧邻近即可。
1.3MCU与显现模块
整个体系并不需求完结十分复杂的逻辑算法，因而挑选超低功耗的单片机MSP430F5529，该MCU内部有一颗16位的RISC CPU，此外还集成了4个16位定时器和1个高功用的12位模数转换器［4］，可以用来采集MQ2输出的模仿信号量。为了便利人机交互，本体系运用了一款102×64像素的LCD显现屏来显现一些必要的体系信息，它与MCU经过SPI总线进行通讯，图4展现了它们的衔接图。其间的TPS75105为液晶屏的恒流源驱动，支撑运用PWM来调理液晶的背光亮度。图4MCU与液晶屏的衔接图∶

1.4GSM模块
SIM900A是现在市面上比较通用的一款GSM通讯模块，它有两个作业频段，分别是EGSM 规范的900 MHz和DCS 规范的1 800 MHz。它的功耗很低，在睡觉形式下仅耗费1 mA的电流［5］。图5所示是SIM900A的作业原理图，经过长按开关机键可以强制GSM模块开机或许关机，在开机瞬间，SIM900A需求十分大的驱动电流，一旦查找到信号便会安稳下来，需求的电流也会大幅下降，这种特性对电源要求比较苛刻，可以为SIM900A的电源引脚并联一个大电容，使其滑润开机过程中的电流脉冲。SIM900A经过串口与MCU进行通讯，波特率一般挑选为9 600 b/s。MCU运用规范的AT指令来装备GSM模块，并完结发送短信警报的功用。、
2体系软件架构
如图6所示，体系上电后，SIM900A模块开机，MCU完结初始化，经过串口发送AT指令给SIM900A模块使SIM900A初始化，装备SIM900A进入中文短信发送形式。当烟雾传感器检测到反常，其输出的模仿信号电压超越了设定的阈值，比较器输出端会发生一个下降沿，触发MCU的外部中止，MCU将立即发送AT指令及报警短信的编码数据给SIM900A模块。
2.1MCU初始化
MCU一上电默许敞开看门狗，为了测验便利，主程序中首先将看门狗关闭，接着装备体系时钟至24 MHz，设置好外部中止并翻开大局中止，初始化液晶显现屏，翻开背光灯，调整好对比度。*终，将MSP430的串行通讯接口图5SIM900A作业原理图、

USCI装备成UART形式，波特率为9 600 b/s，制止奇偶校验，8位数据格局，1位中止位，发送和接纳低位优先。经过串口发送ATI指令，SIM900A假如作业正常会回来设备信息和“OK”。
2.2SIM900A查找设备运营商网络
发送指令“AT+COPS”，假如成功则会收到“+COPS：0,0”、“CHINA MOBILE”和“OK”的回复信息，其间CHINA MOBILE表明中国移动运营商，不同运营商的SIM卡会回来不同的字符串。程序经过检测接纳字符串中是否包括OK字样来判别是否成功查找到运营商网络。
2.3SIM900A获取信息中心号码
信息中心号码是一种短信息服务器，各个区域都有自己的信息中心号码，例如姑苏短信中心号码为86。短信的收发有必要交由信息中心进行转发才能成功发送，所以获取本地信息中心号码十分关键。经过发送“AT+CSCA?”可以获取信息中心的号码。
2.4SIM900A短信形式装备
短信编码首要有三种：BLOCK形式、TEXT形式和PDU（Protocol Data Unit）形式，其间BLOCK形式几乎现已被淘汰；TEXT形式收发短信代码简单，完结容易，可是*大的缺点是不能收发中文短信；而PDU形式被一切手机支撑，可以运用任何字符集。PDU形式收发短信可以运用3种编码：7 bit、8 bit和UCS2编码，其间7 bit编码用于发送一般ASCII字符，8 bit编码一般用于发送数据音讯，比如图片和**等，UCS2编码用于发送Unicode字符。本报警体系首要面向国内用户，所以选用支撑中文的PDU形式。因而经过发送指令AT+CMGF=0来挑选运用PDU形式，发送指令AT+CSCS="UCS2"使SIM900A模块支撑UCS2编码。
2.5发送端中文短信的PDU编码
PDU作为一种数据单元，它有必要包括源/意图地址、有用时刻、数据格局、协议类型和正文内容，正文长度可以到达140字节。本节以发送中文短信“火灾报警”为例，依据表1所示, 依照发送端PDU的格局来进行编码得到的成果为：0891683108502105F011000D91688168121489 F2B707E62A58B66。
SCA即服务中心号，共由3个字段组成，分别是SCA区的字节数、服务中心的类型和服务中心的地址。本例中SCA区为0891683108502105F0，其间08表明除掉08外后边的字节数，十六进制表明的91683108502105F0正好8个字节。紧跟这以后的91表明后边的服务中心号为世界格局。683108502105F0就是编码后的服务中心号，每个字节先编码低4位，再编码高4位，假如号码个数为奇数，则*终一个字节的4~7位悉数设置为1，由此便可将姑苏区域的服务中心号码86编码成683108502105F0。
PDUType即协议数据单元类型，发送方的典型值为11，表明音讯类型是发送。MR即短音讯参阅，表明手机向音讯服务中心提交的短音讯序号，从0到255，一般手机端会主动改动，所以默许为00。DA即意图手机地址，由三个字段组成，分别是长度、地址类型和编码后的具体地址，本例中的DA为0D91688168121489F2，其间0D即方针地址的数字的个数，不包括世界格局91和号码奇数的补位F在内共13个十进制数，688168121489F2即为方针电话号码86的编码，编码方法同服务中心号码。PID即协议标识，00表明一般GSM类型，点到点通讯。DCS即数据编码方法，08表明选用UCS2编码。VP即有用时刻，表明服务中心收到短音讯后，在没有发送到方针机前可以确保音讯有用的时刻，00代表5分钟。UDL即用户数据长度，UCS2编码的情况下表明用户数据区的字节数，中文“火灾报警”在Unicode编码后共占8个字节，因而这儿是08。UD即用户数据，这儿填入“火灾报警”的Unicode编码，为706B707E62A58B66。
本文介绍的烟雾报警体系经过MQ2半导体烟雾传感器可以及时感知火情的发作，GSM通讯网广大的覆盖规模可以使远离住宅区上班的用户收到家中的警报信息并在榜首时刻采纳急救办法，这将大大下降了火灾带来的巨大的财产丢失。老练安稳的GSM网络基础设施使得整套长途烟雾报警体系具有十分高的性价比。此外MSP430单片机具有超卓的低功耗特性，契合智能家居绿色节能的主题。

烟雾报警芯片

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