無(wú)線(xiàn)煙火遠程報警系統設計

2．1 STC89C51單片機電路
STC89C51單片機是MCS-51系列單片機的派生產(chǎn)品，它在指令系統、硬件結構和片內資源上與標準8051單片饑完傘兼容。STC89C51單片機功耗低，速率高，最高可達90MHz，帶有4 KB的內存和程序保護系統，便于程序的調試修改和保密。單片機引腳在本系統中的功能如下：P1.0口輸出用于啟動(dòng)GSM模塊正常上作；RXD，TXD引腳用于和GSM通信，設置GSM模塊工作模式和發(fā)送短信；P1．1，P3．5和P3.6引腳用于控制A／D模塊的工作狀態(tài)，讀取電流傳感器的輸出電壓。
2．2 GSM模塊電路設計
TC35足一款支持中文短信息的工業(yè)級GSM模塊，工作在EGSM900和GSM1800雙頻段，電源范圍是3．3～4．8 V，電流消耗如下：休眠狀態(tài)為3．5 mA，空閑狀態(tài)為25 mA，發(fā)射狀態(tài)平均為：300mA，峰值為2．5 A；可傳輸語(yǔ)音和數據信號，功耗在EGSM900和GSM1800分別為2 W和1 W，通過(guò)接口連接器和天線(xiàn)連接器分別連接SIM卡讀卡器和天線(xiàn)。TC35的數據接口通過(guò)AT命令可雙向傳輸指令和數據，使用串口通信，支持Text和PDU格式的短信息。
TC35的電路設計包括電源電路、啟動(dòng)電路、串口電路和SIM卡電路。GSM的發(fā)射電流峰值可達2．5 A，對電源要求比較高，故采用開(kāi)關(guān)電源芯片LM2576進(jìn)行電源轉換，提供4．2 V電源給TC35。TC35上電后，要進(jìn)入工作狀態(tài)，必須給IGT加一延時(shí)大于100ms的低脈沖，電平下降持續時(shí)間不可超過(guò)1 ms。啟動(dòng)后，IGT應保持3．3 V高電平，因此，通過(guò)STC89C51單片機的P1．0口輸出所需電平，控制TC35工作狀態(tài)。由于單片機輸出電平為T(mén)TL，故需要通過(guò)7407電平轉換芯片轉換成符合TC35的COMS電平。串口通信電路也是如此，需通過(guò)7407進(jìn)行電平轉換，TC35的COMS電平在3．3 V左右，因此還要選擇合適的上拉電阻。TC35使用外接式SIM卡，SIM卡的CCRST，CCIO，CCCLK，CCVCC和CCGND引腳通過(guò)SIM卡座與TC35的同名端直接相連，ZIF連接座的CCIN引腳用來(lái)檢測SIM卡是否插好，如果連接正確，則CCIN輸出高電平，否則為低電平。
2．3 煙火報警器
市面上煙火報警器的種類(lèi)多種多樣，如果在煙火報警器電路上進(jìn)行改進(jìn)，加入狀態(tài)監測電路，雖然也能實(shí)現本系統的功能，但如果報警器換了，所有電路都得換；對于已經(jīng)安裝廠(chǎng)煙火報警器的地方，還要更換等等，都會(huì )使得系統不具有廣泛的適用性。因此本系統的創(chuàng )新思路是：煙火報警器電路不需進(jìn)行任何改動(dòng)，當報警器監測到火災時(shí)會(huì )發(fā)出高分貝報警聲，電源電流變化明顯，因此可以采用電流感應的方式檢測報警器的狀態(tài)。這樣對于市面上幾乎所有的煙火報警器，都可以使用本系統，即使屋主已經(jīng)安裝了普通煙火報警器，只要加入本系統電路，就可以實(shí)現無(wú)線(xiàn)監控火災情況，發(fā)生火災，能夠第一時(shí)間收到報警短信。
2．4 電流傳感器電路
為了不破壞普通煙火報警器的電路，以感應電流的方式檢測煙火報警器的工作狀態(tài)，選用了直流型電流傳感器。經(jīng)測試得知，普通煙火報警器的靜態(tài)電流小于10μA，報警時(shí)的工作電流只有10～30 mA，這么微弱的電流一般的電流傳感器根本檢測不出。本系統選用的TDC-LTA系列直流漏電流傳感器是應用磁調制原理研制而成的一種新型電流傳感器，其小電流的穩定性好，初級與次級之間高度絕緣，額定輸出電壓為0～5 V，非常適合本系統。電路連接比較簡(jiǎn)單，將煙火報警器的一根電源線(xiàn)穿過(guò)電流傳感器，上電后，電流傳感器的輸出電壓就代表感應電流的大小。