2 系统设计方案及原理

2。1 系统总体设计方案来自优I尔Q论T文D网WWw.YoueRw.com 加QQ7520~18766

   基于GSM无线智能防火防盗报警系统结构由为前端探测器（热释电红外探测器、MQ-2烟雾传感器）、单片机控制器、GSM通信模块、用户终端四部分组成。

基本工作原理如下:利用被动式热释电型红外传感器检测人体辐射的红外线，当检测到红外信号变化时，将其转化为微弱的电信号，经过信号处理电路对电信号进行滤波、放大、比较、输出高电平作为警告信息送给MCU，MCU判断是否报警，如果满足报警条件，就会发出控制信号，通过串行通信接口，控制GSM短信模块给用户发短信息，实现防盗报警。利用MQ-2半导体烟雾传感器内部气敏材料表面导电率的变化，就可以获得烟雾存在的信息，烟雾的浓度越大，输出的模拟信号就越大，经过LM393电压比较器输出低电平作为警告信息送给MCU，MCU判断是否报警，如果满足报警条件，就会发出控制信号，通过串行通信接口，控制GSM短信模块给用户发短信息，实现防火报警。如图2-1为总体设计框图。

图2-1 总体设计框图

2。2人体信号检测方案

2。2。1人体红外线

普通人体会发射10μm左右的特定波长红外线，用专门设计的传感器就可以针对性的检测这种红外线存在与否，当人体红外线照射到传感器上后，因热释电效应将向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生控制信号。

2。2。2 热释电红外传感器

热释电红外传感器通过接收移动人体辐射出的特定波长的红外线，可以将其转化为与人体运动速度，距离，方向有关的低频电信号。当热释电红外传感器受到红外辐射源的照射时，其内部敏感材料的温度将升高，极化强度减弱，表面电荷减少，通常将释放掉的这部分电荷称为热释电电荷。由于热释电电荷的多少可以反映出材料温度的变化，所以由热释电电荷经电路转变成的输出电压也同样可以反映出材料温度的变化，从而探测出红外辐射能量的变化。红外探测器的光学系统可以将来自多个方向的红外辐射能量聚焦在探测器上，这样红外探测器就可以探测到某一个立体探测空间内热辐射的变化。

本文设计选用P228热释电红外传感器，P228芯片材料为钽酸锂，灵敏度高，噪声系数小，温度范围较宽，水平角度大（138°），其余各项指标均在同类型产品中属于中上水平。

2。2。3 通过热释电红外传感器检测人体信号的原理论文网

当防范区域内没有移动的人体时，由于所有的背景物体(如墙壁、家具等)在室温下红外辐射的能量比较小，而且基本上是稳定的，所以不能触发报警器。当有人体突然进入探测区域时，会造成红外辐射能量的突然变化，红外探测器将接收到的活动人体与背景物体之间的红外热辐射能量的变化转化为相应的电信号，电信号的大小，决定于敏感元件温度变化的快慢，经过后级比较器与状态控制器产生相应的输出信号U，送往报警器，发出报警信号。红外探测器的探测波长为8～14um，人体的红外辐射波长正好处于这个范围之内，因此能较好的探测到活动的人体。

2。3 烟雾信号检测方案

2。3。1 MQ-2半导体烟雾传感器

MQ-2型传感器的一般特点：对天然气、液化石油气等烟雾有很高的灵敏度，尤其对烷类烟雾更为敏感；具有良好的重复性和长期的稳定性，初始稳定，响应时间短，长时间工作性能好；电路设计电压范围宽，24V以下均可。

MQ-2型传感器的初期稳定特性：半导体烟雾传感器在不通电状态存放一段时间后，在通电时，器件并不能立即投入正常工作。这是因为烟雾传感器中的二氧化锡在不通电的状态下会吸附空气中的水蒸气，当再次通电时需要预热几分钟是水蒸气蒸发后，气敏电阻才能正常工作。在通电工作时气敏电阻值达到稳定时所需要的时间，定义为初期稳定时间。