無(wú)線煙火遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2．1 STC89C51單片機(jī)電路
STC89C51單片機(jī)是MCS-51系列單片機(jī)的派生產(chǎn)品，它在指令系統(tǒng)、硬件結(jié)構(gòu)和片內(nèi)資源上與標(biāo)準(zhǔn)8051單片饑完傘兼容。STC89C51單片機(jī)功耗低，速率高，最高可達(dá)90MHz，帶有4 KB的內(nèi)存和程序保護(hù)系統(tǒng)，便于程序的調(diào)試修改和保密。單片機(jī)引腳在本系統(tǒng)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(shè)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(shè)計(jì)
TC35足一款支持中文短信息的工業(yè)級(jí)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(shù)據(jù)信號(hào)，功耗在EGSM900和GSM1800分別為2 W和1 W，通過(guò)接口連接器和天線連接器分別連接SIM卡讀卡器和天線。TC35的數(shù)據(jù)接口通過(guò)AT命令可雙向傳輸指令和數(shù)據(jù)，使用串口通信，支持Text和PDU格式的短信息。
TC35的電路設(shè)計(jì)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(dá)2．5 A，對(duì)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(zhuǎn)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(xù)時(shí)間不可超過(guò)1 ms。啟動(dòng)后，IGT應(yīng)保持3．3 V高電平，因此，通過(guò)STC89C51單片機(jī)的P1．0口輸出所需電平，控制TC35工作狀態(tài)。由于單片機(jī)輸出電平為TTL，故需要通過(guò)7407電平轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(cè)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(bào)警器
市面上煙火報(bào)警器的種類多種多樣，如果在煙火報(bào)警器電路上進(jìn)行改進(jìn)，加入狀態(tài)監(jiān)測(cè)電路，雖然也能實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的功能，但如果報(bào)警器換了，所有電路都得換；對(duì)于已經(jīng)安裝廠煙火報(bào)警器的地方，還要更換等等，都會(huì)使得系統(tǒng)不具有廣泛的適用性。因此本系統(tǒng)的創(chuàng)新思路是：煙火報(bào)警器電路不需進(jìn)行任何改動(dòng)，當(dāng)報(bào)警器監(jiān)測(cè)到火災(zāi)時(shí)會(huì)發(fā)出高分貝報(bào)警聲，電源電流變化明顯，因此可以采用電流感應(yīng)的方式檢測(cè)報(bào)警器的狀態(tài)。這樣對(duì)于市面上幾乎所有的煙火報(bào)警器，都可以使用本系統(tǒng)，即使屋主已經(jīng)安裝了普通煙火報(bào)警器，只要加入本系統(tǒng)電路，就可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線監(jiān)控火災(zāi)情況，發(fā)生火災(zāi)，能夠第一時(shí)間收到報(bào)警短信。
2．4 電流傳感器電路
為了不破壞普通煙火報(bào)警器的電路，以感應(yīng)電流的方式檢測(cè)煙火報(bào)警器的工作狀態(tài)，選用了直流型電流傳感器。經(jīng)測(cè)試得知，普通煙火報(bào)警器的靜態(tài)電流小于10μA，報(bào)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(cè)不出。本系統(tǒng)選用的TDC-LTA系列直流漏電流傳感器是應(yīng)用磁調(diào)制原理研制而成的一種新型電流傳感器，其小電流的穩(wěn)定性好，初級(jí)與次級(jí)之間高度絕緣，額定輸出電壓為0～5 V，非常適合本系統(tǒng)。電路連接比較簡(jiǎn)單，將煙火報(bào)警器的一根電源線穿過(guò)電流傳感器，上電后，電流傳感器的輸出電壓就代表感應(yīng)電流的大小。