郎清泉，鄭旭，彭連陽

（ 黑龍江科技大學 電氣與控制工程學院，黑龍江 哈爾濱 150027 ）

0 引言

現(xiàn)代社會隨著電子產(chǎn)品的增多，家庭用電負荷日漸增大，家庭火災事故頻發(fā)[1]。為了保障人體生命安全和減小經(jīng)濟財產(chǎn)的損失，對家庭火災報警系統(tǒng)的設計意義重大。

本文設計一種新型家用火災遠程無線報警系統(tǒng)，由檢測單元、執(zhí)行機構以及手機APP 組成[2]。設計的家用火災無線遠程報警系統(tǒng)檢測電路和WIFI 模塊均工作于間歇式狀態(tài)，實現(xiàn)了低功耗、WIFI 技術和手機端APP 的連接使得火災報警實現(xiàn)遠程功能[3]。

1 結構設計

設計的家用火災遠程無線報警系統(tǒng)系統(tǒng)整體結構見圖1。其系統(tǒng)整體主要由檢測部分、執(zhí)行單元和手機APP 部分組成[4]。

利用多個傳感器及信號調理電路組成的檢測電路，對室內的煙霧濃度、CO 濃度和溫度值進行檢測，當某一量達到火災預警值時進行報警提示，三種火災信號同時檢測保證了火災檢測的及時性和靈敏度。檢測電路工作在間歇式工作模式，降低了整個檢測系統(tǒng)的功耗[5]。執(zhí)行單元中利用低功耗PIC16F1786 單片機對火災檢測信號進行處理，通過ESP8266 芯片利用WIFI 技術將火災信號傳遞到用戶手機APP中進行報警提醒。用戶通過手機APP 遠程了解火災情況，及時撥打火警電話，實現(xiàn)遠程實時報警功能。

2 電路設計

當PIC16F1786 單片機對火災信號進行處理之后，利用WIFI 技術對火災信號進行遠程傳輸。利用成本低廉性能穩(wěn)定的ESP8266 芯片實現(xiàn)WIFI 遠程的互聯(lián)通信，其該WIFI 模塊的接口電路見圖2。

利用ESP8266 芯片的間歇式工作模式，當檢測到火災信號后單片機將ESP8266 芯片從休眠狀態(tài)喚醒，進行火災信號的數(shù)據(jù)傳輸。整個喚醒過程僅需要幾毫秒的時間，在極大降低了系統(tǒng)功耗的同時確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目焖傩院蜏蚀_性。

通過易安卓系統(tǒng)構建手機端APP，將WIFI 模塊信息生成二維碼，掃描二維碼之后連接服務器，使得手機信息與服務器之間建立聯(lián)系。服務器的連接流程如下圖3 所示。

ESP8266 模塊首先跟路由器進行匹配，匹配到路由器之后與服務器進行連接，將火災數(shù)據(jù)通過WIFI 技術及時傳輸?shù)皆摲掌?，利用手機APP 從該服務器上獲得火災發(fā)生的報警信號，便于用戶及時處理。ESP8266 需要設置為Station+AP 模式才能夠與路由器之間進行匹配，并且與保存在flash 中的路由器信息一致才能匹配成功。

成功匹配路由器之后，WIFI 模塊才能與服務器進行連接，當服務器允許連接時會反饋WIFI 模塊連接成功信息，同時給手機APP 發(fā)送連接信息，表示服務器連接成功。

當WIFI 模塊和手機APP 之間建立連接，單片機通過WIFI 模塊將火災發(fā)生時的報警信號傳輸至該服務器，用戶通過手機APP 端從服務器上獲得火災發(fā)生的報警信號，并通過傳輸?shù)幕馂臄?shù)據(jù)進行火勢分析，判斷是否及時報警。

3 結論

本文設計了一種新型的家用火災遠程無線報警系統(tǒng)，對煙霧濃度、溫度值以及CO 濃度三種環(huán)境信號進行同時檢測，保證在火災發(fā)生之初就能夠及時發(fā)現(xiàn)。單片機將檢測到的火災報警信號通過WIFI 技術傳輸?shù)椒掌?，用戶手機APP 讀取服務器中的火災報警信息，通過APP 觀看火災信息，實現(xiàn)遠程報警。設計的家用火災無線遠程報警系統(tǒng)檢測電路和WIFI 模塊均工作于間歇式狀態(tài)，實現(xiàn)了低功耗，整個系統(tǒng)具有遠程傳輸可靠、靈敏度高、成本小的優(yōu)點。