家用火灾远程无线报警系统设计

郎清泉，郑旭，彭连阳

（ 黑龙江科技大学 电气与控制工程学院，黑龙江 哈尔滨 150027 ）

0 引言

现代社会随着电子产品的增多，家庭用电负荷日渐增大，家庭火灾事故频发[1]。为了保障人体生命安全和减小经济财产的损失，对家庭火灾报警系统的设计意义重大。

本文设计一种新型家用火灾远程无线报警系统，由检测单元、执行机构以及手机APP 组成[2]。设计的家用火灾无线远程报警系统检测电路和WIFI 模块均工作于间歇式状态，实现了低功耗、WIFI 技术和手机端APP 的连接使得火灾报警实现远程功能[3]。

1 结构设计

设计的家用火灾远程无线报警系统系统整体结构见图1。其系统整体主要由检测部分、执行单元和手机APP 部分组成[4]。

利用多个传感器及信号调理电路组成的检测电路，对室内的烟雾浓度、CO 浓度和温度值进行检测，当某一量达到火灾预警值时进行报警提示，三种火灾信号同时检测保证了火灾检测的及时性和灵敏度。检测电路工作在间歇式工作模式，降低了整个检测系统的功耗[5]。执行单元中利用低功耗PIC16F1786 单片机对火灾检测信号进行处理，通过ESP8266 芯片利用WIFI 技术将火灾信号传递到用户手机APP中进行报警提醒。用户通过手机APP 远程了解火灾情况，及时拨打火警电话，实现远程实时报警功能。

2 电路设计

当PIC16F1786 单片机对火灾信号进行处理之后，利用WIFI 技术对火灾信号进行远程传输。利用成本低廉性能稳定的ESP8266 芯片实现WIFI 远程的互联通信，其该WIFI 模块的接口电路见图2。

利用ESP8266 芯片的间歇式工作模式，当检测到火灾信号后单片机将ESP8266 芯片从休眠状态唤醒，进行火灾信号的数据传输。整个唤醒过程仅需要几毫秒的时间，在极大降低了系统功耗的同时确保了数据传输的快速性和准确性。

通过易安卓系统构建手机端APP，将WIFI 模块信息生成二维码，扫描二维码之后连接服务器，使得手机信息与服务器之间建立联系。服务器的连接流程如下图3 所示。

ESP8266 模块首先跟路由器进行匹配，匹配到路由器之后与服务器进行连接，将火灾数据通过WIFI 技术及时传输到该服务器，利用手机APP 从该服务器上获得火灾发生的报警信号，便于用户及时处理。ESP8266 需要设置为Station+AP 模式才能够与路由器之间进行匹配，并且与保存在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 模块才能与服务器进行连接，当服务器允许连接时会反馈WIFI 模块连接成功信息，同时给手机APP 发送连接信息，表示服务器连接成功。

当WIFI 模块和手机APP 之间建立连接，单片机通过WIFI 模块将火灾发生时的报警信号传输至该服务器，用户通过手机APP 端从服务器上获得火灾发生的报警信号，并通过传输的火灾数据进行火势分析，判断是否及时报警。

3 结论

本文设计了一种新型的家用火灾远程无线报警系统，对烟雾浓度、温度值以及CO 浓度三种环境信号进行同时检测，保证在火灾发生之初就能够及时发现。单片机将检测到的火灾报警信号通过WIFI 技术传输到服务器，用户手机APP 读取服务器中的火灾报警信息，通过APP 观看火灾信息，实现远程报警。设计的家用火灾无线远程报警系统检测电路和WIFI 模块均工作于间歇式状态，实现了低功耗，整个系统具有远程传输可靠、灵敏度高、成本小的优点。