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  整體是由紅外對射傳感器、水下檢測傳感器構成前端監測模塊，經信號處理電路（濾波、信號放大等）將前端監測信號傳輸給CC2530單片機主控制器模塊進行比較判斷，符合報警情況時，及時發送報警短信給用戶手機，從而實現在出現非法入侵時，用戶手機能夠及時得知水下險情，做好安全應對措施。硬件是由ESP8266作為系統的網絡傳輸層，CC2530作為主控芯片。下圖為硬件流程圖。前端檢測模塊是為了檢測水下險情，信號處理模塊包括水下信號整流電路、濾波電路、放大電路。以及水下檢測到險情后向用戶發送的預警信息模塊。

  整個水下環境監測報警系統包括單片機模塊、GSM 模塊、鍵盤顯示模塊、傳感器模塊等。1、 單片機模塊CC2530是一種低功耗、高性能 CMOS32 位微控制器，具有 32K在系統可編程 Flash 存儲器。在單芯片上，擁有靈巧的 8位 CPU 和在系統可編程 Flash，使得 CC2530 為眾多嵌入式控制應用系統提供高靈活、超有效的解決方案。2、GSM 模塊GSM 系統分為交換分系統、基站分系統、移動臺系統和操作與維護系統，本設計選用 GSMSIM800L 模塊，SIM800L 支持中國移動、中國聯通以及全球四頻網絡，串口為 TTL 串口，可以與單片機直接鏈接。3、鍵盤顯示模塊當檢測到環境異常時，報警系統需要由鍵盤顯示模塊來進行電話號碼的預設，所以選用 HD7279A SOP28 鍵盤顯示器 IC 作為鍵盤智能控制芯片，顯示屏選用OLCD屏，利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構成全中文人機交互圖形界面。4、 時鐘電路當系統具備時鐘功能時，可以保證時間的記錄，可以自檢并且上傳系統運行的當前狀態，保證了系統正常工作。系統選用DS3231 AT24C32 高精度時鐘模塊

本系統采用紅外線柵欄對射傳感器來實現防盜功能，安裝于門窗陽臺等，當有人非法入侵時穿過紅外柵欄，遮斷柵欄任意 2 個光束立即輸出報警信號，2 個光束之間的距離設定為 16cm，這樣當有貓和小狗等寵物穿過時會小于 2 個光束間距離，則不會觸發報警信號輸出。本系統選用 NI-S 離子式感煙探測器，當無煙時收集極保持平衡電位，當煙進入電離室時，外電離室大于內電離室，電離電流下降，電位變化觸發輸出信號。系統選用 MQ-4 天然氣體傳感器，當環境中存在可燃氣體時，傳感器電導率發生變化，產生輸出信號，這種傳感器可檢測多種可燃性氣體 [2] 。智能家居系統軟件的編程用 C 語言實現，當程序開始運行時，首先進行的是 CC2530 單片機和 GSM 模塊的初始化。CC2530單片機的初始化包括設置串口工作方式、波特率、并初始化變量參數和標志位。GSM 模塊的初始化包括啟動、選擇發送短信的格式為PDU 數據包格式、設置發送短信的中心地址。隨著程序運行，系統進入布防狀態，此時前端監測模塊通過各傳感器不間斷進行環境監測，例如紅外傳感器檢測到環境有人闖入，則輸出的開關量為 1，單片機輸出信號，通過 GSM 模塊發送中文短信給目標用戶進行報警；若輸出為 0，則返回繼續監測。系統軟件的主程序流程圖如圖 4-2 所示。

    本項目基于ZigBee技術實現了家庭與居民小區綜合安防遠程監測功能，巧妙地利用了 GSM 穩定、成熟的移動網絡，采用TI公司生產的CC2530作為主控制芯片，結合紅外傳感器、煙霧傳感器、燃氣泄露傳感器、手機終端以及信號處理電路等構成整個安防報警系統，開啟布防后實時監測整個家庭環境，實現了防盜、防火、燃氣泄露報警的功能，智能地解決了人們在居住和離開家庭時的安全隱患。另外，我們還將整個系統集成為室內裝飾物，增加了美觀度和實用性。

本項目由主機、分布檢測點、顯示終端、無線傳輸及通訊模塊組成。其中：分布式檢測點集成了多種傳感器，實現溫濕度、有毒有害氣體、煙霧、漏水、小偷入侵等檢測。檢測數據通過無線傳感器網絡傳輸模塊傳輸到主機，數據經過處理后將溫濕度、室內安全狀況等在PC端或手機端實時顯示。當檢測到室內空氣超標或有毒有害氣體時，如：廚房有煤氣泄漏；家具中甲醛、苯等超標；室內有火災；水管爆裂等，主機將點亮相應顏色的燈帶，同時伴有蜂鳴聲以示提醒和預警。

對于外出的用戶，還會有短信預警功能，同時主機還會將危險信號以短信形式發送到居民小區治安室，切實保障家庭與居民小區的綜合安全。

項目經過初期測試實驗可以達到要求。