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概述摘海洋沉積研究的同志在工作中往往要觀測(cè)距海底0.5米的底層流,有的甚至更低一些幾乎到底,在工作中經(jīng)常碰到由于潮位變化產(chǎn)生海流計(jì)陷在海底爛泥現(xiàn)象,搞水文觀測(cè)的同志,在工作中則碰到另一問題,往往在測(cè)流時(shí)海流計(jì)被爛漁網(wǎng)、水草等雜物纏住,測(cè)流轉(zhuǎn)子卡死……造成幾天過去了把海流計(jì)提上來時(shí)才發(fā)現(xiàn)海流計(jì)積滿了泥或雜物,數(shù)據(jù)缺了一大段,只好返工重測(cè)既費(fèi)事又費(fèi)時(shí)。因此他們都很需要有一個(gè)水下報(bào)警器能及時(shí)報(bào)警,以便采取對(duì)策,本報(bào)警器主要就是為此目的研制的。報(bào)警器結(jié)構(gòu)本報(bào)警器由水下傳感器、報(bào)警器、連接電纜、電池組組成。傳感器及電纜引出端經(jīng)水密處理,電池組與報(bào)警器一起裝在一個(gè)20×15×7的小木盒內(nèi)攜帶方便。

  整體是由紅外對(duì)射傳感器、水下檢測(cè)傳感器構(gòu)成前端監(jiān)測(cè)模塊，經(jīng)信號(hào)處理電路（濾波、信號(hào)放大等）將前端監(jiān)測(cè)信號(hào)傳輸給CC2530單片機(jī)主控制器模塊進(jìn)行比較判斷，符合報(bào)警情況時(shí)，及時(shí)發(fā)送報(bào)警短信給用戶手機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)在出現(xiàn)非法入侵時(shí)，用戶手機(jī)能夠及時(shí)得知水下險(xiǎn)情，做好安全應(yīng)對(duì)措施。硬件是由ESP8266作為系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸層，CC2530作為主控芯片。下圖為硬件流程圖。前端檢測(cè)模塊是為了檢測(cè)水下險(xiǎn)情，信號(hào)處理模塊包括水下信號(hào)整流電路、濾波電路、放大電路。以及水下檢測(cè)到險(xiǎn)情后向用戶發(fā)送的預(yù)警信息模塊。

  整個(gè)水下環(huán)境監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)包括單片機(jī)模塊、GSM 模塊、鍵盤顯示模塊、傳感器模塊等。1、 單片機(jī)模塊CC2530是一種低功耗、高性能 CMOS32 位微控制器，具有 32K在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。在單芯片上，擁有靈巧的 8位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 CC2530 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。2、GSM 模塊GSM 系統(tǒng)分為交換分系統(tǒng)、基站分系統(tǒng)、移動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)和操作與維護(hù)系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)選用 GSMSIM800L 模塊，SIM800L 支持中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通以及全球四頻網(wǎng)絡(luò)，串口為 TTL 串口，可以與單片機(jī)直接鏈接。3、鍵盤顯示模塊當(dāng)檢測(cè)到環(huán)境異常時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)需要由鍵盤顯示模塊來進(jìn)行電話號(hào)碼的預(yù)設(shè)，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(jiǎn)單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面。4、 時(shí)鐘電路當(dāng)系統(tǒng)具備時(shí)鐘功能時(shí)，可以保證時(shí)間的記錄，可以自檢并且上傳系統(tǒng)運(yùn)行的當(dāng)前狀態(tài)，保證了系統(tǒng)正常工作。系統(tǒng)選用DS3231 AT24C32 高精度時(shí)鐘模塊

本系統(tǒng)采用紅外線柵欄對(duì)射傳感器來實(shí)現(xiàn)防盜功能，安裝于門窗陽(yáng)臺(tái)等，當(dāng)有人非法入侵時(shí)穿過紅外柵欄，遮斷柵欄任意 2 個(gè)光束立即輸出報(bào)警信號(hào)，2 個(gè)光束之間的距離設(shè)定為 16cm，這樣當(dāng)有貓和小狗等寵物穿過時(shí)會(huì)小于 2 個(gè)光束間距離，則不會(huì)觸發(fā)報(bào)警信號(hào)輸出。本系統(tǒng)選用 NI-S 離子式感煙探測(cè)器，當(dāng)無煙時(shí)收集極保持平衡電位，當(dāng)煙進(jìn)入電離室時(shí)，外電離室大于內(nèi)電離室，電離電流下降，電位變化觸發(fā)輸出信號(hào)。系統(tǒng)選用 MQ-4 天然氣體傳感器，當(dāng)環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時(shí)，傳感器電導(dǎo)率發(fā)生變化，產(chǎn)生輸出信號(hào)，這種傳感器可檢測(cè)多種可燃性氣體 [2] 。智能家居系統(tǒng)軟件的編程用 C 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，當(dāng)程序開始運(yùn)行時(shí)，首先進(jìn)行的是 CC2530 單片機(jī)和 GSM 模塊的初始化。CC2530單片機(jī)的初始化包括設(shè)置串口工作方式、波特率、并初始化變量參數(shù)和標(biāo)志位。GSM 模塊的初始化包括啟動(dòng)、選擇發(fā)送短信的格式為PDU 數(shù)據(jù)包格式、設(shè)置發(fā)送短信的中心地址。隨著程序運(yùn)行，系統(tǒng)進(jìn)入布防狀態(tài)，此時(shí)前端監(jiān)測(cè)模塊通過各傳感器不間斷進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)，例如紅外傳感器檢測(cè)到環(huán)境有人闖入，則輸出的開關(guān)量為 1，單片機(jī)輸出信號(hào)，通過 GSM 模塊發(fā)送中文短信給目標(biāo)用戶進(jìn)行報(bào)警；若輸出為 0，則返回繼續(xù)監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)軟件的主程序流程圖如圖 4-2 所示。

    本項(xiàng)目基于ZigBee技術(shù)實(shí)現(xiàn)了家庭與居民小區(qū)綜合安防遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)功能，巧妙地利用了 GSM 穩(wěn)定、成熟的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，采用TI公司生產(chǎn)的CC2530作為主控制芯片，結(jié)合紅外傳感器、煙霧傳感器、燃?xì)庑孤秱鞲衅?、手機(jī)終端以及信號(hào)處理電路等構(gòu)成整個(gè)安防報(bào)警系統(tǒng)，開啟布防后實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)整個(gè)家庭環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了防盜、防火、燃?xì)庑孤秷?bào)警的功能，智能地解決了人們?cè)诰幼『碗x開家庭時(shí)的安全隱患。另外，我們還將整個(gè)系統(tǒng)集成為室內(nèi)裝飾物，增加了美觀度和實(shí)用性。

本項(xiàng)目由主機(jī)、分布檢測(cè)點(diǎn)、顯示終端、無線傳輸及通訊模塊組成。其中：分布式檢測(cè)點(diǎn)集成了多種傳感器，實(shí)現(xiàn)溫濕度、有毒有害氣體、煙霧、漏水、小偷入侵等檢測(cè)。檢測(cè)數(shù)據(jù)通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊傳輸?shù)街鳈C(jī)，數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后將溫濕度、室內(nèi)安全狀況等在PC端或手機(jī)端實(shí)時(shí)顯示。當(dāng)檢測(cè)到室內(nèi)空氣超標(biāo)或有毒有害氣體時(shí)，如：廚房有煤氣泄漏；家具中甲醛、苯等超標(biāo)；室內(nèi)有火災(zāi)；水管爆裂等，主機(jī)將點(diǎn)亮相應(yīng)顏色的燈帶，同時(shí)伴有蜂鳴聲以示提醒和預(yù)警。

對(duì)于外出的用戶，還會(huì)有短信預(yù)警功能，同時(shí)主機(jī)還會(huì)將危險(xiǎn)信號(hào)以短信形式發(fā)送到居民小區(qū)治安室，切實(shí)保障家庭與居民小區(qū)的綜合安全。

項(xiàng)目經(jīng)過初期測(cè)試實(shí)驗(yàn)可以達(dá)到要求。