家庭厨房大都运用天然气和液化气，给日子带来了便利。运用不当或许煤气走漏以及走漏后引发火灾，将会形成经济财产损失。防火、防爆设备对咱们的家庭日子就尤为重要。
经过检测和信号调度电路、单片机、显现和报警电路、GSM模块和通风机等电路模块结构一个家庭防火防爆安全主动监测体系硬件电路，并规划相应的软件程序，使之具有功用：1)防爆参数检测，2)信号转化与处理，3)显现与报警。
1 整体硬件体系
1.1 单片机最小体系
单片机的最小体系如图1所示。它主要由三部分构成，别离是STC12C5A60S2单片机、复位电路和时钟电路。复位电路由电阻、复位按钮和电容组成。时钟电路由两个30PF的电容和11.059 2 M的晶振组成。
片机从这个初始状况开端作业。关于整个体系来说，复位操作是非常重要的，需求相关的外围电路完成。复位电路如图1所示。
1.1.2 单片机时钟电路
单片机内部时钟电路如图1所示。单片机时钟有两种作业方法，第一种是内部R/C震动时钟，第二种是外部晶振时钟。本体系串行通讯对时钟要求高，选用外部晶振时钟。时钟电路两个端口别离接单片机XTAL1和XTAL2引脚。
1.2 烟雾传感器电路
检测CO的浓度用MQ-2传感器。检测得到的信号比较小，有必要经过扩大和调度。所以用电阻R6来调度输出信号的巨细。当环境中CO浓度比较低，H—H两级电导率比较低，电压比较小，而输出电压就比较大。依据CO浓度和输出电压联系知，当CO浓度为300 PPM，输出电压为1 V。设定浓度超越300 PPM，体系就报警。烟雾传感器电路如图2所示。
1.3 温度传感器电路
温度模块由DS18B20、R3组成，其间R3归于上拉电阻。温度传感器归于数字式传感器，能够直接读出温度值。DS18B20丈量温度规模为-55～+125℃，测温精度0.5 ℃，彻底满意对家居环境温度的丈量要求。能够直接将温度转化值以16位数值码的方法输出。依据温度和数字量的联系，当温度为30℃时，输出的16位数字码是003BH。设定室内温度超越30℃，体系就报警。温度模块电路衔接如图3所示。
1.4 可燃气体传感器电路
本规划中运用的可燃气体传感器为QM-N5。此传感器是电阻型半导体气体传感器。原理是当有可燃气体产生时，气体就会在半导体外表产生化学反响。反响一旦产生，就会使相应的电阻产生变化。可燃气体检测和调度电路如图4所示。从U0输出的电压很小，因此有必要经过LM324进行恰当的扩大。然后将所得电压送入单片机中带有A/D转化功用的接口，进行转化和数据处理。依据可燃气体浓度和输出电压联系，当可燃气体浓度为200 PPM，输出电压为0.5 V。设定可燃气体浓度超越200 PPM，体系就报警。
1.5 GSM模块
本规划的GSM模块选用Siemens公司的TC35i模块，西门子GSM模块是支撑中文短信息的工业级GSM模块，作业在EGSM900和GSM1800双频段，电源规模为直流3.3～4.8 V。TC 35i模块有40个引脚能够划分为5类，即电源、数据输入/输出、SIM卡、音频接口和操控。
TC35i的第13为对外输出电压(供外电路运用)，14为ACCU—TEMP接负温度系数的热敏电阻，用于锂电池充电维护操控。
15脚是发动脚IGT，体系加电后为使TC35i进入作业状况，有必要给IGT加一个大于100 ms的低脉冲，电平下降持续时间不行超越1 ms。
18脚RXD、19脚TXD为TTL的串口通讯脚，需求和单片机或许PC通讯。
TC35i的第32脚SYNC引脚有两种作业形式，本模块运用的是指示TC35i的作业状况。当LED平息时，标明TC35i处于封闭或睡觉状况;当LED为600 ms亮/600 ms熄时，标明SIM卡没有刺进或TC35i正在进行网络登录;当LED为75 ms亮/3 s熄时，标明TC35i已登录进网络，处于待机状况。
35～38为语音接口，35、36接扬声器放音。37、38能够直接与驻极体话筒衔接来收集声响。单片机经过I/O口操控TC35i的开关机、复位等，经过串口与TC35i进行数据通讯。
TC35i与SIM的衔接图如图5所示，它能够完成短信的收发。
1.6 通风机操控电路
通风机电路如图6所示。主要由三极管、光电耦合器、发光二极管、线圈和通风机组成。作业原理是单片机从P2.1输出一个高电平使Q7导通，接着光敏三极管导通，一起Q6导通，因此继电器的线圈K1通电，继电器接触点闭合，使沟通220 V电源接通，通风机开端作业。反之，P2.1输出低电平时，继电器触点断开。
2 软件规划
2.1 体系主流程
本体系的软件规划以C言语为根底。体系主程序流程：开端→体系初始化→{读取三种传感器参数→报警子程序→键盘扫描→判别键值→调用显现数据子程序}。
主程序是一个无限循环的程序，经过对各个模块的合理调用完成对参数的丈量、比较、报警和显现。作业原理是上电后体系初始化，单片机敏捷检测到被测参数，并存储起来，在这个过程中包含A/D转化。然后发动报警子程序，判别是否越限，越限就报警30 s，一起发送短信到主人手机，接着判别键值。如不越限，直接判别键值，显现相应的数据。接着回来持续读取三种传感器的数值，顺次循环。
2.2 本方案长处
在%&&&&&%挑选方面：
1)主操控器选用STC12C5A60S2，是8051单片机的加强版。自带8路10位高速A/D转化，长处是处理速度快、低功耗、超强抗干扰才能。
2)本规划选用的GSM模块是西门子出产的TC35i。它是一款高度集成的短信模块，其体积小且重量轻，被广泛应用。
3)显现器选用国产的4位动态显现数码管3461LED。它的长处是与单片机衔接便利、占有的I/O口少、驱动简略、稳定性好。
