森林火災(zāi)是森林中常見的危害，對野生動物和環(huán)境造成很大危害。如果可以在森林地區(qū)部署一個強大的系統(tǒng)來檢測火災(zāi)并提醒消防當局立即采取行動，則可以避免這種情況。在這個項目中，目的是建立一個使用物聯(lián)網(wǎng)的森林火災(zāi)檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)將檢測火災(zāi)并通過物聯(lián)網(wǎng)向當局發(fā)送緊急警報。在這里，GSM/GPRS 模塊用于與物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器通信，因為通常在森林地區(qū)，網(wǎng)絡(luò)帶寬非常低或不可用。因此，2G 網(wǎng)絡(luò)更適合與服務(wù)器通信。

　　使用的組件

　　Arduino納米

　　SIM800L GPS/GPRS 模塊

　　3.7V鋰離子電池

　　火焰傳感器

　　點陣穿孔板

　　SIM800L 模塊工作

　　SIM800L 是一個緊湊型模塊，允許 GPRS 傳輸、發(fā)送/接收 SMS 和撥打語音電話。SIM800L 模塊上有兩個天線。 第一個用于環(huán)形天線，可以直接焊接在板上，另一個用于外部天線。

　　規(guī)格：

　　輸入電壓：3.4V - 4.2V

　　接口：UART和AT指令

　　支持頻率：四頻（850 / 950 / 1800 /1900 MHz）

　　SIM卡插槽：micro SIM插槽

　　天線連接器：IPX

　　工作溫度范圍：-40 do + 85°C

　　基于物聯(lián)網(wǎng)的森林火災(zāi)檢測系統(tǒng)框圖

　　如下框圖所示，該項目由火焰?zhèn)鞲衅鳌rduino Nano 和 SIM800L GSM/GPRS 模塊作為主要組件。火焰?zhèn)鞲衅骺梢詸z測到火災(zāi)，該傳感器提供與火災(zāi)狀態(tài)相對應(yīng)的數(shù)字輸出，并由 Arduino Nano 接收。

　　Arduino 比較信號并在發(fā)生火災(zāi)時觸發(fā) SIM800L。SIM800L通過AT指令與thingspeak服務(wù)器進行通信。

　　Arduino IoT 火災(zāi)探測 - 電路圖

　　如電路圖所示，火焰?zhèn)鞲衅鬟B接到 Arduino Nano 的數(shù)字輸入引腳。如果您有興趣，您還可以查看我們之前構(gòu)建的其他簡單火災(zāi)報警電路。

　　SIM800L 通過邏輯移位電阻連接到 Arduino Nano，因為 SIM800L 在 3.3v Logic 上工作。SIM800L 模塊單獨供電，因為它工作在 3.4-4.2V DC 和 5V DC 外部電源給 Arduino Nano。或者，此處可以使用 3.7-5 V 升壓轉(zhuǎn)換器來避免使用兩個電源。

用于基于物聯(lián)網(wǎng)的森林火災(zāi)檢測的 Arduino 程序

按照電路圖完成硬件連接成功后，現(xiàn)在是時候?qū)⒋a刷入 Arduino 了。所以第一步是在代碼中包含所有必需的庫，在我的例子中是“?SoftwareSerial.h?”和“?String.h?”。

?

#include  
#include 

?

下一步是定義連接 SIM800L 的 Arduino 的 RX、TX 引腳。

?

SoftwareSerial gprsSerial(10, 11);

?

在 setup() 中，進行了串行初始化、SIM800L 模塊初始化和 GPIO 引腳聲明等所有初級初始化。

?

無效設(shè)置（）
{ 
  pinMode（12，輸出）；
  pinMode（9，輸入）；
  gprsSerial.begin(9600); // GPRS 波特率
  Serial.begin(9600); // GPRS 波特率
  Module_Init(); 
}

?

在 SIM800L 模塊初始化函數(shù)中，調(diào)用了幾個 AT 命令來初始化模塊并了解模塊的狀態(tài)。各個 AT 命令的功能可以在 SIM800L 的 AT 命令表中找到。但這里唯一需要關(guān)注的是語句“?gprsSerial.println("AT+CSTT="www"")”，其中定義了運算符的訪問點。確保將正確的接入點名稱替換為“www”。

?

void Module_Init() 
{ 
  gprsSerial.println("AT"); 
  延遲（1000）；
  gprsSerial.println("AT+CPIN?"); 
  延遲（1000）；
  gprsSerial.println("AT+CREG?"); 
  延遲（1000）；
  gprsSerial.println("AT+CGATT?"); 
  延遲（1000）；
  gprsSerial.println("AT+CIPSHUT"); 
  延遲（1000）；
  gprsSerial.println("AT+CIPSTATUS"); 
  延遲（2000）；
  gprsSerial.println("AT+CIPMUX=0"); 
  延遲（2000）；
  顯示序列數(shù)據(jù)（）；
  gprsSerial.println("AT+CSTT="www""); 
  延遲（1000）；
  顯示序列數(shù)據(jù)（）；
  gprsSerial.println("AT+CIICR"); 
  延遲（3000）；
  顯示序列數(shù)據(jù)（）；
  gprsSerial.println("AT+CIFSR");
  延遲（2000）；
  顯示序列數(shù)據(jù)（）；
  gprsSerial.println("AT+CIPSPRT=0"); 
  延遲（3000）；
  顯示序列數(shù)據(jù)（）；
}

?

在 loop() 內(nèi)部，來自引腳 12 的數(shù)字值被讀取并存儲在一個變量中。

?

int fire = digitalRead(12);

?

然后，當檢測到火災(zāi)時，使用 if-else 循環(huán)來檢測 SIM800L 的觸發(fā)以采取必要的措施。如下圖，AT+CIPSTART用于連接Thingspeak服務(wù)器并啟動連接。AT+CIPSEND 用于向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)。這里有一件重要的事情是將“?Thingspeak write API Key?”替換為您之前記錄的字符串中的實際密鑰。

?

gprsSerial.println("AT+CIPSTART="TCP","api.thingspeak.com","80"");//啟動連接
延遲(6000); 
顯示序列數(shù)據(jù)（）；
gprsSerial.println("AT+CIPSEND");//開始向遠程服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)
delay(4000); 
顯示序列數(shù)據(jù)（）；
String str = "GET https://api.thingspeak.com/update?api_key=ER43PWXXXXXQF0I&field1=" + String(1); 
序列號.println(str); 
gprsSerial.println(str);//開始向遠程服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)

?

數(shù)據(jù)傳輸完成后，使用 AT+CIPSHUT 關(guān)閉連接。

?

gprsSerial.println("AT+CIPSHUT");//關(guān)閉連接
延遲(100);

?

　　森林火災(zāi)探測系統(tǒng) - 測試

　　要測試原型，首先需要將 Microsim 插入 SIM800L 插槽，如圖所示。然后將模塊上電，然后我們可以看到模塊中的 LED 閃爍。如果與初始啟動相比，LED 閃爍延遲，則表示它已獲得網(wǎng)絡(luò)，并已準備好連接到服務(wù)器。現(xiàn)在我們可以在 Thingspeak 服務(wù)器中看到狀態(tài)。

　　您還可以在下面鏈接的視頻中查看該項目的完整工作。希望你喜歡它并且能夠自己構(gòu)建一個。如果您有任何問題，請將它們留在下面的評論中或使用我們的論壇。

　　代碼

　　　　#include

　　SoftwareSerial gprsSerial（10， 11）;

　　#include

　　int flag = 0;

　　無效設(shè)置（）

　　{

　　pinMode（9，輸出）；

　　pinMode（12，輸入）；

　　gprsSerial.begin（9600）; // GPRS 波特率

　　Serial.begin（9600）; // GPRS 波特率

　　Module_Init（）;

　　}

　　void loop（）

　　{

　　if （gprsSerial.available（））

　　Serial.write（gprsSerial.read（））;

　　int fire = digitalRead（12）;

　　if （fire == 0）

　　{

　　digitalWrite（9， HIGH）;

　　gprsSerial.println（“AT+CIPSTART=\”TCP\“，\”api.thingspeak.com\“，\”80\“”）;

　　顯示序列數(shù)據(jù)（）；

　　gprsSerial.println（“AT+CIPSEND”）;//開始向遠程服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)

　　delay（4000）;

　　顯示序列數(shù)據(jù)（）；

　　String str = “GET https://api.thingspeak.com/update？api_key=ER43PXXXXXHQF0I&field1= ” + String（1）;

　　序列號.println（str）;

　　gprsSerial.println（str）;//開始向遠程服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)

　　delay（4000）;

　　顯示序列數(shù)據(jù)（）；

　　數(shù)字寫入（9，低）；

　　gprsSerial.println（（char）26）;//發(fā)送

　　延遲（5000）;//等待回復(fù)，重要！時間以互聯(lián)網(wǎng)

　　gprsSerial.println（） 條件為準；

　　顯示序列數(shù)據(jù)（）；

　　gprsSerial.println（“AT+CIPSHUT”）;

　　延遲（100）；

　　顯示序列數(shù)據(jù)（）；

　　標志 = 0;

　　}

　　else

　　{

　　digitalWrite（9， LOW）;

　　如果（標志 == 0）

　　{

　　標志 = 1;

　　gprsSerial.println（“AT+CIPSTART=\”TCP\“，\”api.thingspeak.com\“，\”80\“”）;//啟動連接

　　延遲（6000）;

　　顯示序列數(shù)據(jù)（）；

　　gprsSerial.println（“AT+CIPSEND”）;//開始向遠程服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)

　　delay（4000）;

　　顯示序列數(shù)據(jù)（）；

　　String str = “GET https://api.thingspeak.com/update？api_key=ER43PWT91CGHQF0I&field1= ” + String（0）;

　　序列號.println（str）;

　　gprsSerial.println（str）;//開始向遠程服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)

　　delay（4000）;

　　顯示序列數(shù)據(jù)（）；

　　數(shù)字寫入（9，低）；

　　gprsSerial.println（（char）26）;//發(fā)送

　　延遲（5000）;//等待回復(fù)，重要！時間以互聯(lián)網(wǎng)

　　gprsSerial.println（） 條件為準；

　　顯示序列數(shù)據(jù)（）；

　　gprsSerial.println（“AT+CIPSHUT”）;//關(guān)閉連接

　　延遲（100）;

　　顯示序列數(shù)據(jù)（）；

　　}

　　}

　　}

　　void ShowSerialData（）

　　{

　　while （gprsSerial.available（） ！= 0）

　　Serial.write（gprsSerial.read（））;

　　延遲（5000）；

　　無效Module_Init

　　（）

　　{

　　gprsSerial.println（“AT”）;

　　延遲（1000）；

　　gprsSerial.println（“AT+CPIN？”）;

　　延遲（1000）；

　　gprsSerial.println（“AT+CREG？”）;

　　延遲（1000）；

　　gprsSerial.println（“AT+CGATT？”）;

　　延遲（1000）；

　　gprsSerial.println（“AT+CIPSHUT”）;

　　延遲（1000）；

　　gprsSerial.println（“AT+CIPSTATUS”）;

　　延遲（2000）；

　　gprsSerial.println（“AT+CIPMUX=0”）;

　　延遲（2000）；

　　顯示序列數(shù)據(jù)（）；

　　gprsSerial.println（“AT+CSTT=\”www\“”）;

　　延遲（1000）；

　　顯示序列數(shù)據(jù)（）；

　　gprsSerial.println（“AT+CIICR”）;

　　延遲（3000）；

　　顯示序列數(shù)據(jù)（）；

　　gprsSerial.println（“AT+CIFSR”）;

　　延遲（2000）；

　　顯示序列數(shù)據(jù)（）；

　　gprsSerial.println（“AT+CIPSPRT=0”）;

　　延遲（3000）；

　　顯示序列數(shù)據(jù)（）；

　　}