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森林火災(zāi)是森林中常見的危害，對野生動(dòng)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(gè)強(qiáng)大的系統(tǒng)來檢測火災(zāi)并提醒消防當(dāng)局立即采取行動(dòng)，則可以避免這種情況。在這個(gè)項(xiàng)目中，目的是建立一個(gè)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(dāng)局發(fā)送緊急警報(bào)。在這里，GSM/GPRS 模塊用于與物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器通信，因?yàn)橥ǔＴ谏值貐^(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(diǎn)陣穿孔板
SIM800L 模塊工作
SIM800L 是一個(gè)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(gè)天線。 第一個(gè)用于環(huán)形天線，可以直接焊接在板上，另一個(gè)用于外部天線。
輸入電壓：3.4V - 4.2V
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(xiàng)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(shí)觸發(fā) SIM800L。SIM800L通過AT指令與thingspeak服務(wù)器進(jìn)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(bào)警電路。
SIM800L 通過邏輯移位電阻連接到 Arduino Nano，因?yàn)?SIM800L 在 3.3v Logic 上工作。SIM800L 模塊單獨(dú)供電，因?yàn)樗ぷ髟?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(gè)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(shí)候?qū)⒋a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(jìn)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(gè) AT 命令來初始化模塊并了解模塊的狀態(tài)。各個(gè) 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(yùn)算符的訪問點(diǎn)。確保將正確的接入點(diǎn)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(gè)變量中。
?
int fire = digitalRead(12);
?
然后，當(dāng)檢測到火災(zāi)時(shí)，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(dòng)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(shí)際密鑰。
?
gprsSerial.println("AT+CIPSTART="TCP","api.thingspeak.com","80"");//啟動(dòng)連接
延遲(6000);
顯示序列數(shù)據(jù)（）；
gprsSerial.println("AT+CIPSEND");//開始向遠(yuǎn)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(yuǎn)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(dòng)相比，LED 閃爍延遲，則表示它已獲得網(wǎng)絡(luò)，并已準(zhǔn)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(xiàng)目的完整工作。希望你喜歡它并且能夠自己構(gòu)建一個(gè)。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(yuǎn)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(yuǎn)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(shí)間以互聯(lián)網(wǎng)
gprsSerial.println（） 條件為準(zhǔn)；
顯示序列數(shù)據(jù)（）；
gprsSerial.println（“AT+CIPSHUT”）;
延遲（100）；
顯示序列數(shù)據(jù)（）；
標(biāo)志 = 0;
}
else
{
digitalWrite（9， LOW）;
如果（標(biāo)志 == 0）
{
標(biāo)志 = 1;
gprsSerial.println（“AT+CIPSTART=\”TCP\“，\”api.thingspeak.com\“，\”80\“”）;//啟動(dòng)連接
延遲（6000）;
顯示序列數(shù)據(jù)（）；
gprsSerial.println（“AT+CIPSEND”）;//開始向遠(yuǎn)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(yuǎn)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(shí)間以互聯(lián)網(wǎng)
gprsSerial.println（） 條件為準(zhǔn)；
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
?。ǎ?/p>
{
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)（）；
}
工商網(wǎng)監(jiān)
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