徐順,張娟

(云南工商學(xué)院，云南 昆明 650000)

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關(guān)于火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警器的探討

徐順,張娟

(云南工商學(xué)院，云南 昆明 650000)

摘要：本文主要論述的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警器是通過使用單片機(jī)為核心，煙霧傳感器和溫度傳感器作為主要的檢測(cè)器件，對(duì)單片機(jī)編程檢測(cè)傳感器信號(hào)并進(jìn)行火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警。通過煙霧和溫度兩種傳感器組成的復(fù)合型傳感器可以減少火災(zāi)的誤報(bào)率，提高火災(zāi)報(bào)警的可靠性。

關(guān)鍵詞：傳感器；自動(dòng)報(bào)警；單片機(jī)；探討

1系統(tǒng)組成原理

本文主要論述以89S52單片機(jī)為主控芯片控制電路，由煙霧傳感器模塊電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、溫度傳感器電路、液晶顯示電路、報(bào)警電路等組成。電路的工作過程是：通過煙霧傳感器模塊電路檢測(cè)是否有煙霧,如有煙霧產(chǎn)生就輸出相應(yīng)比值的電壓，由A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)送到單片機(jī)進(jìn)行判斷；如沒有煙霧就繼續(xù)檢測(cè)。同時(shí)溫度傳感器也要檢測(cè)周圍環(huán)境溫度送入單片機(jī)，單片機(jī)通過對(duì)兩個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)比較計(jì)算判斷是否有警情及警情的嚴(yán)重程度，然后控制液晶電路顯示當(dāng)時(shí)煙霧濃度、溫度、發(fā)光二極管和蜂鳴器進(jìn)行預(yù)警或報(bào)警。在設(shè)計(jì)中通過煙霧傳感器模塊輸出端的數(shù)字信號(hào)來判斷傳感器電路是否出故障。

2各模塊電路方案的設(shè)計(jì)

2.1傳感器模塊電路方案設(shè)計(jì)?；馂?zāi)初期物質(zhì)陰燃產(chǎn)生的煙霧粒子濃度是最重要的火災(zāi)參數(shù)。所以選用煙霧和溫度同時(shí)探測(cè)的復(fù)合型傳感器。MQ-2是一種體電阻控制型氣敏器件，其阻值隨被測(cè)氣體的濃度(成分)而變化。DS18B20溫度傳感器是“一線總線”接口的溫度傳感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干擾能力強(qiáng)、易配微處理器等優(yōu)點(diǎn)，可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)據(jù)信號(hào)供處理器處理。現(xiàn)將兩個(gè)傳感器模塊電路設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)述如下:

(1)煙霧傳感器模塊電路設(shè)計(jì)。在電路設(shè)計(jì)中MQ-2傳感器等效于一個(gè)滑動(dòng)變阻器，隨著煙霧氣體濃度的不同而改變阻值，電路中的R3和MQ-2構(gòu)成了一個(gè)分壓電路，當(dāng)煙霧氣體濃度越大時(shí)，MQ-2的阻值越小，輸出的模擬電壓越大。LM393是低功率低失調(diào)電壓雙比較器，它被設(shè)計(jì)成能直接連接TTL和COMS。MQ-2傳感器輸出的模擬電壓接入LM393的反相輸入端，同時(shí)與電源相接的電位器的滑動(dòng)端接入LM393的同相輸入端，通過調(diào)節(jié)電位器來調(diào)節(jié)LM393輸出的TTL電平的靈敏度。

圖為煙霧傳感器模塊電路

(2)溫度傳感器模塊電路設(shè)計(jì)。DS18B20采用的是單總線技術(shù)，既可傳輸時(shí)鐘，又可傳輸數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)傳輸是雙向的，因而這種單總線技術(shù)具有線路簡(jiǎn)單，硬件開銷少，成本低廉，便于總線擴(kuò)展和維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。單總線適用于單主機(jī)系統(tǒng)，能夠控制一個(gè)或者多個(gè)從機(jī)設(shè)備。

2.2AD轉(zhuǎn)換電路方案設(shè)計(jì)。由于MQ-2煙霧氣體傳感器檢測(cè)輸出的信號(hào)是模擬量，需要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)才能被單片機(jī)采集到并進(jìn)行計(jì)算比較。在A/D轉(zhuǎn)換芯片中，ADC0809由0-5V電源供電，片內(nèi)帶有鎖存功能，可對(duì)8路0～5V的輸入模擬電壓信號(hào)分時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換；輸出具有TTL三態(tài)鎖存緩沖器，可直接接到單片機(jī)數(shù)據(jù)總線上；通過適當(dāng)?shù)耐饨与娐罚珹DC0809可對(duì)0～±5V的雙極性模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

2.3液晶顯示和報(bào)警電路方案設(shè)計(jì)

(1)液晶顯示電路方案設(shè)計(jì)。液晶顯示電路主要是為了顯示傳感器檢測(cè)到的煙霧氣體的濃度值范圍和溫度值。在電路中由單片機(jī)的P0口接上拉電阻后再接到LCD1602的D0-D7口。液晶3端為液晶對(duì)比度調(diào)節(jié)端，通過一個(gè)10KΩ電位器接地來調(diào)節(jié)液晶顯示對(duì)比度。

(2)報(bào)警電路方案設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)在發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候有聲光報(bào)警(即蜂鳴器和發(fā)光二極管根據(jù)不同的火情發(fā)出不同的報(bào)警聲和產(chǎn)生不同的閃爍方式)。在電路中單片機(jī)的P2.3口控制蜂鳴器報(bào)警，P2.5口控制發(fā)光二極管的閃爍。

3系統(tǒng)軟件方案設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)包括A/D轉(zhuǎn)換、溫度采集、LCD液晶顯示、蜂鳴器和發(fā)光二極管報(bào)警模塊。首先是A/D轉(zhuǎn)換電路的程序設(shè)計(jì)，需要定義單片機(jī)的P3.0口為啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換位，P3.1口為轉(zhuǎn)換信號(hào)引腳，P3.2口為輸出允許控制端。在程序中寫入啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)，查詢轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，等待轉(zhuǎn)換結(jié)束后進(jìn)行計(jì)算比較，最后數(shù)據(jù)通過液晶顯示。然后是測(cè)溫及液晶顯示程序設(shè)計(jì)，主要是通過DS18B20總線的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出口接到單片機(jī)的P2.4口上，并在單片機(jī)的P2.0，P2.1，P2.2控制液晶顯示。最后是報(bào)警電路及煙霧傳感器模塊電路自檢程序設(shè)計(jì)，定義蜂鳴器的控制位是單片機(jī)的P2.3口，發(fā)光二極管的控制位是單片機(jī)的P2.5口。MQ-2傳感器自檢信號(hào)輸入口位單片機(jī)的P2.6口。如果自檢輸入端口的電平一直位高的話蜂鳴器發(fā)出預(yù)警聲，說明煙霧傳感器可能有故障。

結(jié)束語：綜上所述，只要有了單個(gè)穩(wěn)定性較強(qiáng)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警器，我們就可以在一定的區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)式和智能化的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警方案的設(shè)計(jì)，并可以及時(shí)的掌握火情，的預(yù)警及滅火措施，做好預(yù)警、報(bào)警及滅火措施，挽救大量的生命和財(cái)產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]馬忠梅，籍順心等編著.單片機(jī)的C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1991.1.

中圖分類號(hào):X924.4

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1671-1602(2016)06-0022-01

作者簡(jiǎn)介：徐順，男，漢，云南省宣威市，云南工商學(xué)院教師，研究方向:電子電路。

引言：火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警器可以根據(jù)煙霧的濃度和溫度的高低進(jìn)行提前預(yù)警，使人們做好預(yù)防措施避免火災(zāi)的發(fā)生，并可以在發(fā)生火災(zāi)時(shí)根據(jù)不同的煙霧濃度和室內(nèi)溫度來判斷火災(zāi)的嚴(yán)重情況同時(shí)發(fā)出不同的聲光報(bào)警和自動(dòng)撥打報(bào)警電話。