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        基于單片機(jī)的火災(zāi)報(bào)警器設(shè)計(jì)

        2016-10-22 01:38:56劉愷樂
        數(shù)碼世界 2016年10期
        關(guān)鍵詞:報(bào)警器煙霧報(bào)警

        劉愷樂

        渤海大學(xué)

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        基于單片機(jī)的火災(zāi)報(bào)警器設(shè)計(jì)

        劉愷樂

        渤海大學(xué)

        為經(jīng)濟(jì)和社會的不斷發(fā)展和進(jìn)步,而且工業(yè)和科學(xué)技術(shù)得到了迅速的發(fā)展,出現(xiàn)了許多易燃材料,對人們生活環(huán)境以及生活方式的改革有著重要的影響,但是生活環(huán)境以及生活方式的改革可能會導(dǎo)致火災(zāi)的危險(xiǎn)性增加,最終可能會導(dǎo)致火災(zāi)造成人員傷亡,文章很好的對傳感器及單片機(jī)火災(zāi)報(bào)警器進(jìn)行的設(shè)計(jì),配合其他配件的使用,可以實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警,也可以進(jìn)行自動排煙和滅火,單片機(jī)使用的STC89C52控制軟件,有利于更好地對半導(dǎo)體MQ-2的煙霧檢測,可以使用DS18B20 對溫度進(jìn)行檢測。

        火災(zāi)報(bào)警器 STC89C52 煙霧檢測

        1 引言

        由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步,在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有越來越多的安全隱患,火災(zāi)的發(fā)生是與火的利用同時(shí)發(fā)生的,因?yàn)榻?jīng)濟(jì)不斷地發(fā)展而且社會財(cái)富在增加,可能會導(dǎo)致更大的危害,由于城市建筑物比較密集,而且人員和財(cái)物比較集中,易燃易爆品的數(shù)量也比較大,可能最終會導(dǎo)致更多的火災(zāi)和安全隱患。

        為了避免出現(xiàn)各種事故,檢測煙霧的濃度以及環(huán)境是很必要的,檢測的過程中使用了先進(jìn)的檢測儀表,可以更好的檢測煙霧的濃度和環(huán)境溫度,可以找到事故中的各種安全隱患,通過有效的措施可以避免各種事故的出現(xiàn),可以最大限度地實(shí)現(xiàn)工業(yè)安全和家庭生活的安全,火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)是智能建筑中的非常重要的系統(tǒng),在日常生活中有非常重要的作用,要實(shí)現(xiàn)智能建筑的安全和舒適,必須要做好消防安全工作,火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)對于火災(zāi)的撲滅以及人民生命財(cái)產(chǎn)的保障有著重要的作用,對于檢測藥物濃度以及環(huán)境溫度來說有著重要的意義。

        2 設(shè)計(jì)概述

        單片機(jī)從生產(chǎn)開始,由于生產(chǎn)的價(jià)格成本比較高,所以人們很關(guān)注這種產(chǎn)品,而且這種產(chǎn)品有很廣泛的應(yīng)用范圍,發(fā)展的速度也很快,由于這種產(chǎn)品的體積小重量也比較輕,對于提升抗干擾能力來說有著重要的意義,而且價(jià)格也比較低,在許多國內(nèi)的大型市場上,包括倉庫以及各種寫字樓都安裝了各種報(bào)警系統(tǒng),這是一種區(qū)域報(bào)警的模式,但是成本非常高,火災(zāi)報(bào)警裝置具有其它輔助功能,因?yàn)殡娮蛹夹g(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,火災(zāi)報(bào)警器的結(jié)構(gòu)以及形式越來越豐富,簡單地將其分為幾種固定的模式是很困難的,技術(shù)的發(fā)展也在向智能化的方向發(fā)展,這種系統(tǒng)可以形成任何形式的報(bào)警網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),可以是區(qū)域的報(bào)警結(jié)構(gòu),也可以是集中報(bào)警或者是控制中心,火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)在居民住宅區(qū)以及機(jī)房等地區(qū)是一種比較廉價(jià)而且實(shí)用的火災(zāi)自動探測裝置。

        單片機(jī)和傳感器對于火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)有著重要的意義,而且傳感器和報(bào)警電路有著密切的聯(lián)系,這些年來因?yàn)閱纹瑱C(jī)已經(jīng)深入到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)部門,逐漸出現(xiàn)了各種類型的單片機(jī),單片機(jī)作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng),也是一種微處理器以及微控制器,因?yàn)閱纹瑱C(jī)的功能比較齊全而且體積比較小,在所有的電子系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用,而且可以在報(bào)警技術(shù)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,由于報(bào)警裝置的完善,也能夠提高報(bào)警裝置的可靠性。

        為了獲得社會發(fā)展的需要,暖氣作為信息技術(shù)系統(tǒng)的紀(jì)檢,如果沒有接觸感官信息的話,就不能對各種系統(tǒng)進(jìn)行效率控制,美國20世紀(jì)80年代是傳感器技術(shù)的時(shí)代,傳感器技術(shù)占有重要的意義,可以根據(jù)報(bào)警功能的不同需求,選擇比較經(jīng)濟(jì)可靠的報(bào)警器。

        3 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

        這種報(bào)警系統(tǒng)通過采集信號以及放大電路,聲光報(bào)警電路以及安全保護(hù)電路構(gòu)成的,獲得了如圖的報(bào)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。圖1為可燃煙霧報(bào)警器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

        圖 1 可燃煙霧報(bào)警器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

        系統(tǒng)的工作是通過煙霧信號和放大電路轉(zhuǎn)化為模擬信號,模擬電路可以將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,單片機(jī)可以處理各種數(shù)字信號,然后可以分析各種處理后的數(shù)據(jù),如果轉(zhuǎn)換器的放大信號不為零時(shí),就可以打開報(bào)警電路,反之就會正常運(yùn)行。

        4 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

        系統(tǒng)的硬件構(gòu)成有直流電源,時(shí)鐘電路,信號采集以及放大電路,還有聲音報(bào)警以及消音電路,狀態(tài)指示燈以及控制電路,報(bào)警器自動診斷電路等,下面簡單的介紹了這一部分。

        4.1直流穩(wěn)壓電源

        直流穩(wěn)壓電源有電源變壓器以及穩(wěn)壓電路。

        4.2A/D 轉(zhuǎn)換電路

        ADC0809 作為一種逼近式的模擬輸入,可以實(shí)現(xiàn)8位數(shù)字量的輸出,而且多路開關(guān)有8個(gè)模擬通道,模擬量可以分別輸入,通過一個(gè)AD轉(zhuǎn)換器就可以進(jìn)行轉(zhuǎn)換,開關(guān)可以選用8個(gè)模擬通道,可以進(jìn)行模擬量的輸入,一個(gè)轉(zhuǎn)換器就能夠完成這項(xiàng)功能。

        4.3聲音報(bào)警及消音鍵電路

        電路一般通過三極管串聯(lián)電阻或者是單片機(jī),這樣可以控制蜂鳴器的報(bào)警情況,而且系統(tǒng)會設(shè)置消音按鍵,如果報(bào)警器出現(xiàn)鳴叫,用戶就要到達(dá)現(xiàn)場,按下相關(guān)按鍵,就會讓報(bào)警器報(bào)警,如果煙霧的濃度高出報(bào)警界限的時(shí)候,報(bào)警器會提醒客戶。

        4.4狀態(tài)指示燈及控制鍵電路

        單片機(jī) STC89C52 的 P2.6、P2.5、P2.4 控制輸出的狀態(tài)指示燈。如果綠燈亮就表示正常運(yùn)行,而且環(huán)境中的煙霧濃度不高,黃燈閃爍就說明傳感器出現(xiàn)的各種故障,而且可能出現(xiàn)接觸不良的情況,紅燈閃爍就表示煙霧的濃度太高,需要用戶做好相關(guān)的安全防范措施。

        4.5安全保護(hù)電路

        如果檢測的煙霧濃度比預(yù)定的值要高,那么繼電器會繼續(xù)工作,而且會啟動換氣風(fēng)扇,單片機(jī)也可以打開延時(shí)子程序,600秒的延時(shí)之后,可以對閥門進(jìn)行調(diào)節(jié),繼電器的連接控制電路如圖2所示。

        5.2數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)

        數(shù)據(jù)采集對于火災(zāi)報(bào)警具有重要的意義,為了減少出現(xiàn)誤報(bào)的情況,系統(tǒng)對溫度設(shè)計(jì)可以使用頻繁采集以及循環(huán)判斷的方式,每次對溫度的煙霧數(shù)據(jù)采集以后,可以將數(shù)據(jù)直接輸入到單片機(jī)中,然后通過判斷程序,可以判斷現(xiàn)場是否出現(xiàn)了火災(zāi)。

        具體流程:系統(tǒng)完成初始化操作,可以進(jìn)行數(shù)據(jù)和信號的采集,單片機(jī)可以將數(shù)據(jù)存入到寄存器中,可以通過 INT1中斷程序完成操作.系統(tǒng)會延遲操作10秒,在轉(zhuǎn)換器完成操作以后,系統(tǒng)系會延遲50秒,可以對各種溫度,煙霧信號進(jìn)行采集,然后采集到的數(shù)據(jù)會沉入到寄存器,數(shù)據(jù)信息采集可以使用中斷服務(wù)程序,如果溫度過高,可能會超過濃度標(biāo)準(zhǔn),需要進(jìn)行語音報(bào)警操作,因?yàn)槭褂昧四K化設(shè)計(jì)方法,所以通過這個(gè)程序可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的報(bào)警功能,我們在采集數(shù)據(jù)的時(shí)候,對煙霧信號的一次采集會,延時(shí)10秒,如果系統(tǒng)采集到了煙霧信號,可以將采集到的數(shù)據(jù)存儲到寄存器中,系統(tǒng)可以很好的執(zhí)行子程序。

        圖 2繼電器連接及控制電路圖

        5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

        5.1系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程

        火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)控制器上會使用 STC89C52 主控芯片,主要的功能包括:控制IO端口,進(jìn)行邏輯判斷,也能夠進(jìn)行語音報(bào)警,這個(gè)程序作為一個(gè)無限循環(huán)體,通電后系統(tǒng)的各個(gè)部分有輸入和輸出端口,可以對電路進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲,實(shí)現(xiàn)外圍電路啟動,數(shù)碼管也可以顯示當(dāng)前的環(huán)境溫度,通過執(zhí)行火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的采集程序,可以進(jìn)行溫度判斷和報(bào)警判斷,系統(tǒng)完成初始化運(yùn)作后,語音芯片不會執(zhí)行報(bào)警操作,程序初始化實(shí)現(xiàn)的功能包括IO輸入輸出狀態(tài),初始化寄存器,煙霧數(shù)據(jù)采集,系統(tǒng)的程序流程圖如圖3所示。

        圖3 系統(tǒng)總流程圖

        6 結(jié)語

        本系統(tǒng)對單片機(jī)的消防火災(zāi),報(bào)警器很好地進(jìn)行了設(shè)計(jì),從硬件和軟件兩個(gè)方面可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能,本文的防火災(zāi),報(bào)警系統(tǒng)可以進(jìn)行報(bào)警器的檢查,以及數(shù)碼管顯示,可以通過各種自動報(bào)警技術(shù)最終得出比較簡單而且更加方便的設(shè)計(jì),這種設(shè)計(jì)的成本比較低,可以在各個(gè)場合得到廣泛使用。我們通過分析理論研究表明:本設(shè)計(jì)的方案是比較可行而且是很合理的,但是和傳統(tǒng)的報(bào)警技術(shù)比較而言這種方案不僅可以降低成本,而且可以增加靈活性,可以對該功能進(jìn)行擴(kuò)展而且可以對硬件進(jìn)行升級,所以這種技術(shù)和其他自動報(bào)警技術(shù)比較來說具有非常好的優(yōu)點(diǎn),這是火災(zāi)報(bào)警器技術(shù)中發(fā)展的主要趨勢。

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