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        基于STC12C5A60S2單片機(jī)的智能煙霧報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        2017-04-15 14:00:02邵陽(yáng)學(xué)院信息工程系江云亮梁高衛(wèi)
        電子世界 2017年9期
        關(guān)鍵詞:數(shù)碼管低電平煙霧

        邵陽(yáng)學(xué)院信息工程系 江云亮 梁高衛(wèi)

        基于STC12C5A60S2單片機(jī)的智能煙霧報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        邵陽(yáng)學(xué)院信息工程系 江云亮 梁高衛(wèi)

        基于STC12C5A60S2單片機(jī)的智能煙霧報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要為防火智能化報(bào)警系統(tǒng),已經(jīng)保證針對(duì)于防盜監(jiān)測(cè)和火警報(bào)警24小時(shí)性,也就是報(bào)警器全天都處在工作狀態(tài),當(dāng)有煙霧或者火災(zāi)等可檢測(cè)的事物發(fā)生時(shí),報(bào)警器會(huì)自動(dòng)報(bào)警與此同時(shí)發(fā)出一種人們所能接收到的信息?;赟TC12C5A60S2單片機(jī)的智能煙霧報(bào)警系系統(tǒng)中的中央處理器主要是由單片機(jī)STC12C5A60S2來(lái)處理實(shí)現(xiàn)的,闡述了煙霧報(bào)警系統(tǒng)對(duì)外界所產(chǎn)生的信號(hào)是如何進(jìn)行安排與解析,從而實(shí)現(xiàn)煙霧、火災(zāi)等現(xiàn)象的監(jiān)測(cè)。本文是把單片機(jī)和芯片進(jìn)行了一個(gè)有機(jī)的結(jié)合,從而達(dá)到了一個(gè)超過(guò)預(yù)期的效果,實(shí)現(xiàn)預(yù)報(bào)和防火這兩個(gè)主要過(guò)程,具有非??斓膱?bào)警速度、小巧并且漂亮的外觀、具有相當(dāng)高的可靠性、易于和方便使用等優(yōu)點(diǎn)。

        STC12C5A60S2單片機(jī);智能防火;報(bào)警系統(tǒng)

        火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)從實(shí)際,并且有助于消防人員展開(kāi)工作為前提,一方面為設(shè)計(jì)智能報(bào)警器的研發(fā)創(chuàng)立了一個(gè)統(tǒng)一合理的依據(jù),另一方面也為有關(guān)部門的檢測(cè)和監(jiān)控提供了很大一部分的便力。他就像恪盡職守的看門狗,給忙碌中無(wú)暇顧及隱患和危險(xiǎn)的人們帶來(lái)安全,再而言之,煙霧報(bào)警系統(tǒng)的產(chǎn)生可以提防人們及時(shí)注意,有效避免財(cái)產(chǎn)和各類經(jīng)濟(jì)損失。

        一、設(shè)計(jì)方案

        本文主要運(yùn)用STC12C5A60S2單片機(jī)檢測(cè)傳感器所發(fā)出的信號(hào)以此來(lái)判斷防火還是防盜,并且作出相應(yīng)的回應(yīng),以達(dá)到能時(shí)時(shí)預(yù)防在意外發(fā)生的時(shí)候作出及時(shí)的防范措施。設(shè)計(jì)由兩個(gè)部分組成:信號(hào)監(jiān)視部分和信號(hào)處理部分。信號(hào)監(jiān)視部分根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求,主要是用于防火的溫度傳感器。溫度傳感器設(shè)定有一個(gè)極限值,當(dāng)溫度超過(guò)這個(gè)上限時(shí),系統(tǒng)檢測(cè)電路就會(huì)輸出一個(gè)低電平的溫度信號(hào)。紅外發(fā)射器發(fā)出特定頻率的紅外信號(hào)經(jīng)過(guò)傳播傳遞給紅外接收器,對(duì)于大多數(shù)情況來(lái)說(shuō),發(fā)生器、接收器兩者之間是并不存在物體阻隔的,接收器接到的信號(hào)就是連續(xù)的,而當(dāng)它中間有物體阻礙時(shí),接收器接到的信號(hào)就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)信號(hào)跳變,與此同時(shí)接收器輸出低平信號(hào)給單片機(jī)表示有信號(hào)輸入該區(qū)域。信號(hào)處理部分是為承接上下兩部分而存在的,它的工作是對(duì)單片機(jī)接受監(jiān)視部分發(fā)過(guò)來(lái)的信號(hào)來(lái)做相應(yīng)的處理,并調(diào)用相應(yīng)部分的程序來(lái)處理突發(fā)情況。

        二、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

        在火災(zāi)發(fā)生的情況下,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)檢測(cè)和報(bào)警。尤為重要的是,防火和防盜報(bào)警已經(jīng)能通過(guò)紅外探測(cè)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)由信號(hào)檢測(cè)、區(qū)域控制和報(bào)警控制等幾部分組成。負(fù)責(zé)收集和轉(zhuǎn)換不同信號(hào)的是執(zhí)行設(shè)備和探測(cè)器它們主要分布于最底部,與此同時(shí)把源源不斷的信息傳遞給控制。設(shè)計(jì)包括硬件部分和軟件部分。處理器在本文中采用STC12C5A60S2芯片。開(kāi)關(guān)電路用于把手動(dòng)的按鈕操作轉(zhuǎn)換成電信號(hào),替代紅外傳感器發(fā)出檢測(cè)信號(hào),總共兩個(gè),分別是一同接在P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.5、P2.6、P2.7(除了P2.4)的SW1和接在P2.4上的SW2。SW1表示的是由七個(gè)紅外接收管傳來(lái)的信號(hào)。為了防止類似落葉這樣的干擾,程序應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)為至少有兩條紅外發(fā)射線被遮擋時(shí)系統(tǒng)才認(rèn)為有非法入侵,發(fā)出警報(bào)。SW2的引入目的是表示自己的系統(tǒng)不會(huì)因?yàn)橹挥|發(fā)一個(gè)紅外傳感器而出現(xiàn)報(bào)警情況。SW2接入低電平時(shí)表示只有一個(gè)探測(cè)器被觸發(fā),根據(jù)仿真,當(dāng)只有一個(gè)傳感器被觸發(fā)時(shí)系統(tǒng)不會(huì)發(fā)生報(bào)警,所以程序運(yùn)行正確。

        如果有發(fā)現(xiàn)入侵艾瑪,上圖電路數(shù)碼顯示管會(huì)自動(dòng)顯示并報(bào)警。根據(jù)電子參考手冊(cè),所選的3mm數(shù)碼管額定電流為1-10mA選擇5mA。額定電壓為1.9V而單片機(jī)的輸出額定電壓是5V所以需要限流電阻,根據(jù)歐姆定律I=U/R,可知數(shù)碼管的限流電阻大約是0.6k數(shù)碼管顯示運(yùn)用查表法,所以電路通過(guò)數(shù)碼管的各個(gè)引腳限流電阻與單片機(jī)的引腳進(jìn)行連接,主要是共陰、共陽(yáng)連接,本電路選用共陰數(shù)碼管。聲音報(bào)警電路由一個(gè)小型電動(dòng)式揚(yáng)聲器并聯(lián)一個(gè)10μF的電容組成,直接連接在P2.1上即可。要發(fā)出警報(bào)聲,只需在P2.1口加入個(gè)方波信號(hào)。光報(bào)警信號(hào)就是讓LED不斷閃爍,只要在P2.0加上方波信號(hào)即可。

        三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)部分

        當(dāng)從DS18B20讀取數(shù)據(jù)時(shí),主機(jī)生成讀時(shí)間隙。當(dāng)主機(jī)把數(shù)據(jù)線從高電平拉到低電平時(shí),寫時(shí)間隙開(kāi)始。]數(shù)據(jù)線必須保持至少1μs,從DS18B20輸出的數(shù)據(jù)在讀時(shí)間隙的下降沿出現(xiàn)后15μs 內(nèi)有效。因此,主機(jī)在讀時(shí)間隙開(kāi)始后必須停止把I/O 腳驅(qū)動(dòng)為低電平15μs,以讀取I/O 腳狀態(tài)。在讀時(shí)間隙的結(jié)尾,I/O 引腳將被外部上拉電阻拉到高電平。所有讀時(shí)間隙必須最少60μs,包括兩個(gè)讀周期間至少1μs 的恢復(fù)時(shí)間。DSl8B20工作過(guò)程協(xié)議如下:初始化 ROM 操作命令處理數(shù)據(jù),然后再對(duì)ROM進(jìn)行操作命令,比如,總線監(jiān)測(cè)DS18B20的可疑指令。

        四、結(jié)論

        本文的主要內(nèi)容是對(duì)紅外報(bào)警器控制系統(tǒng)進(jìn)行原理設(shè)計(jì),采用自頂向下的方法,從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、各模塊的設(shè)計(jì)到Proteus建模和C程序設(shè)計(jì),再進(jìn)行仿真,最后進(jìn)行硬件制作和整機(jī)聯(lián)調(diào),得到紅外報(bào)警控制系統(tǒng),至此基本完成了對(duì)該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析。隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的飛速進(jìn)步,智能報(bào)警系統(tǒng)的單片機(jī)也發(fā)也有了突飛猛進(jìn)的變化,智能煙霧報(bào)警帶給我們的好處越來(lái)越多,功能也愈來(lái)愈明細(xì)化,為我們的財(cái)產(chǎn)、生命安全帶來(lái)了極大的保障。同時(shí)煙霧報(bào)警系統(tǒng)與其他系統(tǒng)相結(jié)合,比如與攝像系統(tǒng)結(jié)合,使人們清楚的知道事故發(fā)生的原因等。

        [1]田亞立,梁波,尹少榮,杜佳敏.基于單片機(jī)的煙霧報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電子測(cè)試,2015(21):304.

        [2]徐妙婧,祖一康.基于單片機(jī)的煙霧檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2016(35):47.

        [3]李振華.基于光伏發(fā)電智能煙霧檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)模型的設(shè)計(jì)[J].棗莊學(xué)院學(xué)報(bào),2015(05):32.

        [4]宋彥雄,蔡岱賢.基于單片機(jī)的樓宇火災(zāi)智能報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].機(jī)電工程技術(shù),2011(01):10.

        [5]昝杰.溫度和煙霧監(jiān)測(cè)及遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子科技大學(xué),2015(03):878.

        [6]彭莞芹,江雨舟,李啟航.基于STC89C52單片機(jī)的宿舍智能防火報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].科技展望,2015(12):152.

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