李忠任+毛新權+劉慧潔+周艦

摘 要：本文設計一款簡易煙霧檢測裝置。核心器件選用MQ-2煙霧傳感器、DS18B20溫度傳感器以及STC89C52單片機，通過STC89C52單片機控制傳感器對檢測地點的煙霧、溫度進行實時檢測，并把檢測結(jié)果進行數(shù)據(jù)信息處理，實現(xiàn)聲光報警、濃度顯示。設計實用性強，具有一定推廣意義。

關鍵詞：MCU；煙霧濃度；聲光報警

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.098

1 研究背景

目前煙霧濃度監(jiān)測裝置在國內(nèi)外的應用發(fā)展很快，雖然生產(chǎn)的產(chǎn)品種類比較多，樣式眾多，但并不盡如人意，不能達到十分好的效果。不盡如人意方面除了體現(xiàn)在管理上方面，主要體現(xiàn)在技術方面，對煙霧濃度的實時監(jiān)測，對溫度的實時監(jiān)測，對檢測的范圍以及檢測的靈敏性，以及對實時報警無延遲這些問題的解決是當前需要解決的關鍵技術問題。對煙霧濃度的監(jiān)測檢測是此技術問題的關鍵所在，常規(guī)的煙霧報警器，采用幾對紅外發(fā)射、接收管作為傳感器，這種方法精度差，更無法準確的識別氣體的濃度，或者受到其他氣體的影響等蒙混過關。尤其工業(yè)場所的氣體不是單一的，容易受到其他氣體的干擾，容易造成誤報警等現(xiàn)象。

2 研究內(nèi)容綜述

本論文所研制的煙霧濃度監(jiān)測裝置，在設計中煙霧傳感器選用了MQ-2煙霧傳感器，該傳感器價格低廉，靈敏度高；溫度傳感器選用的是DS18B20溫度傳感器，該裝置的核心選用了常用的STC89C52單片機等中心的重要的器件，采用這些器件設計了一款煙霧濃度監(jiān)測及處理預警裝置，其具有煙霧濃度檢測的功能和具有聲光報警功能。該方法具有精確度高等特點，很大程度的提高了煙霧濃度監(jiān)測的靈敏度，避免不必要的經(jīng)濟損失。

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展和全社會信息化進程的加快，未來的報警器將向著整體性、前瞻性和集成性方面發(fā)展，將在公眾的家庭、產(chǎn)業(yè)園區(qū)等發(fā)揮著重要的作用，減少失火對人群的損失都具有重要的意義。

3 系統(tǒng)結(jié)構

設計主要包含聲光報警、溫度顯示、濃度顯示、報警限設置、手動報警以及自動報警等功能；在這個設計中，所選用的檢測溫度的溫度的傳感器是DS18B20，來進行測量溫度的傳感器，測量煙霧的傳感器使用MQ-2的型號的煙霧的傳感器。還有最常用的STC89C52的單片機來作為這個系統(tǒng)的控制核心；如果把它比喻成一顆“心臟”，那么它就是整個控制系統(tǒng)的重中之重，此系統(tǒng)通過STC89C52單片機來控制溫度傳感器和煙霧濃度傳感器，它可以對所控地點的煙霧的濃度進行測量，當然也可以對溫度進行及時的檢測[2]；在我的設計中煙霧傳感器我選用了用了MQ-2煙霧傳感器，該傳感器價格低廉，靈敏度高；溫度傳感器選用DS18B20溫度傳感器，本設計為具有煙霧濃度檢測功用和當超閾值可以進行發(fā)出警報聲音和黃光LED報警功用的煙霧濃度監(jiān)測及處理警系統(tǒng)，其結(jié)構更簡單、使用更方便、價格更低廉、性能更穩(wěn)定、更加的智能化等特點。

主要的設計思想為以STC89C52單片機和M-Q2煙霧傳感器為重要核心設計的煙霧報警器，可實現(xiàn)發(fā)生和發(fā)光來進行報警、可以像溫度計一樣測量出來溫度值而且能夠顯示出來的、而且可以對煙霧測量值實時顯示，顯示出厭惡濃度濃度。并且本裝置可以對我們想要的報警值來進行閾值設置、還可以進行手動來報警以及有情況發(fā)生之后自動報警這些強大的功能，檢測數(shù)據(jù)通過STC89C52單片機進行判別實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)采集、處理，并可以實現(xiàn)實時監(jiān)測、報警[3]。

煙霧檢測及溫度檢測系統(tǒng)裝置工作過程：接通電源，使本文設計的煙霧濃度監(jiān)測及處理系統(tǒng)處于正常的工作狀態(tài)下，觀察到當前數(shù)碼管顯示的溫度為當前的室溫24攝氏度，此時室溫低于該系統(tǒng)設置的報警值30攝氏度，煙霧的濃度為零，低于煙霧濃度設置的報警值4單位，所以，正常工作的系統(tǒng)不會發(fā)生報警；我們將手指接觸到溫度傳感器DS18B20，可以明顯的看到數(shù)碼管顯示模塊的數(shù)值在不斷上升，當達到設定的報警數(shù)值時，聲光報警電路馬上開始報警，蜂鳴器發(fā)出尖銳報警聲，同時LED發(fā)光二極管也會發(fā)出閃亮的光；按下復位鍵，系統(tǒng)重新開始工作，用特定實驗儀器釋放出被檢測氣體，當靠近時，MQ-2氣體傳感器檢測到氣體濃度，氣體的濃度值在不斷的上升。當達到設定的報警數(shù)值時，聲光報警電路馬上開始報警，蜂鳴器發(fā)出尖銳報警聲，同時LED發(fā)光二極管也會發(fā)出閃亮的光；此次試驗說明該模塊可以十分穩(wěn)定的工作；經(jīng)過多次、反復的進行實驗證明，此模塊的設計是正確的，可以靈敏的、準確的工作。

當我們將溫度的報警值設置為29攝氏度，煙霧濃度設置為4個單位時，我們進行測試。首先我們就用手按住溫度傳感器，我們將看到數(shù)碼管顯示的測得的溫度在不斷升高，當溫度達到29攝氏度時，聲光報警器開始報警，此時，我們按下復位鍵，報警解除，聲光報警器停止報警；同理，我們特定待測氣體裝置將氣體打開，放到MQ-2附近，可以觀察到數(shù)碼管顯示測得的的濃度在不斷上升，當達到4個單位時，聲光報警器開始報警，蜂鳴器響起，狀態(tài)燈不斷閃爍；此時，我們按下復位的按鍵，報警就會馬上的解除了，聲光報警器就會停止報警；在無溫度和煙霧濃度超標的情況下，我們科技按下手動報警鍵，此時，聲光報警器開始報警，蜂鳴器響起，狀態(tài)燈不斷閃爍，當我們按下復位鍵，報警解除，聲光報警器停止報警。

4 結(jié)論

文中詳細介紹了設計該系統(tǒng)所涉及到多種硬件和軟件的結(jié)構原理。眾所周知，煙霧檢測報警器越來越多的出現(xiàn)在人們的視野之中，得到廣泛的應用。它可以有效的保護著我們的生產(chǎn)與生活的安全，而且可以廣泛地應用到多種場合，它具有廣闊的市場空間與發(fā)展前景。

參考文獻：

[1]宋文緒，楊帆.傳感器與檢測技術[M].高等教育出版社，2003.

[2]胡顯華.火災探測器誤報警的原因及改進方法[J].電腦開發(fā)與應用，2007，20（11）.

[3]張玉蓮.傳感器與自動檢測技術[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010.endprint