【正文】 智能報警系統(tǒng)對消防機構(gòu)及時撲滅火災(zāi)、減少人員傷 2 亡和財產(chǎn)損失具有十分重要的現(xiàn)實意義。國內(nèi)市場每年安裝投入使用的探測器總量約為 400 萬只，市場占有率為 75%。是物理傳感技術(shù)、自動控制、計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸和管理、智能樓宇等技術(shù)的綜合集成，屬于高新技術(shù)。由于該系統(tǒng)為解決火災(zāi)報警系統(tǒng)存在的兩個難題（誤報、漏報）提供了新的方法和手段，并在處理火災(zāi)真?zhèn)畏矫姹憩F(xiàn)出明顯的有效性和創(chuàng)新性，這是火災(zāi)自動報警系統(tǒng)在技術(shù)上的飛躍。 (如傳感器遺落、內(nèi)部元器件損壞等 )，能發(fā)出故障報警。 ℃）完成方案設(shè)計及論證、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計 。 溫度信 號或者煙霧濃度信號采集電路將溫度信號或者煙霧濃度信號以數(shù)字信號的形式送入單片機。其主要由煙霧傳感數(shù)據(jù)采集程序、溫度傳感數(shù)據(jù)采集程序、聲光報警程序等三個部分組成。 （ 1）高集成度，體積小，高可靠性 單片機將各功能部件集成在一塊晶體芯片上，集成度很高，體積自然也是最 小的。 （ 3）低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品 為了滿足廣泛使用于便攜式系統(tǒng)，許多單片機內(nèi)的工作電壓僅為 ～ ， 而工作電流僅為數(shù)百微安。 PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。此外， PLC 帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。 （ 3）易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 PLC 作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。 （ 4）系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護方便，容易改造 PLC 用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng) 設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。由于體積小很容易裝入機械內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設(shè)備。 （ 4）要求具有連續(xù)長時間工作能力。基于上述要求，本設(shè)計選用 DS18B20 傳感器最為系統(tǒng)采集溫度信號用的傳感器。 DS18B20 的測量范圍為 55℃ 125℃ ；在 1085℃ 范圍內(nèi)，精度為 177。多個 DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實現(xiàn)多點測溫。 （ 6） 測量參數(shù)可配置。 （ 8） 掉電保護功能。熱電阻的受熱部份 (感溫元件 )是用細金屬絲均勻地雙繞在絕緣材料制成的骨架上。 （ 2）輸出信號大，靈敏度高。 （ 3）測溫范圍廣，穩(wěn)定性好。 （ 5）輸出線性好。熱電偶產(chǎn)生的熱 電動勢，其大小僅與熱電極材料及兩端溫差有關(guān)，與熱電極長度、直徑無關(guān)。對于煙霧傳感器的選型，要求傳感器的基于靈敏度高、響應(yīng)快、抗干擾能力強等優(yōu)點，而且價格低廉，使用壽命長。使用簡單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對應(yīng)的輸出信號。 靈敏度調(diào)整 ： MQ2型氣敏元件對不同種類、不同濃度的氣體有不同的電阻值因此，在使用此類型氣敏元件時，靈敏度的調(diào)整是很重要的。位數(shù)越高，其分辨率也越高，但價格也越貴。 (1)LED（ Light Emitting Diode） 11 發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。當電流通過導(dǎo)線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向 P 區(qū)，在 P 區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是 LED 發(fā)光的原理。一般來說 LED 的工作電壓是 ，工作電流是 ；這就是說，它消耗的電能不超過 ，比傳統(tǒng)光源節(jié)能 80%以上。 5） 環(huán)保 LED 是由無毒的材料 做成 ，同時 LED 也可以回收再利用。 它的缺點： 當前價格還太高，光通量低，當前同等照度設(shè)計的 LED 光源價格大約相當于傳統(tǒng)光源的 4 倍 。 3） LCD 與傳統(tǒng) CRT 相比最大的優(yōu)點還是在于耗電量和體積，對于傳統(tǒng) 17 寸 CRT來講，其功耗幾乎都在 80W 以上，而 17 寸液晶的功耗大多數(shù)都再 40W 上下，這樣算下來，液晶在節(jié)能方面可謂優(yōu)勢明顯 。 但是它具有輻射，對人體有害。 報警電路是由一個三極管、一個 74ALS08芯片和蜂鳴器組成。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。另外， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2種軟件可選擇節(jié)電模式。 P0 口： P0 口是一個 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。在這種模式下， P0 具有內(nèi)部上拉電阻。對 P1 端口寫“ 1” 時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。對 P2 端口寫“ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此 時可 以作為輸入口使用。在使用 8 位地址（如 MOVX RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2 口輸出 P2鎖存器的內(nèi)容。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。當振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將是單片機復(fù)位。對 FLASH 存儲器編程期間，該腳還 用于輸入編程脈沖（ PROG）。 PSEN—— 程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT89C52 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次 PSEN 信號。 FLASH 存儲器編程時，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。如圖 32 所示就有一個頻率為 12M 的晶振，匹配電容是兩個 30P 的瓷片電容，使單片機正常工作。這個脈沖就是單片機的工作速度。當然。不然不穩(wěn)定。但單片機本身是不能自動進行復(fù)位的，必須配合相應(yīng)的外部電路才能實現(xiàn)。上電后，由于電容的充電和反相門的作 19 用，使 RST 持續(xù)一段時間的高電平。單片機最小系統(tǒng)設(shè)計圖如圖 34 所示。使用簡單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對應(yīng)的輸出信號。 21 圖 35 靈敏度特性曲線 36是傳感器典型的溫度、濕度特性曲線。其中 VH用于為 傳感器提供特定的工作溫度。為更好利用傳感器的性能，需要選擇恰當?shù)?RL值。 V AC or DC RL 負載電阻 可調(diào) RH 加熱電阻 31Ω177。 5% Vh: 177。 （ 3） DS18B20支持多點組網(wǎng)功能，多個 DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組 網(wǎng)多點測溫。 （ 6）可編程分辨率為 9～ 12 位，對應(yīng)的可分辨溫度為 ℃、 ℃、℃和 ℃，可實現(xiàn)高精度測溫。 2. DSl8B20的引腳，如圖 39 所示。 （ 2） DS18B20 中的溫度傳感器可完成對溫度的測量。例如 +125℃的數(shù)字輸出為 07D0H，+℃的數(shù)字輸出為 0191H， ℃的數(shù)字輸出為 FF6FH， 55℃的數(shù)字輸出為 FC90H 。C 0000 0101 0101 0000 0550h +176。C 0000 0000 0000 0000 0000h 176。C 1111 1100 1001 0000 FC90h （ 3） DS18B20 溫度 傳感器的存儲器 DS18B20 溫度傳感器的內(nèi)部存儲器包括一個高速暫存 RAM 和一個非易失性的可電擦除的 EEPRAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器 TH、 TL和結(jié)構(gòu)寄存器。 TM R1 R0 1 1 1 1 1 27 表 37 溫度分辨率設(shè)置表 R1 R0 分辨率 溫度最大轉(zhuǎn)換時間 0 0 9位 0 1 10位 1 0 11位 375ms 1 1 12位 750ms 的外部電源供電方式 在外部電源供電方式下， DS18B20 工作電源由 VDD引腳接入，此時 I/O 線不需要強上拉，不存在電源電流不足的問題，可以保證轉(zhuǎn)換精度，同時在總線上理論可以掛接任意多個 DS18B20 傳感器，組成多點測溫系統(tǒng)。 的讀操作 （ 1）將數(shù)據(jù)線拉高“ 1”。 （ 5）將數(shù)據(jù)線拉高“ 1”。 的寫操作 （ 1）數(shù)據(jù)線先置低電平“ 0”。 （ 5）將數(shù)據(jù)線拉到高電平。 （ 2）延時（該時間要求的不是很嚴格，但是盡可能的短一點）。 （ 6）延時等待（如果初始化成功則在 15到 60毫秒時間之內(nèi)產(chǎn)生一個由 DS18B20所返回的低電平“ 0”。 29 前向通道電路設(shè)計 ADC0809 芯片的基本知識 ADC0809 是帶有 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器、 8路多路開關(guān)以及微處理機兼容的控制邏輯的 CMOS 組件。多路開關(guān)可選通 8 個模擬通道，允許 8路模擬量分時輸入，共用 A/D 轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 。 ADC0809 引腳結(jié)構(gòu) 由圖可知 ADC0809 為 28 引腳為雙列直插式封裝。 ADC0809 的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)如圖 312。 （ 7）若 CPU 讀到了數(shù)據(jù)線上的低電平“ 0”后，還 要做延時，其延時的時間從發(fā)出的高電平算起（第（ 5）步的時間算起）最少要 480 微秒。 （ 4）延時 750 微秒（該時間的時間范圍可以從 480 到 960 微秒）。 （ 7）最后將數(shù)據(jù)線拉高。 （ 3）按從低位到高位的順序發(fā)送字節(jié)（一次只發(fā)送一位）。 （ 7）讀數(shù)據(jù)線的狀態(tài)得到 1 個狀態(tài)位，并進行數(shù)據(jù)處理。 （ 3）將數(shù)據(jù)線拉低“ 0”。 圖 310 外部供電方式單點測溫電 路 圖 311 外部供電方式的多點測溫電路圖 外部電源供電方式是 DS18B20 最佳的工作方式，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強，而且電路也比較簡單，可以開發(fā)出穩(wěn)定可靠的多點溫度監(jiān)控系統(tǒng)。在 DS18B20 出廠時該位被設(shè)置為 0，用 戶不要去改動。C 1111 1111 0101 1110 FF5Eh 176。C 0000 0000 1010 0010 00A2h +176。 26 表 35 DS18B20 溫度數(shù)據(jù)表 TEMPERATURE DIGITAL OUTPUT(Binary) DIGITAL OUTPUT(Hex) +125176。表 34 是 DS18B20 溫度值格式表。 64 位光刻 ROM 的排列是：開始 8位（ 28H）是產(chǎn)品類型標號，接著的 48 位是該 DS18B20 自身的序列號，最后 8 位是前面 56 位的循環(huán)冗余校驗碼（ CRC=X8+X5+X4+1）。 （ 8）測量結(jié)果直接輸出數(shù)字信號，以“一線總線”串行傳送給 CPU， 同時可傳送 CRC 校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力。 （ 5）溫度范圍 55℃～ +125℃，在 10～ +85℃時精度177。 單線數(shù)字溫度計 （ 1）適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍： ～ ，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電。 2℃ Vc:177。封裝好的氣敏元件有 6只針狀管腳，其中 4個用于信號取出， 2個用于提供加熱電流。這種傳感器具有輕微的極性， Vc需用直流電源。 Rs表示在含 1000ppm 丙烷、不同溫 /濕度下傳感器的電阻值； Ro表示在含 1000ppm 丙烷、 20℃ /65%RH環(huán)境條件下傳感器的電阻值 37是傳感器的基本測試電路。 圖中縱坐標為傳感器的電阻比（ Rs/Ro），橫坐標為氣體濃度。傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較