【正文】 敏度，能有效地檢測允許范圍內(nèi)的煙霧濃度； (c)對檢測信號響應(yīng)速度快，重復(fù)性好； (d)長期工作穩(wěn)定性好； (e)使用壽命長； (f)制造成本低，使用與維護方便 [2]。 煙霧傳感器介紹 (1)煙霧傳感器的分類 煙霧傳感器種類繁多，從檢測原理上可以分為三大類： (a)利用物理化學(xué)性質(zhì)的煙霧傳感器：如半導(dǎo)體煙霧傳感器、接觸燃燒煙霧傳感器等。單片機作為硬件電路的核心，它的選型將在第三章詳述。為使報警裝置更加完善，可以在聲音報警基礎(chǔ)上，加入光閃報警，變化的光信號可以引起用戶注意，彌補嘈雜 環(huán)境中聲音報警的局限。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將從煙霧檢測電路送出的模擬信號轉(zhuǎn)換成單片機可識別的數(shù)字信號后送入單片機。依托中國多年的基本建設(shè)的發(fā)展，這個行業(yè)也得到發(fā)展，具備了和國外知名企業(yè)抗衡的能力。集中報警是將接收到的信號以聲光方式顯示出來，其屏幕上也具體顯示出著火的樓層和房間號，機上停走的時鐘記錄下首次報警時間性，利用本機專用電話，還可迅速發(fā)出指示和向消防隊報警。s understanding and the understanding, especially for the smoke sensor research and its usage and use, based on practical, and the principle and design the typical system. In this paper, bined with the use of singlechip sensor technology development and design of the smoke control system, which is based on STC12C5410AD and MQ2 type semiconductor resistor type smoke sensor as the core design of the smoke alarm can realize soundlight alarm, fault diagnosis, the concentration display, alarm limit settings, alarm and PC serial munications and other functions. Is a kind of simple structure, stable performance, convenient operation, low price, intelligent smoke alarm. Has a certain practical value. Key words: smoke alarm,STC12C5410AD, sensor. 目錄 1 緒 論 ................................................................................................................. 4 概述 ........................................................................................................................................... 4 現(xiàn)狀 ........................................................................................................................................... 4 2 煙霧檢測報警器的方案設(shè)計 ................................................................................... 4 煙霧檢測報警器設(shè)計思路 ....................................................................................................... 4 煙霧傳感器的選型 ................................................................................................................... 5 煙霧檢測報警器整體設(shè) 計方案 ............................................................................................... 6 3 煙霧檢測報警器的硬件設(shè)計 ................................................................................... 8 核心芯片選擇 ........................................................................................................................... 8 煙霧檢測報警器硬件電路設(shè)計 ............................................................................................... 9 4 煙霧檢測報警器的軟件設(shè)計 ................................................................................. 15 STC12 系列單片機調(diào)試及開發(fā)工具 ..................................................................................... 15 煙霧檢測報警器軟件流程及設(shè)計 ......................................................................................... 16 5 實驗誤差分析 ..................................................................................................... 23 結(jié)論 ...................................................................................................................... 25 參考文獻 ................................................................................................................ 26 謝辭 .............................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 本文利用單片機結(jié)合 傳感器 技術(shù)而開發(fā)設(shè)計了這一 煙霧報警系統(tǒng) ，它是以 STC12C5410AD 單片機和 MQ2型半導(dǎo)體電阻式煙霧傳感器為核心設(shè)計的煙霧報警器可實現(xiàn)聲光報警、故障自診斷、濃度顯示、報警限設(shè)置、延時報警及與上位機串口通信等功能。是一種結(jié)構(gòu)簡單、性能 穩(wěn)定、使用方便、價格低廉、智能化的煙霧報警器 。 基于單片機的煙霧報警系統(tǒng) 設(shè)計 (德州學(xué)院機電系， 山東 德州 253023) 1 緒 論 概述 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，一般由火災(zāi)探測器、區(qū)域報警器和集中報警器組成；火災(zāi)探測器是探測火災(zāi)的儀器，由于在火災(zāi)發(fā)生的階段，將伴隨產(chǎn)生煙霧、高溫 和 火光。此外，也可以控制有關(guān)的滅火系統(tǒng)或?qū)⒒馂?zāi)信號傳輸給消防控制室。在目前中國許多冠名以高新技術(shù)的行業(yè)中，中國企業(yè)大多做的是下游的制造和服務(wù)，分取極少一部分的利潤， 像 消防報警產(chǎn)品那樣又擁有自我知識產(chǎn)權(quán)，又擁有大量市場的行業(yè)其實是很少的。單片機對該數(shù)字信號進行濾波處理，并對處理后的數(shù)據(jù)進行分析，是否大于或等于某個預(yù)設(shè) 值 (也就是報警限 )，如果大于則啟動報警電路發(fā)出報警聲音，反之則為正常狀態(tài)。以上是根據(jù)報警器應(yīng)具備的功能，提出的整體設(shè)計思路。 煙霧傳感器的選型 煙霧傳感器屬于氣敏傳感器，是氣 電變換器，它將可燃性氣體在空氣中的含量 (即濃度 )轉(zhuǎn)化成電壓或者電流信號，通過 A/D 轉(zhuǎn)換電路將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后送到單片機，進而由單片機完成數(shù)據(jù)處理、濃度處理及報 警控制等工作。 (b)利用物理性質(zhì)的煙霧傳感器：如熱導(dǎo)煙霧傳感器、光干涉煙霧傳感器、紅外傳感器等。 煙霧傳感器的選定 煙霧檢測報警器主要應(yīng)用在石油、化工、冶金、油庫、液化氣站、噴漆 作業(yè)等易發(fā)生可燃煙霧泄漏的場所，根據(jù)報警器檢測煙霧種類的要求，一般選用接觸燃燒式煙霧傳感器和半導(dǎo)體煙霧傳感器。中毒是如果環(huán)境空 氣中含有硅烷之類的物質(zhì)時，則傳感器將使催化元件產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的中毒，以致靈敏度很快就喪失。 半導(dǎo)體煙霧傳感器包括用氧化物半導(dǎo)體陶瓷材料作為敏感體制作的煙霧傳感器以及用單晶半導(dǎo)體器件制作的煙霧傳感器，它具有靈敏度高，響應(yīng)快、體積小、結(jié)構(gòu)簡單，使用方便 、價格便宜等優(yōu)點，因而得到廣泛應(yīng)用。而在眾多半導(dǎo)體氣體傳感器中，本設(shè)計選用 MQ2 型煙霧傳感器，這種型號的傳感器不但具備一般半導(dǎo)體煙霧傳感器靈敏度高、響應(yīng)快、抗干擾能力強、壽命長等優(yōu)點 ， 而且只需要簡單的驅(qū)動電路 。為提高響應(yīng)時間，保證傳感器準(zhǔn)確地、穩(wěn)定地工作，報警器需要向煙霧傳感器持續(xù)輸出一個 5V的電壓。其目標(biāo)是在傳統(tǒng)的煙霧報警 器 的基礎(chǔ)上，盡量提高準(zhǔn)確性，降低成本，縮小體積 [5]。 圖 1 可燃性氣體檢測報警器結(jié)構(gòu)框圖 傳感器 放大電路 A/D轉(zhuǎn)換 單片機 狀態(tài)指示燈 聲音報警 濃度顯示 按鍵 串口通信 煙霧檢測報警器的功能 (1)自診斷故障報警功能 當(dāng)傳感器加熱絲或者電纜線發(fā)生斷線或者接觸不良的情況時，報警器發(fā)出警報，并且黃色指示燈閃爍，提醒用戶檢查傳感器或者電路線接觸情況，及時排除故障，保證安全。 (4)防止報警器誤報功能 快速重復(fù)檢測及延時報警可以區(qū)別出是管道中可燃煙霧的泄漏，還是由于打開閥門時的微量煙霧的散失。 3 煙霧檢測報警器的 硬件設(shè)計 核心芯片選擇 在報警器的設(shè)計中，單片機是其核心部件。根據(jù)多方面的比較，本設(shè)計選用宏晶科技生產(chǎn)的 STC12 系列單片機中集成 Flash 較大的 STC12C5410AD。 （ 4） 512B RAM。 （ 8） 高速同步通信端口（ SPI）。 圖 2 STC12C5410AD單片機的引腳圖 煙霧檢測報警器硬件電路設(shè)計 信號采集及前置放大電路 傳感器輸出信號一般比較微弱，需要經(jīng)過前置電路對其進行放大、濾波、電平調(diào)整， 滿足單片機對輸入信號的要求 。 LM324 是單片高增益四運算放大器，可在較寬電壓范圍內(nèi)的單電源或雙電源下工作，其電源電流很 小且與電源電壓無關(guān)，四個運放一致性好；其輸入偏流電阻是溫度補償?shù)?，也不需外接頻率補償，可做到輸出電平與數(shù)字電路兼容。同相比例運算電路有以下幾個特點： (1)同相比例運算放大電路是一個深度的電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路。 (3)由于引入了深度電壓串聯(lián)負(fù)反饋，因此電路的輸入阻抗很高，輸出阻抗很低。所 以調(diào)節(jié)滑動變阻器，就可以直接改變放大電路的參考電壓。當(dāng)單片機 STC12C5410AD的 17腳 ()置 1時，三極管 Q1導(dǎo)通，蜂鳴 器報警。 C 顯示方式：反射式正顯示存儲溫度： 20～ +60176。黃燈閃亮表示傳感器加熱絲或者電纜發(fā)生斷線或者接觸不良。 圖 6 狀態(tài)指示燈電路圖 圖 7 控制按鍵連接示意圖 報警器故障自診斷電路 (1)判斷傳感器電源連接情況 在傳感器的地端串聯(lián)一個電阻 R6。 4 煙霧 檢測 報警器的 軟件設(shè)計 STC12 系列單片機調(diào)試及開發(fā)工具 本系統(tǒng)的軟件編程使用的是美國 Keil Software 公司出品的 Keil C51，是 51 系列兼容單片機 C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢。 C51 工具包的整體結(jié)構(gòu)中，μ Vision 與 Ishell 分別是 C51 for Windows 和 for Dos