【正文】 返 回 差別并確 定 X 所在的電壓區(qū)間 求電壓值 X 與所在區(qū)間下限差 Xm=XXi 求 X 所在區(qū)間的上下限濃度值的差 Z=f(Xi+1)f(Xi) 求上下限電壓值的差 Xd=Xi+1Xi 求 Z 與 Xd 的比值 K=Z/Xd 求 K 與 X 的和 S=K*Xm 求 f(X)=f(Xi)+S 保存濃度值 第 28 頁(yè) 共 61 頁(yè) ％，第一次采集完再延遲 20s 采集，分析判斷兩次采集到的數(shù)據(jù)，若一致則發(fā)出信號(hào)指示并啟動(dòng)報(bào)警，若不一致則需要檢測(cè)，進(jìn)行故障診斷。電壓值與氣體濃度之間是非線性的關(guān)系，為了實(shí)時(shí)顯示煙霧濃度需要對(duì)其進(jìn)行線性化處理。因此，我們提出去極值平均濾波法，即先對(duì)N 個(gè)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，去掉其中的最大值和最小值，然后計(jì)算余下的 N–2 個(gè)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值。首先設(shè)定定時(shí)器工作方式，然后開(kāi)系統(tǒng)中斷，以便響應(yīng)中斷定時(shí)，及時(shí)對(duì)氣體濃度和溫度進(jìn)行采樣。 主程序還包括狀態(tài)指示燈及按鍵功能，中斷子程序等，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)傳感器的采集到的溫度就會(huì)發(fā)生變化，當(dāng)溫度值達(dá)到設(shè)定值時(shí)單片機(jī)會(huì)發(fā)出信號(hào)控制狀態(tài)指示等，同時(shí)當(dāng)報(bào)警拉響之后，我們需要關(guān)閉報(bào)警聲音，這是需要一個(gè)按鍵，它由單片機(jī)程序來(lái)控制，關(guān)上按鍵后報(bào)警器會(huì)自動(dòng)消除。 火災(zāi)監(jiān)控部分主 要程序 火災(zāi)監(jiān)控主程序 系統(tǒng)主程序流程圖如圖 . 首先要給傳感器預(yù)熱三分鐘，因?yàn)閭鞲衅餍枰A(yù)熱一段時(shí)間才能正常采集煙霧和溫度信息。本章主要介紹主控模塊以及部分功能模塊的單片機(jī)程序。EEPROM 是一種特殊形式的 閃存 ，其應(yīng)用通常是個(gè)人電腦中的 電壓 來(lái)擦寫(xiě)和重編程。 本設(shè)計(jì)中采用了 HD7279A鍵盤以減輕 MCU的壓力，他可控制 64 個(gè)獨(dú)立按鍵及 8 個(gè)數(shù)碼管之間的通信，負(fù)責(zé)獲取輸入密碼傳給單片機(jī)以及顯示密碼，單片機(jī)獲取到輸入的密碼后進(jìn)行比較后控制門鎖的開(kāi)關(guān)。一個(gè)鍵盤實(shí)際上就是一個(gè)開(kāi)關(guān)，單片機(jī)根據(jù) I／ O 線的高低電平來(lái)判斷一個(gè)按鍵的開(kāi)關(guān)狀態(tài)?？砂仓昧硪惠斎腚娫矗惯壿嬆茉诘碗妷合鹿ぷ?。 圖 為電機(jī)控制電路圖。 本系統(tǒng)中使用電機(jī)來(lái)控制門鎖的打開(kāi)和關(guān)閉，需要穩(wěn)定的輸出控制，所以采用了L297 加 L298 電路， L297 是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制器 (包括環(huán)形分配器 )， L298 是雙 H 橋式驅(qū)動(dòng)器。 第 21 頁(yè) 共 61 頁(yè) L297 是步進(jìn)電機(jī)控制集成芯片（包括環(huán)形分配器），可產(chǎn)生四相驅(qū)動(dòng)信號(hào)，應(yīng)用于微處理機(jī)控制兩相雙極性和四相單極性步進(jìn)電機(jī)。 圖 nrf24l01 連接圖 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 本文采用使用 L297+L298 的經(jīng)典電路設(shè)計(jì)，具有外圍元件簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。 圖 傳感器和后續(xù)的放大濾波電路 A/D 模塊將放大和濾波處理后的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后輸出給單片機(jī)，單片機(jī)再進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù) 處理及相關(guān)控制，圖 為 A/D 模塊的電路圖。 RS232C 總線 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)有 25條信號(hào)線，包括一個(gè)主通道和一個(gè)輔助通道。依據(jù)人們的經(jīng)驗(yàn)，在火災(zāi)發(fā)生的初始階段及時(shí)報(bào)警，及時(shí)采取滅火措施能取得比較好的滅 火效果，火災(zāi)報(bào)警宜早不宜遲。 P3 口 (~ 共 8 條引腳，即 10～ 17 腳 )： P3 口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 雙向 I／ O 口。在訪問(wèn)外部 存儲(chǔ)器時(shí)，可分時(shí)用作低 8 位地址線和 8 位數(shù)據(jù)線； P1 口 (～ 共 8 條引腳，即 1~8 腳 )： P1 口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I／ O 口。 第 17 頁(yè) 共 61 頁(yè) 圖 AT89S52 最小系統(tǒng) AT89S52單片機(jī)采用 40只引腳的雙列直插封裝 (DP)方式，其 40只引腳按功能可分3 類： (1)電源及時(shí)鐘引腳： Vet、 Vss； XTALl、 XTAL2。 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及最小系統(tǒng) AT89S52/AT89C51 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下所示： 圖 AT89S52/AT89C51 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 單片機(jī)的最小系統(tǒng)由單片機(jī)、外部晶振、以及復(fù)位電路組成。 HD7279(A)是一片具有串行接口的，可同時(shí)驅(qū)動(dòng) 8 位共陰式數(shù)碼管 (或 64只獨(dú)立 LED)的智能顯示驅(qū)動(dòng)芯片，該芯片同時(shí) 還可連接多達(dá) 64 鍵的鍵盤矩陣 [15]。 NRF24L01 主要有以下一系列優(yōu)點(diǎn)： 小體積， QFN20 4x4mm 封裝 寬電壓工作范圍， ~，輸入 引腳 可承受 5V電壓輸入 (1)工作溫度范圍， 40℃ ～ +80℃ (2)工作頻率范圍， ～ (3)發(fā)射功率可選擇為 0dBm、 6dBm、 12dBm 和 18dBm 第 14 頁(yè) 共 61 頁(yè) (4)數(shù)據(jù)傳輸速率 支持 1Mbps、 2Mbps[2] (5)低功耗設(shè)計(jì)，接收時(shí)工作電流 ， 0dBm 功率發(fā)射時(shí) ，掉電模式時(shí)僅為 900nA (6)126 個(gè)通訊通道， 6 個(gè)數(shù)據(jù)通道，滿足多點(diǎn)通訊和調(diào)頻需要 (7)增強(qiáng) 型 ―ShockBurst‖工作模式，硬件的 CRC 校驗(yàn)和 點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的地址控制 (8)數(shù)據(jù)包每次可傳輸 1～ 32Byte 的數(shù)據(jù) (9)4 線 SPI通訊端口，通訊速率最高可達(dá) 8Mbps，適合與各種 MCU連接， 編程 簡(jiǎn)單 (10)可通過(guò) 軟件 設(shè)置工作頻率、通訊地址、 傳輸速率 和數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度 (11)MCU 可通過(guò) IRQ 引腳快判斷是否完成數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)發(fā)送 A/D 轉(zhuǎn)換芯片的選擇 TLC549 是 TI 公司生產(chǎn)的一種低價(jià)位、高性能的 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器，它以 8 位開(kāi)關(guān)電容逐次逼近 的方法實(shí)現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換速度小于 17us，最大轉(zhuǎn)換速率為 40000HZ， 4MHZ 典型內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘，電源為 3V 至 6V。無(wú)線收發(fā)器包括：頻率發(fā)生器、增強(qiáng)型 ―SchockBurst‖模式控制器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器和解調(diào)器。寫(xiě) TH,TL 指令以及配置字節(jié)利用一個(gè)記憶功能的指令完成。測(cè)量結(jié)果將被放置在 DS18B20 內(nèi)存中，并可以讓閱讀發(fā)出記憶功能的指揮，閱讀內(nèi)容的片上存儲(chǔ)器。因?yàn)橐痪€通信接口，必須在先完成 ROM 設(shè)定，否則記憶和控制功能將無(wú)法使用。主要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同而改變其外觀。如上圖所示，當(dāng) TGS202 探測(cè)到 CO2 或 CO 時(shí)，傳感器的內(nèi)阻變小， VA 迅速上升。在本文中它們兩個(gè)系統(tǒng)是相互獨(dú)立存在的，互相之間沒(méi)有進(jìn)行通信。 AT89C51 單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 第 11 頁(yè) 共 61 頁(yè) 圖 DIP40 封裝 AT89S52 引腳圖 在智能防盜系統(tǒng)中，核心仍 然是單片機(jī)?？梢栽?4V到 壓范圍內(nèi)正常工作 [12]。芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī) AT89S52 可為許 多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。在單片機(jī)完成這些工作的過(guò)程中，尤其是信號(hào)處理中，比較濃度值后送入顯示的軟件實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜，要求單片機(jī)具備較快的運(yùn)算速度，使檢測(cè)人員能夠較準(zhǔn)確地觀測(cè)到煙霧濃度，并根據(jù)情況進(jìn)行相應(yīng)的處理。 (4)智能報(bào)警技術(shù) 在報(bào)警電路部分， 555 芯片構(gòu)成多諧振蕩器來(lái)驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警，使報(bào)警功能更趨智能化，隨時(shí)準(zhǔn)確把握防盜情況 [10]。 (2)數(shù)字芯片編 /譯碼技術(shù) 編碼芯片采用專用集成芯片 VD5026，譯碼處理器則采用與之配套生產(chǎn)的集成芯片 VD5027，它們都是 CMOS 大規(guī)模數(shù)字集成電路。系統(tǒng)總體構(gòu)成主要包括防盜檢測(cè)、斷電保護(hù)及報(bào)警電路設(shè)計(jì)、密碼控制電路（鍵盤輸入及顯示）、無(wú)線 電控制四個(gè)模塊 [9]。另一種是紫外光輻射探測(cè)器，則利用有機(jī)化合物燃燒時(shí)，火光中的紫外光， 使紫外光敏管的電極激發(fā)出離子，通過(guò)繼電器等，就能打開(kāi)開(kāi)關(guān)電路報(bào)警 [8]。如將兩者結(jié)合起來(lái)，便成為差定溫組合式。一種是運(yùn)用金屬熱脹冷縮的特性。還有一種叫管道抽吸式感煙探測(cè)器，他的工作原理與光電感應(yīng)探測(cè)器中另一種散射型相似，通過(guò)煙霧的反射或散射產(chǎn)生光敏電流，主要用在船舶上。一種是離子感煙探測(cè)器，它在內(nèi)外電離室里面有放射源镅241，電離產(chǎn)生的正負(fù)離子，在電場(chǎng)的作用下各向正負(fù)電極移動(dòng)。目前復(fù)合型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)有感溫感煙型、感煙感光型、感溫感光型等多種形式。 (3)感光型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng) 物質(zhì)燃燒不但會(huì)產(chǎn)生煙霧和熱量，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生可見(jiàn)或不可見(jiàn)的光輻射。 (2)感煙型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng) 煙霧是早期火災(zāi)的重要特征之一。區(qū)域報(bào)警器將接收到火警信號(hào)后經(jīng)分析處理發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，集中報(bào)警是將接收到的信號(hào)以聲光形式表現(xiàn)出來(lái) [7]。 第 6 頁(yè) 共 61 頁(yè) 2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 家庭智能防火防盜報(bào)警系統(tǒng)是一種新型的電子安全報(bào)警系統(tǒng)，它的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)方案參照國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，并根據(jù)我國(guó)住宅建設(shè)的實(shí)際情況和各相關(guān)方面的協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r來(lái)更好地滿足新時(shí)期居民讓家庭更安全、更舒適、更方便、更符合環(huán)保的居住要求。單片機(jī)采用 C 語(yǔ)言模塊化設(shè)計(jì)，增加了程序的可讀性和可移植性。研究滿足系統(tǒng)工作需要的元件及其工作原理，單片機(jī)的外圍接口電路。它是一種能真正滿足新時(shí)期居民的居住要求、真正實(shí)現(xiàn)智能化報(bào)警的要求的方便實(shí)用的防火防盜報(bào)警系統(tǒng)。 第 4 頁(yè) 共 61 頁(yè) 本文主要內(nèi)容安排 經(jīng)過(guò)深入了解了家庭防火防盜產(chǎn)品現(xiàn)狀，我發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在的防火防盜產(chǎn)品種類很多，但大部分是當(dāng)有非法入侵時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出聲、光、電等報(bào)警信號(hào)，還有一些可以實(shí)現(xiàn)向外報(bào)警的系統(tǒng)大多采用的是電話語(yǔ)音報(bào)警；電話線一般布線一般是在樓道內(nèi)，容易被小偷破壞掉，造成報(bào)警系統(tǒng)失靈；而且這些系統(tǒng)僅側(cè)重于被動(dòng)防御的思路，只是在災(zāi)情發(fā)生后才發(fā)出報(bào)警。智能化火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)已并非傳統(tǒng)意義上的簡(jiǎn)單的報(bào)警設(shè)備，而是融入了計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器的應(yīng)用等各領(lǐng)域知識(shí)。進(jìn)入 90 年代，特別是 1993年以來(lái)，火災(zāi)造成的直接損失上升到年均十幾億元，年均死亡 2020 多人。由此，居民住宅應(yīng)當(dāng)設(shè)置安全防范報(bào)警系統(tǒng)，對(duì)盜竊、入室搶劫等做到早發(fā)現(xiàn)、早報(bào)警，通過(guò)社會(huì)力量和科技手段來(lái)提高家庭抵御各種意外情況的能力。 而小區(qū)管理最為重要的內(nèi)容之一是確保住宅、住戶安全。如今，人民生活已從溫飽型向小康轉(zhuǎn)變 ，大件耐用消費(fèi)品己經(jīng)進(jìn)入尋常百姓家，因此人們會(huì)有更強(qiáng)的安全意識(shí)，逐漸接受在住宅內(nèi)裝設(shè)質(zhì)優(yōu)價(jià)廉、功能完善的安全防范系統(tǒng)。家用防盜系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)是向人們提供 ―方便快捷的信息通信、安全舒適的住宅環(huán)境、高效便利的物業(yè)管理 ‖。 我國(guó)家用安防系統(tǒng)相對(duì)國(guó)外來(lái)講，是有較大差距的。簡(jiǎn)潔、經(jīng)濟(jì)型報(bào)警器成為家庭所需。 防盜報(bào)警產(chǎn)品總體發(fā)展趨勢(shì)：從少防區(qū)（ 4防區(qū)）向多防區(qū)（ 16防區(qū)以上）；電話線制向 GSM、總線制、網(wǎng)絡(luò)制發(fā)展；從有線向無(wú)線發(fā)展；無(wú)線從單一頻點(diǎn)（ 315M）向?qū)Ｓ妙l段 (433M內(nèi)多頻點(diǎn) )、從單向 /單工向雙向 /半雙工或雙工通訊發(fā)展 [3]。家用防盜系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)是向人們提供 ―方便快捷的信息通信、安全舒適的住宅環(huán)境、高效便利的物業(yè)管理 ‖。 關(guān)鍵詞 ： 單片機(jī)，傳感器，火災(zāi)，門控， Protues Design Of Fire Alarm System Based On SCM Abstract With the social development, singlefamily economic has been accumulating,and more and more people pays attention to the family disaster prevention and control .Currently, the family disaster mainly reflected in two aspects of fire and , the prevention and control for these two conditions has bee the focus of family article has designed a simple fire alarm systems based on this social phenomenon. This article is designed in two parts,.One is fire monitoring system based on the AT89S52 was able to monitor the failures of system and the environment fires, it would achieve the sound and light alarm, and take effective measures to control the development of the fire, the fire will be nipped in the