【正文】 圖 53 溫度過(guò)高時(shí)報(bào)警 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文 30 由此可見(jiàn)，此設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了 多路 探測(cè)報(bào)警、顯示 時(shí)間、地點(diǎn) 、溫度 等功能，基本上達(dá)到了題目的要求。為了能夠進(jìn)一步提高安全性，可以在自動(dòng)聲光報(bào)警的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)帶動(dòng)煙霧管道關(guān)斷等功能。 但是還存在一些不足之處，如報(bào)警時(shí)間不能存儲(chǔ)、 濃度不夠精確 、對(duì)于灰塵、水滴、小昆 蟲(chóng)等可能產(chǎn)生誤報(bào)等 ， 懇請(qǐng)各位老師和同仁予以批評(píng)指正。 本章小結(jié) 經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)和調(diào)試，將各模塊程序編寫(xiě)完畢，實(shí)現(xiàn)了基本的功能。(temp10=56))P0=display_code[0]。 if(i==2||i==7)DISX=0。 temp10=temp1*196/1000+30。} 手動(dòng)報(bào)警按鈕的功能為按奇數(shù)次報(bào)警，按偶數(shù)次停止報(bào)警。LED4=0。 LAM=~LAM。 tcount++。 ADC0832 數(shù)據(jù)讀取程序流程： 結(jié) 束開(kāi) 始使 能 芯 片產(chǎn) 生 時(shí) 鐘 信 號(hào)輸 入 通 道 控 制 字選 取 2字 節(jié) 數(shù) 據(jù)字 節(jié) 數(shù) 據(jù) 校 驗(yàn)將 值 送 入 指 定 寄 存 器 圖 43 ADC0832 數(shù)據(jù)讀取程序流程 圖 煙霧傳感器 輸出電壓大于 ADC0832 的輸入電壓，因此將 ADC0832 的模式選擇為差分輸入，負(fù)輸入端 IN為 3V。系統(tǒng)分為 五 個(gè)模塊：煙霧采集、 溫度采集、 顯示、聲光及手動(dòng)報(bào)警、靈敏度選擇。報(bào)警時(shí)間顯示分和秒，探測(cè) 溫度 精確到 1℃ 。 探測(cè)器探測(cè)到火情后， 單片機(jī)控制 輸出高電壓，三極管 Q1 導(dǎo)通， 揚(yáng)聲器發(fā)聲， 同時(shí)報(bào)警 燈 閃爍。 考慮到要在多個(gè)房間進(jìn)行探測(cè)，可設(shè)置多個(gè)傳感器探頭， 這個(gè)設(shè)計(jì)中設(shè)置了四路探測(cè)信號(hào)，將其余三路用開(kāi)關(guān)代替。 作為單通道模擬信號(hào)輸入時(shí) ADC0832 的輸入電壓是 0~5V 且 8 位分辨率時(shí)的電壓精度為 。直到第 11 個(gè)脈沖時(shí)發(fā)出最低位數(shù)據(jù) DATA0，一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)輸出完成。當(dāng) 2 位數(shù)據(jù)為 “ 0” 、“ 0” 時(shí)，將 CH0 作為正輸入端 IN+，CH1 作為負(fù)輸入端 IN進(jìn)行輸入。在第 1 個(gè)時(shí)鐘 脈沖的下沉之前 DI 端必須是高電平，表示啟陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文 20 始信號(hào)。但由于 DO 端與 DI 端在通信時(shí)并未同時(shí)有效并與單片機(jī)的接口是雙向的，所以電路設(shè)計(jì)時(shí)可以將 DO 和 DI 并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為 32?S，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。 CLK 芯片時(shí)鐘輸入。 CH1 模擬輸入通道 1，或作為 IN+/使用。 圖 32 單片機(jī)引角圖 ADC0832 是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種 8 位分辨率、雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 ，它體積小， 兼容性強(qiáng)，性價(jià)比高。 2)STC 單片機(jī)內(nèi)部集成了看門(mén)狗電路。 生產(chǎn)單片機(jī)的廠商有很多，尤其是近年來(lái)微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，比較著名的有 Intel、 Philips、 Microchip、 Motorola、 Zilog、 Atmel 等半導(dǎo)體企業(yè)。系統(tǒng)框圖如 圖 31： S T C 8 9 S 5 2A / D 轉(zhuǎn) 換煙 霧 傳 感 器 1煙 霧 傳 感 器 2溫 度 傳 感 器D S 1 8 B 2 0顯 示聲 光 報(bào) 警 圖 31 系統(tǒng)框圖 單片機(jī)的選擇 單片機(jī)，又稱微處理器，屬于第四代電子計(jì)算機(jī)。 溫度傳感器采用 DS18B20。 算法核心：首先程序判斷溫度是否是零下，如果是，則 DS18B20 保存的是溫度的補(bǔ)碼值，需要對(duì)其低 8 位 (LS Byte)取反加一變成原碼。 表 26 DS18B20溫度值格式表 LS Byte 32 2 12 02 12? 22? 32? 42? MS Byte S S S S S 62 52 42 3)溫度轉(zhuǎn)換算法及分析 由于 DS18B20 轉(zhuǎn)換后的代碼并不是實(shí)際的溫度值，所以要進(jìn)行計(jì)算轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以 16 位帶符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)在高速暫存存儲(chǔ)器的 0， 1 字節(jié)。 1)DS18B20 的特性如下： a)獨(dú)特的 單線接口僅需一個(gè)端口引腳進(jìn)行通訊； b)簡(jiǎn)單的多點(diǎn)分布應(yīng)用； c)無(wú)需外部器件； d)可通過(guò)數(shù)據(jù)線供電； e)零待機(jī)功耗； f)測(cè)溫范圍 55～ +125℃，以 ℃遞增。可直接與單片機(jī)通信，讀取測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)，電路簡(jiǎn)單。 a)檢測(cè)方式：離子型，一源兩室 b)放射源：放射元素：镅 241 放射量：平均 .=(29K—— 37KBq) c)工作環(huán)境： 電源 電壓： ,最大 24V,溫 度： 0— 50℃ ,最大 10—— 60℃ ,溫度 95%,保存溫度： 25— 80℃ ,溫度 95% d)典型特性參數(shù)：電源電壓： DC9V,輸出電壓： +,電流損耗： 27+3pA,靈敏度： + e)平衡電位： 177。但傳感器本身被金屬制電極所覆蓋 ,放射能決不會(huì)泄露。 圖 27 檢測(cè)電離室和補(bǔ)償電離室示意圖 電離室采用這種串聯(lián)的方式，主要是為 了減少環(huán)境溫度、濕度、氣壓等自然條件的變化對(duì)電離電流的影響，提高離子感煙探測(cè)器的環(huán)境使用能力和穩(wěn)定性。這樣在同一個(gè)電離室內(nèi)分為兩個(gè)性質(zhì)不同區(qū)域。當(dāng)電離電流增加到一定值時(shí)，外加電壓再增高，電離電流也不會(huì)增加，此電流稱之為飽和電流 Is，如圖 25 所示。 當(dāng)有煙霧時(shí)，外電離室的離子電流減少， 等效電阻增加，由于 RP 的變化使 A 點(diǎn)電位降低。 在另一方面，由于內(nèi)電離室是密封的，無(wú)煙霧粒子進(jìn)入，離子電流是恒定的。 B 電極 —— 接地線端。外電離室 (即檢測(cè)室 )有孔與外界相通，煙霧可以從該孔進(jìn)入傳感器內(nèi)；內(nèi)電離室 (即補(bǔ)償室 )是密封的，煙霧不會(huì)進(jìn) 入。 經(jīng)過(guò)對(duì)比上述兩種煙霧傳感器的應(yīng)用特性，發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體煙霧傳感器的優(yōu)點(diǎn)更加突出：靈敏度高、響應(yīng)快、抗干擾性好、使用方便、價(jià)格便宜，且不會(huì)發(fā)生探頭阻緩及中毒現(xiàn)象，維護(hù)成本較低等。 因此，經(jīng)常對(duì)傳感 器進(jìn)行標(biāo)定，是保證其準(zhǔn)確性的必要的途徑。 阻緩是當(dāng)在煙 霧與空氣的混合物中含有硫化氫等含硫物質(zhì)的情況下，則有可能在無(wú)焰燃燒的同時(shí)，有些固態(tài)物質(zhì)附著在催化元件表面，阻塞載體的微孔，從而引起響應(yīng)緩慢反應(yīng)滯緩，靈敏度降低。固體電解質(zhì)煙霧傳感器主要用于檢測(cè)無(wú)機(jī)煙霧，如 O CO H Cl SO2等。 不同的煙霧吸收不同波長(zhǎng)的 IR，所以傳感器根據(jù)目標(biāo)煙霧而調(diào)整，典型應(yīng)用包括測(cè)量 CO 和 CO冷凍劑煙霧和一些易燃?xì)狻? g)紅外傳感器 紅外傳感器通常用兩束紅外光進(jìn)行煙霧測(cè)量，主光束通過(guò)測(cè)量元件內(nèi)的目標(biāo)煙基于單片機(jī)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 9 霧，參考光束通過(guò)比較元件內(nèi)的參考煙霧。目前國(guó)際上絕大部分毒氣檢測(cè)采用該類型傳感器。 e)電化學(xué)傳感器 電化學(xué)傳感器由膜電極和電解液封裝而成。 d)高分子煙霧傳感器 利用高分子氣敏材料制作的煙霧傳感器近年來(lái)得到很大的發(fā)展。由于這種傳感器電導(dǎo)率高，靈敏度和選擇性好，因而得到了廣 泛的應(yīng)用，幾乎打入了石化、環(huán)保、礦業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域，其產(chǎn)量?jī)H次于半導(dǎo)體煙霧傳感器的一類傳感器。自 1962 年半導(dǎo)體金屬氧化物煙霧傳陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文 8 感器問(wèn)世以來(lái)，由于具有靈敏度高、響應(yīng)快、輸出信號(hào)強(qiáng)、耐久性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜等諸多優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。 c)利用電化學(xué)性質(zhì)的煙霧傳感器：如電流型煙霧傳感器、電勢(shì)型氣 體傳感器等。傳感器作為煙霧檢測(cè)報(bào)警器的信號(hào)采集部分，是儀表的核心組成部分之一。 7) 探測(cè)器宜水平安裝，如必須傾斜安裝時(shí)，傾斜角不應(yīng)大于 45176。 4) 在寬度小于 3m以內(nèi)的走廊頂棚上設(shè)置探測(cè)器時(shí)宜居中布置。 3)根據(jù)房間高度選擇探測(cè)器 在不同高度的房間設(shè)置火災(zāi)探測(cè)器時(shí)可參照 表 21的規(guī)定 ： 表 21 點(diǎn)型感煙、感溫火災(zāi)探測(cè)器的實(shí)用高度 房間高 度 (m) 感煙探測(cè)器 感 溫 探 測(cè) 器 一 級(jí) 二 級(jí) 三 級(jí) 12h? 20 不適合 不適合 不適合 不適合 8h? 12 適 合 不適合 不適合 不適合 6h? 8 適 合 適 合 不適合 不適合 4h? 6 適 合 適 合 適 合 不適合 h? 4 適 合 適 合 適 合 適 合 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文 6 總之，探測(cè)器選擇應(yīng)根據(jù)實(shí)際環(huán)境情況選擇合適的探測(cè)器，以達(dá)到及時(shí)、準(zhǔn)確報(bào)警的目的。 d)火災(zāi)形成特點(diǎn)不可預(yù)料，可進(jìn)行模擬試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果選擇探測(cè)器。 6)復(fù)合式火災(zāi)探測(cè)器 ： 復(fù)合式火災(zāi)探測(cè)器是對(duì)兩種或兩種以上火災(zāi)參數(shù)響應(yīng)的探測(cè)器，它有感煙感溫式、感煙感光式，感溫感光式等幾種型式 ?？扇?xì)怏w探測(cè)器有催化型和半導(dǎo)體型兩種類型。紅外光探測(cè)器基本上包括一個(gè)過(guò)濾裝置和透鏡系統(tǒng)，用來(lái)篩除不需要的波長(zhǎng)，而將收進(jìn)來(lái)的光能聚集在對(duì)紅外光敏感的光電管或光敏電阻上。 感光式火災(zāi)探測(cè)器又稱火焰探測(cè)器，它是用于響應(yīng)火災(zāi)的光特性。它是將探測(cè)部位煙霧濃度的變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)實(shí)現(xiàn)報(bào)警目的一種器件。感溫式火災(zāi)探測(cè)器適宜安裝于起火后產(chǎn)生煙霧較小的場(chǎng)所 ， 平時(shí)溫度較高的場(chǎng)所不宜安裝感溫式火災(zāi)探測(cè)器 。感溫式火災(zāi)探測(cè)器是對(duì)警戒范圍中某一點(diǎn)或某一線路周圍溫度變化時(shí)響應(yīng)的火災(zāi)探測(cè)器。 對(duì)于普通可燃燒物質(zhì)的表現(xiàn)形式，首先是產(chǎn)生燃燒氣體，然后是煙霧，在氧氣供應(yīng)充分的條件下，才能達(dá)到全部燃燒，產(chǎn)生火焰，并散發(fā)出大量的熱，使環(huán)境溫度升高，起火過(guò)程曲線如圖 21所示 ： 圖 21 起火過(guò)程曲線 如圖所示，起火過(guò)程中，總是前兩個(gè)階段所占有的時(shí)間比較長(zhǎng)，這是燃燒的開(kāi)始階段。它只在控制機(jī)中有 智能功能而在探測(cè)器中沒(méi)有智能功能，而真正的智能系統(tǒng)應(yīng)該是可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，具有自我學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力等一系列高級(jí)功能的系統(tǒng)。由此提出了本題目：基于單片機(jī)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 消防報(bào)警產(chǎn)品是一個(gè)系列產(chǎn)品， 由觸發(fā)器件、火災(zāi)警報(bào)裝置以及具有其它輔助功能的裝置組成 ， 是物理傳感技術(shù)、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)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)。中國(guó)企業(yè)正虎視眈眈，準(zhǔn)備進(jìn)軍海外市場(chǎng)。 二十多年前，中國(guó)的消防報(bào)警產(chǎn)品剛剛起步，無(wú)論產(chǎn)品技術(shù)含量、產(chǎn)品系列完整性、使用性，還是社會(huì)影響程度都是相當(dāng)?shù)偷摹? 第三階段：智能型火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。 第一階段：多線型火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)就是為了滿足這一需求的 而研制出來(lái)的，它能準(zhǔn)確地判斷火警、預(yù)報(bào)火警，從而保障生命和財(cái)產(chǎn)安全?；馂?zāi)早已成為我國(guó)常發(fā)性和破壞性以及影響力最強(qiáng)的災(zāi)害之一 ，對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)造成極大的危害。 在系統(tǒng)單片機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)上，充分利用了其高速數(shù)據(jù)處理能力和豐富的片內(nèi)外設(shè)，實(shí)現(xiàn)了儀器的小型化和智能化。 NIS09C是對(duì) CO、 CO煤氣等多種煙霧氣體有良好敏感特性的半導(dǎo)體敏感器件。 I 基于單片機(jī)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 摘 要 煙霧檢測(cè)報(bào)警器可避免火災(zāi)和爆炸事故以及煤氣中毒的發(fā)生，它是防火、防爆和安全生產(chǎn)所必備的儀器，可保障生產(chǎn)與生活的安全，具有廣闊的市場(chǎng)空間與發(fā)展前景。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求、使用環(huán)境、成本等因素，選用 NIS09C 型半導(dǎo)體電阻式煙霧 傳感器 和 DS18B20 溫度傳感器 。當(dāng)煙霧的濃度達(dá)到設(shè)定的濃度時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警 ， 或者 在溫度大于一定值時(shí)報(bào)警 。 關(guān)鍵詞 ： 煙霧，報(bào)警器， STC89S52，傳感器 II Microcontrollerbased fire alarm system design and implementation ABSTRCT The smoke detector alarms can prevent fires and explosions and gas poisoning occurs, it is a fire and explosion preventing equipment that necessary for safety production, and can protect the safety of production and life, and has broad market space and development prospects. This paper mainly on the study of the theory of fire alarm control ,and make a detailed analysis and design of overall design and the various ponents, and a prehensive exposition of the hardware and software ponents methods and processes of a practically applicational fire alarm controller. Thesis of the smoke alarm consists of smoke signal acqu