【正文】 is more and more high to its request, the demand is more and more sensor technology has bee weighs one of national science and technology level of development important , understood and grasps each kind of sensor the basic structure, the principle of work and the characteristic is extremely important. In order to enhance to the sensor understanding and the understanding, in particular to the smog sensor thorough research as well as its usage and the use, based on practical, widespread and the model principle has designed this article used the monolithic integrated circuit union sensor technology to develop has designed this smog supervisory system.。 本論文以電阻式煙霧傳感器和單片機(jī)技術(shù)為核心并與其他電子技術(shù)相結(jié)合， 設(shè)計(jì)出一種技術(shù)水平較好的煙霧報(bào)警器。因此，了解并掌握各類傳感器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及特性是非常重要的。傳感器技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。 。具有一定的實(shí)用價(jià)值。 火災(zāi)探測(cè)器是探測(cè)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、高溫格火光。由于中國(guó)的建設(shè)正在飛速發(fā)展，市場(chǎng)大的驚人，難道這由中國(guó)發(fā)展帶來(lái)的成果只能由外國(guó)企業(yè)來(lái)瓜分？可幸的是中國(guó)企業(yè)抓住了機(jī)遇，頂住了挑戰(zhàn)，先是一批國(guó)家的科研院所，后是一批國(guó)營(yíng)企業(yè)、民營(yíng)企業(yè)，業(yè)內(nèi)也吸引和凝聚一大批國(guó)內(nèi)的技術(shù)和管理精英，花了十多年時(shí)間，通過(guò)幾次產(chǎn)品更新?lián)Q代，就使自己的產(chǎn)品緊緊跟上了國(guó)際水平，并且?jiàn)Z回了大部分國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，使得現(xiàn)在大多國(guó)外產(chǎn)品只有招架之功，這是典型的自力更生，走自己的路。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)。 2 煙霧檢測(cè)報(bào)警器的方案設(shè)計(jì) 煙霧檢測(cè)報(bào)警器設(shè)計(jì)思路 煙霧檢測(cè)報(bào)警器是能夠檢測(cè)環(huán)境中的煙霧濃度，并具有報(bào)警功能的儀器，儀器的最基本組成部分應(yīng)包括：煙霧信號(hào)采 集電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)控制電路。 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(hào)，通過(guò) 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(jī)，進(jìn)而由單片機(jī)完成數(shù)據(jù)處理、濃度 處理及報(bào)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。 (3)常見(jiàn)煙霧傳感器簡(jiǎn)介 下面對(duì)工業(yè)上常用的幾種煙霧傳感器作簡(jiǎn)單介紹。按照敏感機(jī)理分類，可分為電阻型和非電阻型。 (c) 接觸燃燒式傳感器 當(dāng)易燃煙霧接觸這種被催化物覆蓋的傳感器表面時(shí)會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)而燃燒，故得名接觸燃燒式傳感器。 (d) 高分子煙霧傳感器 電子電器工程學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 目錄 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。 (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。目前國(guó)際上絕大部分毒氣檢測(cè)采用該類型傳感器。 (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)煙霧，參考光束通過(guò)比較元件內(nèi)的參考煙霧。 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)?。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。 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。 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。 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。按敏感機(jī)理分類，可分為電阻型和非電阻型。 2022 級(jí)電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） III 表 半導(dǎo)體氣敏傳感器的分類 所利用的特性工作溫度表面電阻控制器 300~450176。 C 以上 乙醇、可燃性氣體 非電阻型 二極管整流特性 室溫～ 200176。 C 溫度時(shí)，二氧化錫吸附空氣中的氧，形成氧的負(fù)離子吸附，使半導(dǎo)體中的電子密度減少， 從而使其電阻值增加。而當(dāng)空氣中沒(méi)有煙霧時(shí)，二氧化錫半導(dǎo)體又會(huì)自 動(dòng)恢復(fù)氧的負(fù)離子吸附，使電阻值升高到初始狀態(tài)。 (b)MQ2 型傳感器具有良好的重復(fù)性和長(zhǎng)期的穩(wěn)定性。 (d)電路設(shè)計(jì)電壓范圍寬， 24V 以下均可；加熱電壓 5177。 雖然對(duì)于不同的煙霧，器件靈敏度特性 K 的值也會(huì)各有差異，但是它們都遵循同一規(guī)律， log RS = m logC + n (22) 式中， m 為器件相對(duì)煙霧濃度變化的敏感性，又稱煙霧分離能，對(duì)于 煙霧， m 值為 1/2~1/3； C 為檢測(cè)煙霧的濃度。再通電工作時(shí)氣敏電阻值達(dá)到穩(wěn)定時(shí)所需要的時(shí)間，定義為初期穩(wěn)定時(shí)間。由于傳感器一般工作在易燃易爆環(huán)境 下，若加熱絲直接與電源相接，當(dāng)加熱絲局部短路造成器件過(guò)熱或放電時(shí)，可能引發(fā)事故。 3?。 (d)加熱功率： (P)約 750mW (e)靈 敏 度：以甲烷為例 R0(air)/RS (%CH4)＞ 5 (f)響應(yīng)時(shí)間： Tres＜ 10 秒 (g)恢復(fù)時(shí)間： Trec＜ 30 秒 煙霧檢測(cè)報(bào)警器整體設(shè)計(jì)方案 3 煙霧檢測(cè)報(bào)警器整體設(shè)計(jì)方案 煙霧檢測(cè)報(bào)警器原理圖 本論文中的煙霧檢測(cè)報(bào)警器以 STC89C52RC 單片機(jī)為控制核心，采用 MQ2型電阻式半導(dǎo)體傳感器采集煙霧信息。 報(bào)警器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖 ，系統(tǒng)以單片機(jī)為核心，配合外圍電路共同完成信號(hào)采集、狀態(tài)顯示、報(bào)警、按鍵輸入等功能。 電子電器工程學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 目錄 圖 22 STC89C52RC 引腳說(shuō)明 引腳功能說(shuō)明如下： VCC：電源電壓。 在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器或程序儲(chǔ)存器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低 8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。作為 輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。 P3 口： P3 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P3 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。 P3口還接收一些用于 FLASH閃速存儲(chǔ)器編程和程序校的控制信號(hào)。 表 21 P3口的第二功能表 即使不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器， ALE 仍以是時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此他可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令 ALE 才會(huì)被激活。 EA/VPP：外部訪問(wèn)允許。 FLASH 儲(chǔ)存器編程時(shí)，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12v編程電壓。芯片具有雙數(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)。 ADC0832有 DIP 和 SOIC兩種封裝， DIP封裝的 ADC0832引腳排列如圖 。 ● DO—— 模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果串行輸出端。 ADC0832 的控制原理 一般情況下 ADC0832與單片機(jī)的接口應(yīng)為 4條數(shù)據(jù)線，分別是 CS、 CLK、 DO、 DI。此時(shí)芯片開(kāi)始轉(zhuǎn)換工作，同時(shí)由處理器向芯片時(shí)鐘輸入端 CLK提供時(shí)鐘脈沖， DO/DI端則使用 DI端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號(hào)。當(dāng)配置 2位數(shù)據(jù)為 1時(shí)，只對(duì) CH1進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。從第 4個(gè)時(shí)鐘脈沖開(kāi)始由 DO 端輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)最高位 D7，隨后每一個(gè)脈沖 DO 端輸出下一位數(shù)據(jù)。最后將 CS 置高電平禁用芯片，直接將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理就可以了。 SPI串行擴(kuò)展系統(tǒng)的主器件單片機(jī)，可以帶有 SPI接口，也可以不帶 SPI接口，但從器件必須具有 SPI接口。紅燈亮表示環(huán)境中可燃煙霧濃度超過(guò)報(bào)警限值，提醒用戶盡快作相應(yīng)安全措施。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能 體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。程序初始化結(jié)束后，系統(tǒng)進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài)。 本論文在對(duì)煙霧傳感器和報(bào)警技術(shù)進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，全面比較國(guó)內(nèi) 外同類產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)，合理地確定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。該傳感器是對(duì)以烷類煙霧為主的多種煙霧有良好敏感特性的廣譜型半導(dǎo)體敏感器件。 致 謝 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我得到了指導(dǎo)老師 老師的熱心指導(dǎo)。同時(shí)，他還提供給我們專門的各種設(shè)備及場(chǎng)所，使我在調(diào)試過(guò)程中能夠有充足的時(shí)間。 //緊急報(bào)警標(biāo)示位 2022 級(jí)電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） III unsigned char flag1=0。 //將 DIO位定義為 sbit K1=P2^4。 /***************************************************** 函數(shù)功能：延時(shí) 1ms (3j+2)*i=(3 33+2) 10=1010(微秒 )，可以認(rèn)為是 1毫秒 ***************************************************/ void delay1ms() { unsigned char i,j。j33。in。 flag++。 BEEP=0。 } if(flag==0amp。 BEEP=1。 //為第一個(gè)脈沖作準(zhǔn)備 CS=0。 //第一個(gè)脈沖的下降沿，此前 DIO必須是高電平 DIO=1。 //DI 置 0，選擇通道 0 CLK=1。 //第四個(gè)脈沖 for(i=0。 dat=1。 //將讀書的數(shù)據(jù)返回 } /***************************************************** 函數(shù)功能：警情檢測(cè)子程序 *****************************************************/ void jq() { unsigned int AD_val。 } /***************************************************** 函數(shù)功能：主函數(shù) ***************************************************/ main(void) 電子電器工程學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 目錄 { LED2=1。 key()。終于在今天將論文完成了。趙老師指引我的論文的寫作的方向和架構(gòu)，并對(duì)本論文初稿進(jìn)行逐字批閱，指正出其中誤謬之處，使我有了思考的方向，他的循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪，他的嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)，將一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣。另外，要感謝在大學(xué)期間所有傳授我知識(shí)的老師，是你們的悉心教導(dǎo) 電子電器工程學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 目錄 使我有了良好的專業(yè)課知識(shí)，才能順利的完成論文。 2 產(chǎn)品原理簡(jiǎn)介 本產(chǎn)品是 采用熱釋電紅外傳感器設(shè)計(jì)的產(chǎn)品， 通過(guò)人體輻射、能自動(dòng)快速開(kāi)啟各種燈具、防盜報(bào)警器、自動(dòng)門等各種電器設(shè)備。 自動(dòng)隨機(jī)延時(shí)：開(kāi)關(guān)感應(yīng)接通后，在延時(shí)時(shí)間段內(nèi)，如果有人體在感應(yīng)范圍內(nèi)活動(dòng)，開(kāi)關(guān)將持續(xù)接通，直到人離開(kāi)后才延時(shí)關(guān)閉。 開(kāi)關(guān)加電后有一分鐘左右的初始化時(shí)間，在初始化時(shí)間內(nèi)，開(kāi)關(guān)會(huì)自動(dòng)間隔通斷 0~3 次，一分鐘后開(kāi)關(guān)處于正常監(jiān)控狀態(tài)。適合一般功率在 20W~100W 之間的白熾燈、換氣扇等?？山庸β省埽保埃埃埃椎母鞣N負(fù)載。 7 注意事項(xiàng) 請(qǐng)嚴(yán)格按照極性接線，接線錯(cuò)誤將導(dǎo)致開(kāi)關(guān)通電后立即損壞。