基于單片機的煙霧警報器的設(shè)計畢設(shè)論文-免費閱讀
【正文】 在本論文研制的報警器的基礎(chǔ)上，可以再做適當(dāng)?shù)墓δ軘U展，使可燃性煙霧報警器的功能更加完善，安全性更高，使用更加方便等。但環(huán)境溫度、濕度對傳感器有一定的影響。(2)電子元器件參數(shù)的離散性、溫度不穩(wěn)定性造成的誤差，傳感器輸出信號一般比較微弱，需要過數(shù)據(jù)采集前置電路對其進(jìn)行放大、濾波、電平調(diào)整，滿足單片機對輸入信號的要求。一般可燃煙霧檢測儀的測量范圍為0100%LEL?！癓EL”是指爆炸下限。該報警器主要針對甲烷煙霧檢測，在軟件線性化處理時，以傳感器對甲烷的響應(yīng)曲線為依據(jù)。如果采用一般的平均值法，則干擾將平均到計算結(jié)果上去，故平均值法不易消除由于脈沖干擾而引起的煙霧濃度采樣值的偏差。 主程序流程圖。 本論文中，軟件解決的主要問題是檢測煙霧傳感器的煙霧濃度信號，然后對信號進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，數(shù)字濾波，線性化處理，段式液晶濃度 顯示，按鍵功能設(shè)置，以及報警器聲光警報。 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Keil C51，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢。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。本報警器采用單片機STC12C5410AD的PWM功 能，如果煙霧濃度達(dá)到報警限，報警時蜂鳴器會發(fā)出如警車警笛的聲音。因為不存在“虛地”現(xiàn)象，所以其輸入端有較高的共模輸入電壓。用戶可以將 芯片焊接在線路板上后進(jìn)行下載程序、調(diào)試程序和修改程序。由于所有模塊共用僅有的PCA定時器，所有它們的輸出頻率相同。而C語言是一種結(jié)構(gòu)化的高級語言，雖然占用資源較匯編多，但是可讀性好，移植容易，是普遍使用的一種計算機語言。在單片機完成這些的工作中，尤其是信號處理中，比較濃度值后送入顯示的軟件實現(xiàn)比較復(fù)雜，要求單片機具備較快的運算速度，使檢測人員能夠較準(zhǔn)確地觀測到煙霧濃度，并根據(jù)情況做進(jìn)行相應(yīng)處理。 ，系統(tǒng)以單片機為核心，配合外圍電路共同完成信號采集、濃度顯示、時間顯示、狀態(tài)顯示、聲音及閃爍報警、按鍵輸入、故障自檢等功能。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。由此可見，傳感器的選型是非常重要的。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。工業(yè)用燃?xì)鈭缶骷坝卸緹熿F報警器根據(jù)檢測環(huán)境的不同，也可分為檢漏儀、控制器和探測器?？梢?，煙霧報警器具有十分廣闊的市場前景。因此，研究煙霧的檢測方法與研制煙霧報警器就成為傳感器技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域的一個重要課題。煙霧檢測報警裝置是能夠檢測環(huán)境中的煙霧濃度并具有報警功能的儀器。 國外從20世紀(jì)30年代開始研究及開發(fā)煙霧傳感器，且發(fā)展迅速，一方面是因為人們安全意識增強，對環(huán)境安全性和生活舒適性要求提高；另一方面是因為傳感器市場增長受到政府安全法規(guī)的推動。 檢漏儀的體積較小，可隨身攜帶或手持，主要應(yīng)用于燃?xì)夤芾淼牟槁┡c巡檢。單片機對該數(shù)字信號進(jìn)行濾波處理，并對處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，是否大于或等于某個預(yù)設(shè)值，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)。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。 本論文中的煙霧檢測報警器以STC12C5410AD單片機為控制核心，采用MQ2型電阻式半導(dǎo)體傳感器采集煙霧信息。報警器采用巡檢的工作方式，進(jìn)行兩級報警值設(shè)定，并發(fā)出不同的光、聲信號。并且也要考慮選擇低價實用的機型，并為研制同一系列的低功耗產(chǎn)品做準(zhǔn)備。鑒于C語言的易讀性和普遍性，本論文的軟件設(shè)計選擇C語言編程，所以STC系列單片機在此處不是非常適合。I/O口工作類型設(shè)置，STC12C5410AD帶 STC12C5410AD單片機管腳圖有24個I/O引腳，它的I/O與傳統(tǒng)的I/O不同，每個I/O口均可由軟件設(shè)置成4種工作類型之一，使得功能口和通用I/O口復(fù)用。 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(jìn)行放大、濾波、電平調(diào)整，滿足單片機對輸入信號的要求。(2)電壓放大倍數(shù)，即輸出電壓與輸入電壓的幅值成正比，且相位相同，所以此電路實現(xiàn)了同相比例放大。 聲音報警電路圖 報警器濃度顯示采用共陽數(shù)碼管。紅燈閃亮表示環(huán)境中可燃煙霧濃度超過報警限值，提醒用戶盡快作相應(yīng)安全措施。Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面，另外重要的一點，Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。 。給傳感器預(yù)熱后，程序開始執(zhí)行初始化子程序，這部分實現(xiàn)的功能包括各種I/O口輸入輸出狀態(tài)的設(shè)定、寄存器初始化、中斷使能等。為此，可采取中位值平均濾波法，先對N個采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，去掉其中的最大值和最小值，然后計算余下的N–2個數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值。 本論文報警器使用的MQ2型傳感器的電阻是隨著煙霧濃的升高而降低的
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