基于單片機(jī)的煙霧警報器的設(shè)計畢設(shè)論文(存儲版)
【正文】 ，因此輸入單片機(jī)的電壓也是隨之降低的。可燃煙霧在空氣中遇明火種爆炸的最低濃度，稱為爆炸下限，簡稱LEL。甲烷在空氣濃度為9%11%時遇明火爆炸,高于11%或低于9%都不爆炸。運放誤差是造成前置放大誤差的主要原因，運放的輸入失調(diào)電壓，輸入失調(diào)電流是影響電路精度的重要因素。但是溫濕度的影響相對于系統(tǒng)5%LEL的精度要求，可以忽略不計。為了能夠進(jìn)一步提高安全性，可以在自動聲光報警的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)帶動煙霧管道關(guān)斷等功能。根據(jù)設(shè)計要求、使用環(huán)境、成本等因素，選用MQ2型半導(dǎo)體電阻式煙霧傳感器，該傳感器是對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，它的靈敏度適中，具有響應(yīng)與恢復(fù)特性好，長期工作穩(wěn)定性、重現(xiàn)性、不易受環(huán)境影響及抗溫濕度影響等優(yōu)點。對本系統(tǒng)來說，空氣中的成分對系統(tǒng)的探頭和單片機(jī)及其外圍電路影響很小，在進(jìn)行測量時不用進(jìn)行補償。 硬件誤差主要來自以下四個方面：(1)傳感器非線性誤差，本系統(tǒng)選用MQ2型半導(dǎo)體陶瓷式煙霧傳感器，煙霧濃度與輸出電壓存在一定的非線性，使用折線插值方法進(jìn)行線性化處理。因此，在進(jìn)行爆炸測量時，報警濃度一般設(shè)定在爆炸下限的25%LEL以下。 報警子程序流程圖 鍵盤處理子程序?qū)嶒灆z定及誤差分析 本論文設(shè)計的煙霧檢測報警器選用“LEL”作為煙霧的測量單位及衡量標(biāo)準(zhǔn)，下面介紹關(guān)于LEL的相關(guān)概念。但是標(biāo)定時輸出曲線往往不是一條理想的直線，所以要對標(biāo)定曲線進(jìn)行線性化處理，用一條擬合直線近似代替輸出曲線，線性化是智能儀表的典型功能之一。干擾通常只影響個別采樣點的數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)與其他采樣點的數(shù)據(jù)相差比較大。主程序還包括狀態(tài)指示燈及按鍵功能設(shè)置，中斷子程序等，使報警器功能更加完善，給用戶帶來便利。 用戶可以通過調(diào)試環(huán)境軟件的人機(jī)對話界面，檢查或修改Flash芯片 內(nèi)的各種存儲器、寄存器的數(shù)據(jù)。當(dāng)報警器自診斷發(fā)現(xiàn)傳感器連接不正常，就會發(fā)出長鳴聲音警報，并伴隨黃燈閃爍，提醒用戶及時排除傳感器連接問題。綠燈常亮表示正常狀態(tài)，環(huán)境中可燃煙霧濃度極低。當(dāng)單片機(jī)STC12C5410AD的17腳置1時，三極管Q1導(dǎo)通，蜂鳴器報警。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。有配套的仿真開發(fā)工具 STC12C5410AD的Flash存儲器給用戶的開發(fā)帶來方便。脈寬調(diào)節(jié)模式，所有PCA模塊都可用作PMW輸出，輸出頻率取決于PCA定時器的時鐘源。匯編語言對于不同的CPU，其匯編語言可能有所差異，所以不易移植。它一方面要接收來自傳感器送來的煙霧濃度對應(yīng)的模擬信號和故障檢測信號，另一方面要對兩種信號分別進(jìn)行處理，控制后續(xù)電路進(jìn)行相應(yīng)動作；與此同時查詢是否有鍵按下的請求。 當(dāng)然幾種狀態(tài)的報警信號是各不相同的。因此，本設(shè)計采用半導(dǎo)體煙霧傳感器作為報警器煙霧信息采集部分的核心。傳感器作為煙霧檢測報警器的信號采集部分，是儀表的核心組成部分之一。煙霧信號采集電路一般由煙霧傳感器和模擬放大電路組成，將煙霧信號轉(zhuǎn)化為模擬的電信號。 (2)工業(yè)用煙霧報警器及有毒有害煙霧報警器：工業(yè)用煙霧報警器及有毒有害煙霧報警器只是檢測探頭有差異，而在原理和應(yīng)用中都很相近。到2006年底，全國沼氣池數(shù)量已達(dá)近1300萬座，這就為檢測沼氣濃度的儀器提供了市場。為了減少這類事故的發(fā)生，就必須對煙霧進(jìn)行現(xiàn)場實時檢測，采用先進(jìn)可靠的安全檢測儀表，嚴(yán)密監(jiān)測環(huán)境中煙霧的濃度，及早發(fā)現(xiàn)事故隱患，采取有效措施，避免事故發(fā)生，才能確保工業(yè)安全和家庭生活安全。該報警裝置是石油化學(xué)工業(yè)、有毒氣體泄漏可能的生產(chǎn)工廠及家庭防火防爆必備的儀器。我國在70年代初期開始研制煙霧報警器，生產(chǎn)型號多樣、品種較齊全，應(yīng)用范圍也由單一的煉油系統(tǒng)擴(kuò)展到幾乎所有危險作業(yè)環(huán)境的各種類型報警器，產(chǎn)品數(shù)量也在不斷增加。若有燃?xì)庑孤?，檢漏儀便會發(fā)出聲光報警，同時數(shù)字顯示煙霧濃度，以便及時采取安全措施，防止爆炸等惡性事故的發(fā)生。為方便檢測與監(jiān)控，使儀器測試人員及用戶能夠直觀地觀察到環(huán)境中的可燃煙霧濃度值，可將濃度值送到顯示屏中。因此，經(jīng)常對傳感器進(jìn)行標(biāo)定，是保證其準(zhǔn)確性的必要的途徑。首先，傳感器送來的煙霧濃度對應(yīng)的微小的電壓信號經(jīng)過放大，轉(zhuǎn)化成較大的電壓信號送入STC12C5410AD單片機(jī)；然后，在STC12C5410AD單片機(jī)內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換、濃度比較，對數(shù)據(jù)進(jìn)行線性化處理，將數(shù)字化電壓信號轉(zhuǎn)化成為對應(yīng)的十進(jìn)制濃度值；最后，將實際可燃性氣 體濃度送入液晶，并判斷濃度值是否超出報警限，當(dāng)濃度處于正常狀態(tài)綠燈長亮，當(dāng)煙霧濃度超出設(shè)定的限定值時，發(fā)出聲音報警并伴隨紅燈閃亮。系統(tǒng)應(yīng)采用高性能的單片機(jī)，要求工作穩(wěn)定、測量精度高、通用性強、功耗低，保證報警器的精確性及可靠性，而且最好體積小，成本低，有利于減少報警器的體積，降低報警器的成本。根據(jù)多方面的比較，本設(shè)計選用STC12系列單片機(jī)。為適用于本論文設(shè)計的煙霧檢測報警器，應(yīng)選擇一種比8051系列速度快，功耗低，抗干擾性好，而又避免C語言編程溢出問題的單片機(jī)。在對同一個I/O口進(jìn)行操作前要選擇其要實現(xiàn)的功能，這樣大大地增強了端口的功能和靈活性。本系統(tǒng)采用的半導(dǎo)體煙霧傳感器屬于電阻型，因此只需串聯(lián)一
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