【正文】 時(shí)，可是將電壓值設(shè)定在某一個(gè)較大范圍之內(nèi)，從而提高轉(zhuǎn)換的寬度。 接手動(dòng)按鈕，可以人工報(bào)警。 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文 24 第 4 章．系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主程序簡(jiǎn)介 開 始系 統(tǒng) 初 始 化 ，T 0 定 時(shí) 5 0 m s讀 取 A / D 轉(zhuǎn) 換 數(shù) 據(jù)檢 測(cè) 按 鍵顯 示選 擇 靈 敏 度中 斷計(jì) 時(shí) 到 1 s ？秒 加 1 ， 聲 光 報(bào) 警有 火 災(zāi) 信 號(hào) ？否否是是是否否計(jì) 時(shí) 到 1 s ?秒 加 1 ， 聲 光 報(bào) 警檢 測(cè) 按 鍵停 止 報(bào) 警 圖 41 系統(tǒng)流程圖 整個(gè) 軟件分為三大部分：主程序、子程序、定時(shí)程序，其中主程序調(diào)用子程序?qū)崿F(xiàn)煙霧采集、 溫度采集、 手動(dòng)報(bào)警、顯示等功能，定時(shí)程序?qū)崿F(xiàn)聲光報(bào)警及計(jì)時(shí)功能。 if(tcount==20) { tcount=0。LAM=0。 P2=weima[i]。 靈敏度選擇程序 靈敏度 設(shè)置了兩個(gè)值，通過改變報(bào)警 值來實(shí)現(xiàn)，只有兩句程序： if(SWH1==0)baojingzhi=53。 系統(tǒng)展望 在此 論文研制的報(bào)警器的基礎(chǔ)上，可以再做適當(dāng)?shù)墓δ軘U(kuò)展，使煙霧報(bào)警器的功能更加完善，安全性更高，使用更加方便等。 實(shí)際上各模塊程序并不獨(dú)立，與其它部分相互滲透 ，共同完成整體功能。 if(i==6)P0=display_code[10]。 顯示模塊程序 顯示分為三部分： 時(shí)間、 ADC0832 輸出的電壓、煙霧濃度。 } }else{LED1=0。 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文 26 溫度采集 模塊程序 該模塊主要是 DS18B20 程序，其流程圖如圖 44 所示： D S18B 20初 始 化讀 取 一 個(gè) 字 節(jié)寫 一 個(gè) 字 節(jié)讀 取 當(dāng) 前 溫 度溫 度 值 送 顯 示 模 塊結(jié) 束 一 次 循 環(huán) 圖 44 DS18B20 測(cè)溫流程 本設(shè)計(jì)中設(shè) 置溫度超過 45℃時(shí)報(bào)警。 靈敏度選擇模塊 圖 38 靈敏度選擇模塊 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) 23 如圖所示， 該模塊 采用一個(gè)單刀雙擲開關(guān)進(jìn)行靈敏 度的選擇，兩個(gè)端分別接在單片機(jī) 和 ，設(shè)置煙霧濃度分別為 2%/英尺、 4%/英尺。 另有四基于單片機(jī)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 21 個(gè)指示燈，與四路探測(cè)信號(hào)相對(duì)應(yīng)，如果有一路信號(hào)探測(cè)出有 火災(zāi)信號(hào) ，相應(yīng)的指示煙點(diǎn)亮。也正是從此位開始輸出下一個(gè)相反字節(jié)的數(shù)據(jù)，即從第 11 個(gè)字節(jié)的下沉輸出 DATD0。在第 3 個(gè)脈沖下沉之前 DI 端應(yīng)輸入 2 位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。 GND 芯片參考 0 電位 (地 )。 3)STC 單片機(jī)燒寫方便，只需使用 232接口芯片便可以直接燒寫，而 AT 單片機(jī)是用并口燒寫，需要不同的燒寫轉(zhuǎn) 換電路。它把中央處理器、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口電路以及定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器集成在一塊芯片上，從而具有體積小、功耗低、價(jià)格低廉、抗干擾能力強(qiáng)且可靠性高等特點(diǎn)，因此適合應(yīng)用于工業(yè)過程控制、智能儀器儀表和測(cè)控系統(tǒng)的前端裝置。處理過后把 DS18B20 的溫度 Copy到單片機(jī)的 RAM 中，里面已經(jīng)是溫度值的 Hex 碼了，然后轉(zhuǎn)換 Hex 碼到 BCD 碼，分別把百 位， 十 位， 個(gè) 位的 BCD 碼存入 RAM 中。單片機(jī)可通過單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時(shí)低位在前，高位在后，數(shù)據(jù)格 式以 5℃ /LSB 形式表示。DS18B20 與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比， 它 能夠直接讀出被測(cè)溫度并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn) 9～ 12 位的數(shù)字值讀數(shù)方式。 NIS09C 屬于低功耗廣普型傳感器 ,可 用 9V電池帶動(dòng)。如圖 26 所示。電位降低的大小與煙霧的數(shù)量成比例關(guān)系，有煙霧與無煙霧時(shí)，兩者在 A 點(diǎn)的電位差可以達(dá)到 1V以上。 C 電極 —— 收 (收集煙霧等 )集電極，作信號(hào)輸出端。因此，設(shè)計(jì)采用半導(dǎo)體煙霧傳感器作為報(bào)警器煙霧信息采集部分的核心。雖然將阻緩的傳感器再放回新鮮空氣環(huán)境中有得到某種程度的恢復(fù)的可能，但是如果長(zhǎng)期暴露在這樣的環(huán)境中，其靈敏度會(huì)不斷下降，導(dǎo)致傳感器最終喪失檢測(cè)煙霧的能力。由于非碳?xì)浠衔镆兹紵熿F (如氫 )不吸收電磁譜中 IR 部分的能量，所以這種傳感器可以精確地測(cè)量碳?xì)浠衔铮⒕哂凶钚〉慕徊骒`敏度，而且不受其它煙霧的腐蝕以及高濃度目標(biāo)煙霧的影響。 f)熱傳導(dǎo)傳感器 熱傳導(dǎo)傳感器與接觸燃燒式傳感器具有類似的結(jié)構(gòu)形式，但是測(cè)量原理不同。高分子氣敏材料在遇到特定煙霧時(shí)，其電阻、介電常數(shù)、材料表面聲波傳播速 度和頻率、材料重量等物理性能發(fā)生變化。該傳感器己成為世界上產(chǎn)量最大、使用最廣的煙霧傳感器之一。由此可見，傳感器的選型是非常重要的。感溫探測(cè)器的安裝間距 L 不應(yīng)超過 10m，感煙探測(cè)器的安裝間距 L 不應(yīng)超過 15m，探測(cè)器至端墻的距離不應(yīng)大于探測(cè)器間距的 1/2。 2)根據(jù)安裝場(chǎng)所環(huán)境特征選擇探測(cè)器 ： a)相對(duì)濕度長(zhǎng)期大于 95%，氣流速度大于 5m/s，有大量粉塵、水霧滯留，可能產(chǎn)生腐蝕性氣體，在正常情況下有煙滯留，產(chǎn)生醇類、醚類、酮類等有機(jī)物質(zhì)的場(chǎng)所，不宜選用離子感煙探測(cè)器。催化型可燃?xì)怏w探測(cè)器是利用難熔金屬鉑絲加熱后的電阻變化來測(cè)定可燃 氣體濃度。即擴(kuò)散火焰燃燒的光照強(qiáng)度和火焰的閃爍頻率的一種火災(zāi)探測(cè)器。 2)感煙式火災(zāi)探測(cè)器 ： 火災(zāi)的起火過程一般都伴有煙 、熱、光三種燃燒產(chǎn)物。如果要把火災(zāi)損失控制在最小限度，保證人身不受傷亡，那么火災(zāi)的探測(cè)器就應(yīng)該從此階段開始進(jìn)行為宜。 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) 3 第 2 章． 火災(zāi)探測(cè)器的簡(jiǎn)介 火災(zāi)探測(cè)器通常又叫做探頭，是我們監(jiān)視保護(hù)區(qū)域發(fā)現(xiàn)火災(zāi)的第一線感覺器官。 現(xiàn)狀及特點(diǎn) 國(guó)外一些較發(fā)達(dá)的國(guó)家，具有火災(zāi)預(yù)防、報(bào)警、撲救、善后處理等比較完善的消防體系。 由于采用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，智能化程度大大提高，探測(cè)器的報(bào)警形式采用數(shù)字量，并可通過軟件對(duì)基靈敏度根據(jù)使用場(chǎng)合、時(shí)間進(jìn)行設(shè)定和調(diào)整，如可設(shè)定白天、夜間、休息日不同靈敏度。 目前國(guó)內(nèi)廠家多偏重用于大型倉(cāng)庫(kù)、商場(chǎng)、高級(jí)寫字樓、賓館等場(chǎng)所大型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的研發(fā) , 他們采用集中區(qū)域報(bào)警控制方式 , 其系統(tǒng)復(fù)雜、成本較高。 以 STC89S52 單片機(jī)和離子型 NIS09C 半導(dǎo)體電阻式煙霧傳感器為核心設(shè)計(jì)的煙霧報(bào)警器可實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警、濃度顯示、報(bào)警限設(shè)置、報(bào)警時(shí)間顯示等功能 ,是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能 穩(wěn)定、使用方便、價(jià)格低廉的煙霧報(bào)警器。 本論 文內(nèi)容主要對(duì)火災(zāi)報(bào)警控制器的理論做了研究， 對(duì)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)和各個(gè)組成部分進(jìn)行了詳細(xì)的分析和設(shè)計(jì)， 并全面闡述了一個(gè)能實(shí)際應(yīng)用的火災(zāi)報(bào)警控制器硬件部分和軟件部分的方法和過程。 信號(hào) 經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換傳 送給單片機(jī)， 然后 對(duì)火災(zāi)情況進(jìn)行判斷，根據(jù)判定情況來 決定報(bào)警與否，同時(shí)對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行顯示。 對(duì)于火災(zāi)，在我國(guó)古代，人們就總結(jié)出 “ 防為上，救次之，戒為下 ” 的經(jīng)驗(yàn)。 第二階段：總線型火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。由于中國(guó)的建設(shè)正在飛速發(fā)展，市場(chǎng)大的驚人，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，并且奪回了大部分國(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 。在目前中國(guó)許多冠名以高新技術(shù)的行業(yè)中，中國(guó)企業(yè)大多做的是下游的制造和服務(wù)，分取極少一部分的利潤(rùn)， 像 消防報(bào)警產(chǎn)品那樣又擁有自我知識(shí)產(chǎn)權(quán)，又擁有大量市場(chǎng)的行業(yè)其實(shí)是很少的。因此，尋找適當(dāng)?shù)男盘?hào)處理算法和探測(cè)方式一直是火災(zāi)自動(dòng)探測(cè)研究的首要任務(wù)。根據(jù)監(jiān)測(cè)溫度參數(shù)的不同，一般陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文 4 用于工業(yè)和民用建筑中的感溫式火災(zāi)探測(cè)器有定溫式、差溫式、差定溫式等幾種。感煙式火災(zāi)探測(cè)器適宜安裝在發(fā)生火災(zāi)后產(chǎn)生煙霧較大或容易產(chǎn)生陰燃的場(chǎng)所 ， 它不宜安裝在平時(shí)煙霧較大或通風(fēng)速度較快的場(chǎng)所 。 4）感焰式 圖像 火災(zāi)探測(cè)技術(shù)：感焰型火災(zāi)探測(cè)器主要檢測(cè)明火出現(xiàn)的情況，其核心是采集后圖像的數(shù)字圖像處理部分，利用攝像頭對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)視，對(duì)攝取的視頻信號(hào)由圖像采集卡捕捉為數(shù)字圖像并輸入計(jì)算機(jī)，根據(jù)火災(zāi)的圖像特征進(jìn)行處理分析，達(dá)到探測(cè)火災(zāi)是否發(fā)生的目的。 b)火災(zāi)發(fā)展迅速，產(chǎn)生大量的熱、煙和火焰輻射，可選用感煙探測(cè)器、感溫探測(cè)器、火焰探測(cè)器或其組合。 火災(zāi)探測(cè)器的設(shè)置 1) 探測(cè)區(qū)域內(nèi)每個(gè)房間至少應(yīng)布置一只火災(zāi)探測(cè)器。 時(shí)，應(yīng)加木臺(tái)或類似方法安裝探測(cè)器。但是，任何一個(gè)完整的煙霧傳感器都必須具備以下條件： a)能選擇性地檢測(cè)某種單一煙霧，而對(duì)共存的其它煙霧不響應(yīng)或低響應(yīng)； b)對(duì)被測(cè)煙霧具有較高的靈敏度，能有效地檢測(cè)允許范圍內(nèi)的煙霧濃度； c)對(duì)檢測(cè)信號(hào)響應(yīng)速度快，重復(fù)性好； d)長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性好； e)使用壽命長(zhǎng)； f)制造成本低，使用與維護(hù)方便。 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。它的優(yōu)點(diǎn)是：反映速度快、準(zhǔn)確、穩(wěn)定性好、能夠定量檢測(cè)，但壽命較短 (大約兩年 )。未吸收的紅外光由光電探測(cè)器測(cè)量，產(chǎn)生一個(gè)正比于目標(biāo)煙霧濃度的差分信號(hào)。 表 23 各種煙霧傳感器可檢測(cè)的煙霧種類 傳感器種類 CO 2CO 2HS 3NH HCN HCl 2COCl 2ClNOX 半導(dǎo)體氣體傳感器 ○ ○ ○ ○ ○ 固體電解質(zhì)傳感器 ○ 接觸燃燒式傳感器 電化學(xué)式傳感器 ○ ○ ○ ○ ○ 高分子電解質(zhì)氣體傳感器 ○ ○ 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文 10 注：○好 ◎不太好 煙霧傳感器的選定 煙霧檢測(cè)報(bào)警器主要應(yīng)用在石油、化工、冶金、油庫(kù)、液化氣站、噴漆作業(yè)等易發(fā)生可燃煙霧泄漏的場(chǎng)所，根據(jù)報(bào)警器檢測(cè)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。 半導(dǎo)體煙霧傳感器包括用氧化物半導(dǎo)體陶瓷材料作為敏感體制作的煙霧傳感器以及用單晶半導(dǎo)體器件制作的煙霧傳感器，它具有靈敏度高，響應(yīng)快、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 、 使用方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。如圖 22 所示。這兩個(gè)等效電阻串 聯(lián)后將 E 分壓提供給后級(jí)電路供控制電路使用。整個(gè)電離室全部被 ?射線所照射，電離室內(nèi)的空氣都被電離，這種電離室稱為雙極性電離室。因此本系統(tǒng)所采用的火災(zāi)報(bào)警探測(cè)器是離子感煙探測(cè)器，由它把物質(zhì)初期燃燒所產(chǎn)生的煙霧信號(hào)轉(zhuǎn)換成支流電壓信號(hào)，通過導(dǎo)線傳輸給報(bào)警器，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。 在霧底 2%部位 (以 UL217 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量 ) g)靈敏度特性 (風(fēng)速 )如表 24： 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文 14 表 24 靈敏度特性 煙霧濃度（ %/英尺） 輸出電壓（ V） 誤差（ ?V） 0 ? 0 1 ? ? 2 ? ? 3 ? ? 4 ? ? 5 ? ? h)電源電壓特性 如表 25： 表 25 電源電壓特性 電源電壓（ V） 輸出電壓（ V） 6 ? 9 ? 12 ? 15 ? 18 ? 感溫探測(cè)器 DS18B20 簡(jiǎn)介 溫度測(cè)量模塊采用 數(shù)字溫度傳感 器 DS18B20 實(shí)現(xiàn)。 其 引角電路如圖 28 所示： 圖 28 DS18B20測(cè)溫電路 2)DSI8B20 的測(cè)溫功能的實(shí)現(xiàn)： 其測(cè)溫電路的實(shí)現(xiàn)是依靠單片機(jī)軟件的編程 。其中低字節(jié) (LS Byte)的低 4 位來保存溫度的小數(shù)位 (bit0 ～ bit3)。 系統(tǒng)將煙霧傳感器測(cè)得的電壓信 號(hào)通過 比較 器 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后輸入單片機(jī)處理。 近年來，隨著 Intel 公司對(duì) 8031 內(nèi)核的公開以及半導(dǎo)體企業(yè)在關(guān)鍵技術(shù)上的相互滲透，不僅 Intel 公司，而且 Philips、 Atmel 公司等企業(yè)目前都生產(chǎn) MCS51系列的 CPU。 芯片引角說明，如圖 33 所示： 12345678C H 0CSC H 1G N D)( REFCC VVC L KD 0D I 圖 33 ADC0832 引角圖 CS 片選使能，低電平芯片使能。 ADC0832 為 8 位分辨率 A/D 轉(zhuǎn)換 芯片，其 最高分辨可達(dá) 256 級(jí)，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。當(dāng)要進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)，須先將 CS 使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。到第 3 個(gè)脈沖的下沉之后 DI 端的輸入電平就失去