【正文】 輸入作用，此后 DO/DI 端則開始利用數據輸出 DO 進行轉換數據的讀取。但值得注意的是，在進行 IN+與 IN的輸入時，如果 IN的電壓大于 IN+的電壓則轉換后的數據結果始終為 00H。 陜西科技大學畢業(yè)論文 22 顯示 模塊 圖 36 顯示模塊 a b c d e f g ha bcdefgh 圖 37 共陽極 7 段數碼管 顯示模塊 采用七段數碼管，顯示報警時間和 煙霧濃度、 溫度 。 煙霧采集模塊程序 該模塊 主要是芯片 ADC0832 的編程，其時序圖如圖 42： 基于單片機的火災報警系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 25 圖 42 ADC0832 時序圖 由于 ADC0832 的數據轉換時間僅為 32?S,所以 A/D 轉換的數據采樣頻率可以很快，從而也保證某些場合對 A/D 轉換數據實時 性的要求。 second++。second=0。 P0=display_code[time[i]]。 if(SWH2==0)baojingzhi=47。為了能夠進一步提高安全性，可以在自動聲光報警的基礎上，實現(xiàn)帶動煙霧管道關斷等功能。 本章小結 經過反復實驗和調試，將各模塊程序編寫完畢，實現(xiàn)了基本的功能。 if(i==2||i==7)DISX=0。} 手動報警按鈕的功能為按奇數次報警，按偶數次停止報警。 LAM=~LAM。 ADC0832 數據讀取程序流程： 結 束開 始使 能 芯 片產 生 時 鐘 信 號輸 入 通 道 控 制 字選 取 2字 節(jié) 數 據字 節(jié) 數 據 校 驗將 值 送 入 指 定 寄 存 器 圖 43 ADC0832 數據讀取程序流程 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，負輸入端 IN為 3V。報警時間顯示分和秒，探測 溫度 精確到 1℃ 。 考慮到要在多個房間進行探測，可設置多個傳感器探頭， 這個設計中設置了四路探測信號，將其余三路用開關代替。直到第 11 個脈沖時發(fā)出最低位數據 DATA0，一個字節(jié)的數據輸出完成。在第 1 個時鐘 脈沖的下沉之前 DI 端必須是高電平，表示啟陜西科技大學畢業(yè)論文 20 始信號。芯片轉換時間僅為 32?S，據有雙數據輸出可作為數據校驗，以減少數據誤差，轉換速度快且穩(wěn)定性能強。 CH1 模擬輸入通道 1，或作為 IN+/使用。 2)STC 單片機內部集成了看門狗電路。系統(tǒng)框圖如 圖 31： S T C 8 9 S 5 2A / D 轉 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 警 圖 31 系統(tǒng)框圖 單片機的選擇 單片機，又稱微處理器，屬于第四代電子計算機。 算法核心：首先程序判斷溫度是否是零下，如果是，則 DS18B20 保存的是溫度的補碼值，需要對其低 8 位 (LS Byte)取反加一變成原碼。轉換完成后的溫度值就以 16 位帶符號擴展的二進制補碼形式存儲在高速暫存存儲器的 0， 1 字節(jié)?？芍苯优c單片機通信，讀取測溫數據，電路簡單。但傳感器本身被金屬制電極所覆蓋 ,放射能決不會泄露。這樣在同一個電離室內分為兩個性質不同區(qū)域。 當有煙霧時，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 點電位降低。 B 電極 —— 接地線端。 經過對比上述兩種煙霧傳感器的應用特性，發(fā)現(xiàn)半導體煙霧傳感器的優(yōu)點更加突出：靈敏度高、響應快、抗干擾性好、使用方便、價格便宜，且不會發(fā)生探頭阻緩及中毒現(xiàn)象，維護成本較低等。 阻緩是當在煙 霧與空氣的混合物中含有硫化氫等含硫物質的情況下，則有可能在無焰燃燒的同時，有些固態(tài)物質附著在催化元件表面，阻塞載體的微孔，從而引起響應緩慢反應滯緩，靈敏度降低。 不同的煙霧吸收不同波長的 IR，所以傳感器根據目標煙霧而調整，典型應用包括測量 CO 和 CO冷凍劑煙霧和一些易燃氣。目前國際上絕大部分毒氣檢測采用該類型傳感器。 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得到很大的發(fā)展。自 1962 年半導體金屬氧化物煙霧傳陜西科技大學畢業(yè)論文 8 感器問世以來，由于具有靈敏度高、響應快、輸出信號強、耐久性強、結構簡單、價格便宜等諸多優(yōu)點，得到了廣泛的應用。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。 4) 在寬度小于 3m以內的走廊頂棚上設置探測器時宜居中布置。 d)火災形成特點不可預料，可進行模擬試驗，根據試驗結果選擇探測器?？扇細怏w探測器有催化型和半導體型兩種類型。 感光式火災探測器又稱火焰探測器，它是用于響應火災的光特性。感溫式火災探測器適宜安裝于起火后產生煙霧較小的場所 ， 平時溫度較高的場所不宜安裝感溫式火災探測器 。 對于普通可燃燒物質的表現(xiàn)形式，首先是產生燃燒氣體，然后是煙霧，在氧氣供應充分的條件下，才能達到全部燃燒，產生火焰，并散發(fā)出大量的熱，使環(huán)境溫度升高，起火過程曲線如圖 21所示 ： 圖 21 起火過程曲線 如圖所示，起火過程中，總是前兩個階段所占有的時間比較長，這是燃燒的開始階段。由此提出了本題目：基于單片機的火災報警系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)。中國企業(yè)正虎視眈眈，準備進軍海外市場。 第三階段：智能型火災自動報警系統(tǒng)。 火災報警系統(tǒng)就是為了滿足這一需求的 而研制出來的，它能準確地判斷火警、預報火警，從而保障生命和財產安全。 在系統(tǒng)單片機控制電路的設計上，充分利用了其高速數據處理能力和豐富的片內外設，實現(xiàn)了儀器的小型化和智能化。 I 基于單片機的火災報警系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 摘 要 煙霧檢測報警器可避免火災和爆炸事故以及煤氣中毒的發(fā)生，它是防火、防爆和安全生產所必備的儀器，可保障生產與生活的安全，具有廣闊的市場空間與發(fā)展前景。當煙霧的濃度達到設定的濃度時，發(fā)出聲光報警 ， 或者 在溫度大于一定值時報警 。于是人們開始尋求一種早期發(fā)現(xiàn)火災的方法 ，以便控制和撲滅火災，減少損失 。 此系統(tǒng)已采用微處理器控制，一般有四線制、三線制、二線制，探測器和模塊均采用地址編碼形式，通過總線與控制器實現(xiàn)信號傳送，其探測器的報警形式為開關量，它的靈敏度在制造時，通過硬件決定，不可調整，此類系統(tǒng)可進行現(xiàn)場編程，并通過各種模塊對各聯(lián)動設備實行較復雜的控制，此類系統(tǒng)已具有系統(tǒng)自檢以及對 外圍器件的故障檢驗等功能，但對故障類型不能區(qū)分，目前國內生產的火災自動報警系統(tǒng)大多為此類產品，由于此類產品具有報警和控制功能，它的施工、安裝較為方便，且價格較低，已被大量使用。 當然目前而言，我們基本占據的是國內市場，對外還剛啟動。 本章小結 通過以上論述可以看出， 我國火災自動報警裝置具有很大發(fā)展空間，而且也越來越受到重視。 火災探測器 的分類 物質燃燒時會釋放出熱量、光、燃燒氣體、還有懸浮在空氣中較大的分子團、灰燼和未燃燒的物質顆粒。感溫探測器對火災發(fā)生時溫度參數的敏感，其關鍵是由組成探測器核心部件 —— 熱敏元件決定。 3)感光式火災探測器 ： 物質燃燒時，在產生煙霧和放出熱量的同時，也產可見或不可見的光輻射。 5)可燃氣體探測器 ： 可燃氣體探測器是對單一或多種可燃氣體濃度響應的探測器。 c)火災發(fā)展迅速、有強烈的火焰輻射和少量煙和熱、應選用火焰探測器。 2) 感煙探測器、感溫探測器的保護面積和保護半徑應該滿足表 22 的規(guī)定 ： 表 22 感煙、感溫探測器的保護面積和保護半徑 火 災 探測 器 的 種類 地面 面積 S（ m2 ） 房間高度h(m) 一只探測器的保護面積 A和保護半徑 R 房 間 坡 度 θ 15?? 15 30??? 30?? A（ 2m ） R(m ) A（ 2m ） R(m ) A（ 2m ） R(m ) 感 煙 探測器 S≤80 h≤12 80 80 80 S80 6h≤12 80 100 120 h≤6 60 80 100 感 溫 探測器 S≤30 h≤8 30 30 30 S30 h≤8 20 30 40 3) 一個探測區(qū)域內所需設置的探測器數量，應由下式計算： N ASK? ? (21) 式中： N— 一個探測區(qū)域所需設置的探測器數量 (只 )， N? 1(取整數 )； S— 一個探測區(qū)域的面積 (m2)； A— 一個探測器的保護面積； K— 修正系數，重點保護建筑 K 取 ～ ，普通保護建筑 K 取 。 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 )轉化成電壓或者電流信號，通過 A/D 轉換電路將模擬量轉換成數字量后送到單片機，進而由單片機 完成數據處理、濃度 處理及報警控制等工作。 3)常見煙霧傳感器簡介 下面對工業(yè)上常用的幾種煙霧傳感器作簡單介紹 ： a)半導體煙霧傳感器 半導體煙霧傳感器包括用氧化物半導體陶瓷材料作為敏感體制作的煙霧傳感器，以及用單晶半導體器件制作的煙霧傳感器。接觸燃燒式煙霧傳感器的檢測元件一般為鉑金屬絲 (也可表面涂鉑、鈀等稀有金屬催化層 )，使用時將鉑絲通電，保持 300℃ ~400℃ 的高溫，此時若與煙霧接觸，煙霧就會在 稀有金屬催化層上燃燒，因此鉑絲的溫度會上升，鉑絲的電阻值也上升；通過測量鉑絲的電阻值變化的大小，就知道煙霧的濃度。它主要適用于毒性煙霧檢測。非擴散式紅外探測器 NDIR (nondispersive IR )是其中的一種，所有的未吸收光全部以最小的擴散和損耗被記 錄下來。 使用接觸燃燒式傳感器，其探頭的阻緩及中毒，是不可避免的問題。半導體煙霧傳感器的性能主要看其靈敏度、選擇性 (抗干擾性 )和穩(wěn)定性 (使用壽命 )。 基于單片機的火災報警系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 11 外 電 離 室內 電 離 室EA0V R PR等 效 電 阻+EA0V 圖 22 離子式煙霧傳感器的連接方式 圖 23 傳感器等效電路圖 A 電極 —— 通常與電源 (+9V)相連。 當無煙霧時，圖 22 電路中的 A 點電壓約為 。 所謂單極性電離室，是指電離室局部 被 ?射線所照射，使一部分形成電離區(qū)，而未被 ?射線所照射的部分則為非電離區(qū)。 3)NIS09C 的特征參數 NIS09C 是離子式煙霧傳感器，內部使用了微量的放射性物質 镅 241。 DS18B20 為數字式溫度傳感器，無需其他外加電路，直接輸出數字量。 當 DSI8B20 接收到溫度轉換命令后，開始啟動轉換。由于本程序采用的是 的精度，小數部分的值，陜西科技大學畢業(yè)論文 16 可以用后四位代表的實際數值乘以 ，得到真正的數值，數值可能帶幾個小數位，所以采取小數舍入，保留一位小數即可。 單片機分析該信號后可以聲光報警，還帶有時鐘功能，對報警時間計時。 單片機是 火災報警系統(tǒng) 的靈魂，所以我們選擇是需要慎之又慎， STC 單片機和 AT單片機 在接口上基本是一樣的，但芯片內部由于公司設計有些許差別： 1)內部硬件結構不同，一般 STC 的同類型單片機資源比 AT 的多，執(zhí)行速度也快。 CH0 模擬輸入通道 0，或作為 IN+/使用。其內部電源輸入與參考電壓的復用，使得芯片的模擬電壓輸入在 0~5V之間。此時芯片開始轉換工作，同時由處理器向芯片時鐘輸入端 CLK 輸入時鐘脈沖， DO/DI 端則使用 DI 端輸入通道功能選擇的數據信號。從第 4個脈沖下沉開始由 DO 端輸出轉換數據最高位 DATA7，隨后每一個脈沖下沉 DO 端輸出下一位數據。 煙霧采集模塊 圖 34 煙霧采集模塊 煙霧傳感器 NIS09C 的輸出為模擬信號，其輸出電壓經 ADC0832 轉換為 8 位二進制數字信號，然后經單片機 口輸入單片機。數碼管段選接單片機P0 口，位選接 P2 口。數據讀取程序以子程序調用的形式出現(xiàn)，方便了程序的移植。 SPK=~SPK。minite=0。 i++。 分別對應濃度值為 2%/英尺、 4%/英尺。 火災自動報警系統(tǒng)應用技術的還有很大的發(fā)展趨勢具體有這幾個方面： 網絡化：火災自動報警系統(tǒng)網絡化是用計算機技術將控制器之間、探測器之間、系統(tǒng)內部、各個系統(tǒng)之間以及城市 “119”報警中心等通過一定的網絡協(xié)議進行相互連接，實現(xiàn)遠程數據的調用， 對火災自動報警系統(tǒng)實行網絡監(jiān)控管理，使各個獨立的系統(tǒng)組成一個大的網絡，實現(xiàn)網絡內部各系統(tǒng)之間的資源和信息共享，使城市 “ 119” 報警中心的人員能及時、準確掌握各單位的有關信息，對各系統(tǒng)進行宏