【正文】 分別對應(yīng)濃度值為 2%/英尺、 4%/英尺。minite=0。數(shù)據(jù)讀取程序以子程序調(diào)用的形式出現(xiàn)，方便了程序的移植。 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(jīng) ADC0832 轉(zhuǎn)換為 8 位二進制數(shù)字信號，然后經(jīng)單片機 口輸入單片機。此時芯片開始轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)信號。 CH0 模擬輸入通道 0，或作為 IN+/使用。 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。 當(dāng) DSI8B20 接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動轉(zhuǎn)換。 3)NIS09C 的特征參數(shù) NIS09C 是離子式煙霧傳感器，內(nèi)部使用了微量的放射性物質(zhì) 镅 241。 當(dāng)無煙霧時，圖 22 電路中的 A 點電壓約為 。半導(dǎo)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 )。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。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。 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，通過 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，進而由單片機 完成數(shù)據(jù)處理、濃度 處理及報警控制等工作。 c)火災(zāi)發(fā)展迅速、有強烈的火焰輻射和少量煙和熱、應(yīng)選用火焰探測器。 3)感光式火災(zāi)探測器 ： 物質(zhì)燃燒時，在產(chǎn)生煙霧和放出熱量的同時，也產(chǎn)可見或不可見的光輻射。 火災(zāi)探測器 的分類 物質(zhì)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(zhì)顆粒。 當(dāng)然目前而言，我們基本占據(jù)的是國內(nèi)市場，對外還剛啟動。于是人們開始尋求一種早期發(fā)現(xiàn)火災(zāi)的方法 ，以便控制和撲滅火災(zāi)，減少損失 。 I 基于單片機的火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 摘 要 煙霧檢測報警器可避免火災(zāi)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(chǎn)所必備的儀器，可保障生產(chǎn)與生活的安全，具有廣闊的市場空間與發(fā)展前景。 火災(zāi)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(zhǔn)確地判斷火警、預(yù)報火警，從而保障生命和財產(chǎn)安全。中國企業(yè)正虎視眈眈，準(zhǔn)備進軍海外市場。 對于普通可燃燒物質(zhì)的表現(xiàn)形式，首先是產(chǎn)生燃燒氣體，然后是煙霧，在氧氣供應(yīng)充分的條件下，才能達到全部燃燒，產(chǎn)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。 感光式火災(zāi)探測器又稱火焰探測器，它是用于響應(yīng)火災(zāi)的光特性。 d)火災(zāi)形成特點不可預(yù)料，可進行模擬試驗，根據(jù)試驗結(jié)果選擇探測器。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。 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。 不同的煙霧吸收不同波長的 IR，所以傳感器根據(jù)目標(biāo)煙霧而調(diào)整，典型應(yīng)用包括測量 CO 和 CO冷凍劑煙霧和一些易燃?xì)狻? 經(jīng)過對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)點更加突出：靈敏度高、響應(yīng)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。 當(dāng)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。但傳感器本身被金屬制電極所覆蓋 ,放射能決不會泄露。轉(zhuǎn)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)。系統(tǒng)框圖如 圖 31： S T C 8 9 S 5 2A / D 轉(zhuǎn) 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。 CH1 模擬輸入通道 1，或作為 IN+/使用。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(xué)畢業(yè)論文 20 始信號。 考慮到要在多個房間進行探測，可設(shè)置多個傳感器探頭， 這個設(shè)計中設(shè)置了四路探測信號，將其余三路用開關(guān)代替。 ADC0832 數(shù)據(jù)讀取程序流程： 結(jié) 束開 始使 能 芯 片產(chǎn) 生 時 鐘 信 號輸 入 通 道 控 制 字選 取 2字 節(jié) 數(shù) 據(jù)字 節(jié) 數(shù) 據(jù) 校 驗將 值 送 入 指 定 寄 存 器 圖 43 ADC0832 數(shù)據(jù)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(fù)輸入端 IN為 3V。} 手動報警按鈕的功能為按奇數(shù)次報警，按偶數(shù)次停止報警。 本章小結(jié) 經(jīng)過反復(fù)實驗和調(diào)試，將各模塊程序編寫完畢，實現(xiàn)了基本的功能。 if(SWH2==0)baojingzhi=47。second=0。 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(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 25 圖 42 ADC0832 時序圖 由于 ADC0832 的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時間僅為 32?S,所以 A/D 轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)采樣頻率可以很快，從而也保證某些場合對 A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)實時 性的要求。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(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)結(jié)果始終為 00H。當(dāng)要進行 A/D 轉(zhuǎn)換時，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。 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。 系統(tǒng)將煙霧傳感器測得的電壓信 號通過 比較 器 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后輸入單片機處理。 其 引角電路如圖 28 所示： 圖 28 DS18B20測溫電路 2)DSI8B20 的測溫功能的實現(xiàn)： 其測溫電路的實現(xiàn)是依靠單片機軟件的編程 。因此本系統(tǒng)所采用的火災(zāi)報警探測器是離子感煙探測器，由它把物質(zhì)初期燃燒所產(chǎn)生的煙霧信號轉(zhuǎn)換成支流電壓信號，通過導(dǎo)線傳輸給報警器，發(fā)出聲光報警信號。這兩個等效電阻串 聯(lián)后將 E 分壓提供給后級電路供控制電路使用。 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)簡單 、 使用方便、價格便宜等優(yōu)點，因而得到廣泛應(yīng)用。未吸收的紅外光由光電探測器測量，產(chǎn)生一個正比于目標(biāo)煙霧濃度的差分信號。 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會發(fā)生氧化反應(yīng)而燃燒，故得名接觸燃燒式傳感器。 時，應(yīng)加木臺或類似方法安裝探測器。 b)火災(zāi)發(fā)展迅速，產(chǎn)生大量的熱、煙和火焰輻射，可選用感煙探測器、感溫探測器、火焰探測器或其組合。感煙式火災(zāi)探測器適宜安裝在發(fā)生火災(zāi)后產(chǎn)生煙霧較大或容易產(chǎn)生陰燃的場所 ， 它不宜安裝在平時煙霧較大或通風(fēng)速度較快的場所 。因此，尋找適當(dāng)?shù)男盘柼幚硭惴ê吞綔y方式一直是火災(zāi)自動探測研究的首要任務(wù)。由于中國的建設(shè)正在飛速發(fā)展，市場大的驚人，可幸的是中國企業(yè)抓住了機遇，頂住了挑戰(zhàn)，先是一批國家的科研院所，后是一批國營企業(yè)、民營企業(yè)，業(yè)內(nèi)也吸引和凝聚一大批國內(nèi)的技術(shù)和管理精英，花了十多年時間，通過幾次產(chǎn)品更新?lián)Q代，就使自己的產(chǎn)品 緊緊跟上了國際水平，并且奪回了大部分國內(nèi)市場，使得現(xiàn)在大多國外產(chǎn)品只有招架之功 。 對于火災(zāi)，在我國古代，人們就總結(jié)出 “ 防為上，救次之，戒為下 ” 的經(jīng)驗。 本論 文內(nèi)容主要對火災(zāi)報警控制器的理論做了研究， 對系統(tǒng)的整體設(shè)計和各個組成部分進行了詳細(xì)的分析和設(shè)計， 并全面闡述了一個能實際應(yīng)用的火災(zāi)報警控制器硬件部分和軟件部分的方法和過程。 目前國內(nèi)廠家多偏重用于大型倉庫、商場、高級寫字樓、賓館等場所大型火災(zāi)報警系統(tǒng)的研發(fā) , 他們采用集中區(qū)域報警控制方式 , 其系統(tǒng)復(fù)雜、成本較高。 現(xiàn)狀及特點 國外一些較發(fā)達的國家，具有火災(zāi)預(yù)防、報警、撲救、善后處理等比較完善的消防體系。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)的探測器就應(yīng)該從此階段開始進行為宜。即擴散火焰燃燒的光照強度和火焰的閃爍頻率的一種火災(zāi)探測器。 2)根據(jù)安裝場所環(huán)境特征選擇探測器 ： a)相對濕度長期大于 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、酮類等有機物質(zhì)的場所，不宜選用離子感煙探測器。由此可見，傳感器的選型是非常重要的。高分子氣敏材料在遇到特定煙霧時，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。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量碳?xì)浠衔?，并具有最小的交叉靈敏度，而且不受其它煙霧的腐蝕以及高濃度目標(biāo)煙霧的影響。因此，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。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，兩者在 A 點的電位差可以達到 1V以上。 NIS09C 屬于低功耗廣普型傳感器 ,可 用 9V電池帶動。單片機可通過單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時低位在前，高位在后，數(shù)據(jù)格 式以 5℃ /LSB 形式表示。它把中央處理器、存儲器、輸入/輸出接口電路以及定時器 /計數(shù)器集成在一塊芯片上，從而具有體積小、功耗低、價格低廉、抗干擾能力強且可靠性高等特點，因此適合應(yīng)用于工業(yè)過程控制、智能儀器儀表和測控系統(tǒng)的前端裝置。 GND 芯片參考 0 電位 (地 )。在第 3 個脈沖下沉之前 DI 端應(yīng)輸入 2 位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能。 另有四基于單片機的火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 21 個指示燈，與四路探測信號相對應(yīng)，如果有一路信號探測出有 火災(zāi)信號 ，相應(yīng)的指示煙點亮。 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 字 節(jié)寫 一 個 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 測溫流程 本設(shè)計中設(shè) 置溫度超過 45℃時報警。 顯示模塊程序 顯示分為三部分： 時間、 ADC0832 輸出的電壓、煙霧濃度。 實際上各模塊程序并不獨立，與其它部分相互滲透 ，共同完成整體功能。 靈敏度選擇程序 靈敏度 設(shè)置了兩個值，通過改變報警 值來實現(xiàn)，只有兩句程序： if(SWH1==0)baojingzhi=53。LAM=0。 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文 24 第 4 章．系統(tǒng)軟件設(shè)計 系統(tǒng)主程序簡介 開 始系 統(tǒng) 初 始 化 ，T 0 定 時 5 0 m s讀 取 A / D 轉(zhuǎn) 換 數(shù) 據(jù)檢 測 按 鍵顯 示選 擇 靈 敏 度中 斷計 時 到 1 s ？秒 加 1 ， 聲 光 報 警有 火 災(zāi) 信 號 ？否否是是是否否計 時 到 1 s ?秒 加 1 ， 聲 光 報 警檢 測 按 鍵停 止 報 警 圖 41 系統(tǒng)流程圖 整個 軟件分為三大部分：主程序、子程序、定時程序，其中主程序調(diào)用子程序?qū)崿F(xiàn)煙霧采集、 溫度采集、 手動報警、顯示等功能，定時程序?qū)崿F(xiàn)聲光報警及計時功能。如果作為由 IN+與 IN輸入的輸入時，可是將電壓值設(shè)定在某一個較大范圍之內(nèi)，從而提高轉(zhuǎn)換的寬度。當(dāng) ADC0832 未工作時其 CS 輸入端應(yīng)為高電平，此時芯片禁用， CLK 和 DO/DI 的電平可任意。 ADC0832 具有以下特點： 1) 8 位分辨率； 2) 雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換； 3) 輸入輸出電平與 TTL/CMOS 相兼容； 基于單片機的火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 19 4) 5V電源供電時輸入電壓在 0～ 5V之間； 5) 工作頻率為 250KHZ，轉(zhuǎn)換時間為 32?S； 6) 一般功耗僅為 12mW； 7) 8P\14P— DIP(雙列直插 )、 PIC