智能火災(zāi)警報(bào)器論文-資料下載頁
2025-06-22 06:24本頁面
【正文】 煙霧和溫度信息。預(yù)熱同時(shí)，對傳感器加熱絲故障檢測，采用軟件方式檢測傳感器加熱絲或電纜線是否斷線或者接觸不良。程序初始化結(jié)束后，系統(tǒng)進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài)。AT89S52單片機(jī)對傳感器檢測到的煙霧濃度和溫度信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換、平均值法濾波、線性化處理后，將檢測值與報(bào)警限設(shè)定值相比較，判斷是否報(bào)警。同時(shí)送入顯示器顯示通道及相應(yīng)的數(shù)字量。主程序還包括狀態(tài)指示燈及按鍵功能，中斷子程序等，使報(bào)警器功能更加完善，給用戶帶來便利。 主程序初始化流程圖主程序初始化流程圖如圖32所示。這部分實(shí)現(xiàn)的功能包括各種I/O輸入輸出狀態(tài)的設(shè)定、寄存器初始化、中斷使能等。首先設(shè)定定時(shí)器工作方式，然后開系統(tǒng)中斷，以便響應(yīng)中斷定時(shí)，及時(shí)對氣體濃度和溫度進(jìn)行采樣。然后關(guān)閉蜂鳴器，開啟綠燈，設(shè)置報(bào)警限初值。開始定時(shí)器初始化開中斷關(guān)閉蜂鳴器，打開綠燈設(shè)定初值YN是否保持報(bào)警初值返回 圖42 主程序初始化流程圖 濾波子程序在對氣體濃度采樣時(shí)，可能會遇到尖脈沖干擾的現(xiàn)象。干擾通常只影響個(gè)別采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)與其他采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)相差比較大。如果采用一般的平均值法，則干擾將“平均”到計(jì)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。 為此，可采取去極值平均濾波法，先對N個(gè)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(jì)算余下的N–2個(gè)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值。這種方法既可濾去脈沖干擾又可濾去小的隨機(jī) 干擾。保證報(bào)警器檢測煙霧濃度的準(zhǔn)確性，減小誤報(bào)、錯(cuò)報(bào)的可能。開始設(shè)定采樣次數(shù)調(diào)用A/D采樣求第二個(gè)到第九個(gè)采樣值的累加和將累加和求平均值送入寄存器NY已達(dá)到設(shè)定次數(shù)將采樣值排序 圖44 濾波子程序流程圖 線性化子程序 本論文報(bào)警器使用的TGS202型傳感器的電阻是隨著可燃?xì)怏w濃度值的升高而降低的，因此輸入單片機(jī)的電壓也是隨之降低的。電壓值與氣體濃度之間是非線性的關(guān)系，為了實(shí)時(shí)顯示煙霧濃度需要對其進(jìn)行線性化處理。在誤差許可范圍內(nèi)，根據(jù)標(biāo)定曲線形狀，以及單片機(jī)處理能力，把曲線分成若干小段，對每小段分別線性化根據(jù)分段線性插值法求輸入單片機(jī)的某一電壓值對應(yīng)的煙霧濃度的 公式如下： 式中，N為所分區(qū)間個(gè)數(shù)，f(x)為實(shí)際煙霧檢測濃度，x為實(shí)際氣體檢測濃度對應(yīng)的電壓值，xi是區(qū)間的下限濃度對應(yīng)電壓值，xi+1是區(qū)間的上限濃度對應(yīng)電壓值，f(xi)為區(qū)間下限煙霧濃度值，f(xi+1)為區(qū)間上限煙霧濃度值。分段插值法線性化程序流程圖如圖45所示：圖45 線性化子程序 報(bào)警子程序當(dāng)煙霧濃度或溫度值超過報(bào)警限設(shè)定值時(shí)，蜂鳴器發(fā)聲，對應(yīng)通道的紅燈閃亮，以提示操作人員采取安全對策或自動控制相關(guān)安全裝置，從而保障生產(chǎn)安全，避免火災(zāi)和爆炸事故的發(fā)生。為防止誤報(bào)，在程序設(shè)計(jì)上，對煙霧濃度和溫度進(jìn)行快速重復(fù)檢測和延時(shí)報(bào)警，以區(qū)別出時(shí)管道中煙霧的泄露，還是由于暫時(shí)打開閥門產(chǎn)生的可燃煙霧的微量散失，防止誤報(bào)。報(bào)警子程序流程圖如圖46所示。圖46 報(bào)警子程序流程圖NYNYY開始讀取處理后的氣體濃度值或溫度值延遲20秒后采集一組數(shù)據(jù)YN是否煙霧濃度≥％或溫度≥100℃?zhèn)鞲衅鞴收献栽\斷傳感器有問題返回啟動故障報(bào)警復(fù)位鍵是否按下煙霧濃度≥％或溫度≥100℃溫度≥100℃N啟動火災(zāi)報(bào)警 鍵盤處理子程序 按鍵處理子程序流程圖如圖47所示。開始掃描鍵值是否有鍵按下延時(shí)10ms消抖是否有鍵按下提取鍵值調(diào)用鍵盤處理子程序結(jié)束NNYYY 圖47 鍵盤處理子程序流程圖結(jié)論火災(zāi)報(bào)警器可保障生產(chǎn)與生活的安全，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，具有廣闊的市場空間與發(fā)展前景。本論文是在對煙霧、溫度傳感器和報(bào)警技術(shù)進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，全面比較國內(nèi)外同類產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)，合理地確定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，并對儀器的整體設(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)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)過努力，整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo)。本系統(tǒng)通過設(shè)計(jì)一個(gè)以AT89S52單片機(jī)為核心的火災(zāi)報(bào)警器可以實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警、故障自診斷、濃度顯示、報(bào)警限設(shè)置、延時(shí)報(bào)警等功能。是一種結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、使用方便、價(jià)格低廉、智能化的火災(zāi)報(bào)警器，具有一定的實(shí)用價(jià)值。本報(bào)警器電路結(jié)構(gòu)簡單、可維護(hù)性好。由于實(shí)現(xiàn)了對普通環(huán)境中煙霧濃度和溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控，因此具有非常普遍的意義，能廣泛應(yīng)用于居民家庭、企事業(yè)單位等多方面的安全防范。但是也存在不少的不足。由于電源的波動，傳感器的電氣特性等問題，使得A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果有時(shí)波動很大，這樣就可能出現(xiàn)誤報(bào)警。由于時(shí)間的關(guān)系，系統(tǒng)中本應(yīng)具有的串行通信的功能沒有實(shí)現(xiàn)，而只是實(shí)現(xiàn)了煙霧濃度、溫度顯示及按鍵控制。由于上述缺點(diǎn)的存在,此系統(tǒng)不是很完善，還有待進(jìn)一步改進(jìn)。通過這次設(shè)計(jì)，更加深入的理解和掌握了這方面的知識，對本專業(yè)的認(rèn)識也更加深入，使自己對本專業(yè)更加的熱愛，對本科階段四年的學(xué)習(xí)做了進(jìn)一步的總結(jié)，更加明確了自己學(xué)習(xí)的目標(biāo)和方向。在設(shè)計(jì)過程中，自己也學(xué)到了許多新的知識，有很多感悟和體驗(yàn)心得。而且，對工程設(shè)計(jì)的流程和步驟有了清晰的認(rèn)識，為自己日后的學(xué)習(xí)和研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)[1] 孫育才，MCS51系列單片微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用，第4版，東南大學(xué)出版社，2006[2] 王慶，Protel 99 SEamp。DXP電路設(shè)計(jì)教程，電子工業(yè)出版社，2008[3] 康華光，電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分，第4版，高等教育出版社,2006 [4] 劉軍，單片機(jī)原理與接口技術(shù)，華東理工大學(xué)出版社，2006[5] 賴壽宏，微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，機(jī)械工業(yè)出版社，2009．[6] 李中望，一種智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，安防科技，2008[7] 王忠民，基于單片機(jī)的語音數(shù)字聯(lián)網(wǎng)火災(zāi)報(bào)警器設(shè)計(jì)，現(xiàn)代電子技術(shù)，2004，27（10）[8] Atmel Corporation 8bit Microcontroller with 8K Bytes InSystem Programmable Flash AT89
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