【導(dǎo)讀】分析研究所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含其他個(gè)人已經(jīng)發(fā)。表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中作了明。確說(shuō)明并表示感謝。種技術(shù)水平較好的煙霧報(bào)警器。其中選用MQ-2型半導(dǎo)體可燃?xì)怏w敏感元件煙霧傳感器。是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、使用方便、價(jià)格低廉、智能化的煙霧報(bào)警器。具有一定的實(shí)用價(jià)值。衡量一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。因此，了解并掌握各類(lèi)傳感器的基本。期發(fā)現(xiàn)和通報(bào)火災(zāi)，防止和減少火災(zāi)危害，保護(hù)人身和財(cái)產(chǎn)安全。爆炸等事故，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，甚至危及生命安全。煙霧檢測(cè)報(bào)警裝置是能夠檢測(cè)環(huán)境中的煙霧濃度并具有報(bào)警功能的儀器。裝置是石油化學(xué)工業(yè)、有氣體泄漏可能的生產(chǎn)工廠及家庭防火防爆必備的儀器。中轉(zhuǎn)站也達(dá)幾千家。霧檢測(cè)報(bào)警器的需求量就達(dá)2021萬(wàn)臺(tái)以上。隨著全社會(huì)對(duì)防火防爆及人身安全的重視。場(chǎng)增長(zhǎng)受到政府安全法規(guī)的推動(dòng)。

　　

【正文】 序初始化結(jié)束后，系統(tǒng)進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài)。本論文的主程序設(shè)計(jì)先對(duì)傳感器預(yù)熱三分鐘， 預(yù)熱同時(shí)，對(duì)傳感器加熱絲故障檢測(cè)，采用軟件方式檢測(cè)傳感器加熱絲或 電纜線是否斷線或者接觸不良。 STC12C5410AD單片機(jī)對(duì)傳感器檢測(cè)的煙霧 濃度信號(hào)進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn) 換、平均值法濾波、線性化處理后，將濃度值與報(bào)警限設(shè)定值相比較，判斷是否報(bào)警。同時(shí)送入段式液晶顯示煙霧濃度值。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(bào)警器功能更加完善，給用戶(hù)帶來(lái)便利。 （二）主程序初始化流程圖 主程序初始化流程圖如圖 所示。給傳感器預(yù)熱后，程序開(kāi)始執(zhí)行 初始化子程 畢業(yè)論文 15 序，這部分實(shí)現(xiàn)的功能包括各種 I/O 口輸入輸出狀態(tài)的設(shè)定、 寄存器初始化、中斷使能等。首先設(shè)定定時(shí)初值 50ms，利用 IAP 寫(xiě)入 EEPROM，作為取值間隔。然后設(shè)置定時(shí)器 0，選擇方式 1。方式 1 狀 態(tài)下定時(shí)器的工作寄存器 TH TL1 是全 16 位參與操作。接下來(lái)定時(shí)器 0 中斷允許位置 1，打開(kāi)定時(shí)器 0，關(guān)閉蜂鳴器，開(kāi)啟綠燈，設(shè)置報(bào)警限初值。 圖 主程序流程圖 畢業(yè)論文 16 圖 主程序初始化流程圖 （三）中位值平均濾波法數(shù)字濾波子程序設(shè)計(jì)及流程圖 在煙霧傳感器對(duì)煙霧濃度采樣時(shí)，可能會(huì)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，可采取中位值平均濾波法 (又稱(chēng)防脈沖干擾平均濾波法 )，先對(duì) 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(cè)煙霧濃度的準(zhǔn)確性，減小誤報(bào)、錯(cuò)報(bào)的可能。 在實(shí)際應(yīng)用中， N可取任何值，但為了加快測(cè)量計(jì)算速度，本論文數(shù)字濾波的設(shè)計(jì)中 N 取 10。即調(diào)用 A/D 連續(xù)進(jìn)行 10 次采樣，去掉其中的最大值和最小值，計(jì)算其余 8個(gè)值的 平均值，將這個(gè)平均值送入寄存器。 中位值平均濾波法的程序流程圖如圖 所示。 畢業(yè)論文 17 圖 中位值平均濾波法程序流程圖 （ 四 ）報(bào)警子程序設(shè)計(jì)及流程圖 當(dāng)煙霧濃度超過(guò)報(bào)警設(shè)定值時(shí)，報(bào)警器發(fā)出一種近似警笛的鳴叫聲，對(duì)應(yīng)通道的紅燈閃亮，以提示操作人員采取安全對(duì)策或自動(dòng)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(duì)煙霧濃度進(jìn)行快速重復(fù)檢測(cè)和延時(shí)報(bào)警，以區(qū)別出 是管道中煙霧的泄漏，還是由于暫短打開(kāi)閥門(mén)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 。 畢業(yè)論文 18 圖 報(bào)警子程序流程圖 畢業(yè)論文 19 總 結(jié) 煙霧檢測(cè)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(chǎng)空間與發(fā)展前景。 本論文在對(duì)煙霧傳感器和報(bào)警技術(shù)進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，全面比較國(guó)內(nèi)外同類(lèi)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(duì)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)。 本論文設(shè)計(jì)的煙霧報(bào) 警器由煙霧信號(hào)采集電路與單片機(jī)控制電路兩大部分構(gòu)成。 根據(jù)設(shè)計(jì)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(duì)以烷類(lèi)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(zhǎng)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(diǎn)。 在系統(tǒng)單片機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)上，采用了高性能、高整合度的 STC12C5410AD 單片機(jī)作為核心芯片，充分利用了其高速數(shù)據(jù)處理能力和豐富的片內(nèi)外設(shè)，實(shí)現(xiàn)了儀器的小型化和智能化。使儀器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、體積 小、成本低等優(yōu)點(diǎn)。由于煙霧傳感器需要在加熱狀態(tài)下工作，溫度越高，反應(yīng)越快，響應(yīng)時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間就越快。為提高響應(yīng)時(shí)伺，保證傳感器準(zhǔn)確地、穩(wěn)定地工作，需要向煙霧傳感器持續(xù)供給 5V的加熱電壓。為了保證傳感器加熱工作的可靠性，當(dāng)傳感器加熱絲斷線或傳感器接觸不良時(shí)，能夠進(jìn)行故障報(bào) 警。 煙霧報(bào)警器能在較寬的溫度范圍工作，可將煙霧濃度顯示用 LCD 顯示。當(dāng)煙霧的濃度達(dá)到設(shè)定的濃度時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警。還具有故障自診斷功能快速重復(fù)檢測(cè)和延時(shí)報(bào)警功能。報(bào)警器還可以與上位機(jī) (PC)進(jìn)行通信，實(shí)時(shí)傳輸煙霧濃度檢測(cè)數(shù)據(jù)，由上位機(jī)記錄 保存，也可以利用上位機(jī)完成實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)檢測(cè)和控制等功能。 在本論文研制的報(bào)警器的基礎(chǔ)上，可以再做適當(dāng)?shù)墓δ軘U(kuò)展，使可燃性煙霧報(bào)警器的功能更加完善，安全性更高，使用更加方便等。為了能夠進(jìn)一步提高安全性，可以在自動(dòng)聲光報(bào)警的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)帶動(dòng)煙霧 管道關(guān)斷等功能。 畢業(yè)論文 20 參考文獻(xiàn) [1]陳連生 . 可燃煙霧探測(cè)器及其設(shè)置安裝要領(lǐng) [J]. 石油工程建設(shè)， 1996(1): 2325 [2]張保衛(wèi) , 尚家峰 , 趙金水 . 燃?xì)鈭?bào)警器的分類(lèi)與選擇 [J]. 山東消防 , 2021(8): 2728 [3]李永生 , 楊莉玲 . 半導(dǎo)體氣敏元件的選擇性研究 [J]. 傳感器技術(shù) , 2021(3): 13 [4]謝望 . 煙霧傳感器技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) [J]. 儀器儀表用戶(hù) , 2021, 13(5): 12 [5]蔡文齋 . 專(zhuān)業(yè)級(jí)串口調(diào)試器設(shè)計(jì) [J]. 現(xiàn)代電子技術(shù) , 2021(23): 6972 [6]求是科技 . 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)例導(dǎo)航 [M]. 人民郵電出版社 , 2021. [7]謝文和 傳感技術(shù)及其應(yīng)用 [M].高等教育出版社 ,2021（ 7） :125， 142194， 264317. [8]宏晶科技 (深圳 ). STC12C5410AD 系列單片機(jī)器件手冊(cè) . [9]鄭郁正 . 單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M]. 四川大學(xué)出版社 , 2021: 2556. [10]黃再銀 . 帶看門(mén)狗和電源監(jiān)控功能的復(fù)位芯 MAX813L[J]. 電子世界 , 2021(3): 3940. [11]于冶會(huì) . 對(duì)調(diào)整儀表用蜂鳴器振動(dòng)規(guī)范的探討 [J]. 傳感器世界 , 2021(1): 3538. [12]邵子揚(yáng) , 黃保明 , 劉海濤 . Keil 軟件仿真的串口調(diào)試技巧 [J]. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng) 應(yīng)用 , 2021(7): 7678. [13]陳曉莉 , 張俊濤 . KEIL C51 單片機(jī)仿真器的設(shè)計(jì) [J].微計(jì)算機(jī)信息 (嵌入式與 SOC), 2021,2(2): 1920. 畢業(yè)論文 21 致 謝 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我得到了指導(dǎo)老師徐月蘭老師的熱心指導(dǎo)。自始至終關(guān)心督促畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)程和進(jìn)度。幫助解決畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的許多問(wèn)題。還不斷向我傳授分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的辦法，并指出了正確的努力方向，使我在畢設(shè)過(guò)程中少走很多彎路。同時(shí)，他還提供給我們專(zhuān)門(mén)的各種設(shè)備及場(chǎng)所，使我在調(diào)試過(guò)程中能夠有充足的時(shí)間。在這里非常感 謝徐月蘭老師的指導(dǎo)和幫助，并致以誠(chéng)摯的謝意！ 同時(shí)，身邊的同學(xué)給了我許多的幫助。在此，我向身邊關(guān)心我的同學(xué)致以誠(chéng)摯的謝意！另外，系里的領(lǐng)導(dǎo)和老師也給了我們必要的指導(dǎo)，我也向系和年級(jí)的領(lǐng)導(dǎo)們表示衷心的感謝！最后感謝學(xué)院對(duì)我這幾年的培養(yǎng)。