【正文】 } } } else { jia5=0。 if(jia5=200) { jia5=0。 start_biao=1。(bao_biao==1)amp。 } } } if((start_biao==0)amp。 jia2++。 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) [M]. 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)警器的分類與選擇 [M].山東消防 ,2021(8):2728. [3]彭軍 .傳感器與檢測(cè)技術(shù) [M].西安電子科技大學(xué)出版社 ,2021:263315. [4] 李 永 生 , 楊 莉 玲 . 半 導(dǎo) 體 氣 敏 元 件 的 選 擇 性 研 究 [M]. 傳 感 器 技術(shù) ,2021(3):13. [5]YoonDh,YuJh,[M].Sen(46):1523. [6] 謝望 . 煙 霧 傳 感 器 技 術(shù) 的 現(xiàn) 狀 和 發(fā) 展 趨 勢(shì) [M]. 儀 器 儀 表 用戶 ,2021,13(5):12. [7]蔡文齋 .專業(yè)級(jí)串口調(diào)試器設(shè)計(jì) [M].現(xiàn)代電子技術(shù) ,2021(23):6972. [8]WangXihuai ， XiaoJianmei ，singNeuralFuzzyNetwork[M].(3):16021605. [9]張鵬翼 ,羅衛(wèi)兵 ,樓超英 .基于 STC 單片機(jī)的無人飛機(jī)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J].設(shè) 計(jì)參考 ,2021,18:2325. [10]求是科技 .單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)實(shí)例導(dǎo)航 [J].人民郵電出版社 ,2021. [11]何衍慶 .控制系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)和應(yīng)用 [M].化學(xué)工業(yè)出版社 ,2021. [12] 宏晶科技 ( 深圳 ).STC12C5410AD 系 列 單 片 機(jī) 器 件 手 冊(cè)[M]. 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[15][M].UMINumber:amp。但環(huán)境溫度、濕度對(duì)傳感器有一定的影響。本系統(tǒng)選用 ACDC 電源模塊，將220V 市電轉(zhuǎn)化為 5V 直流電壓，分別給模擬電路和數(shù)字電路供電。運(yùn)放誤差是造成前置放大誤差的主要原因，運(yùn)放的輸入失調(diào)電壓，輸入失調(diào)電流是影響電路精度的重要因素。本儀器使用數(shù)據(jù)的計(jì)算全部是由 STC12C5410AD 完成的，可以直接執(zhí)行 16 16bit 定點(diǎn)乘法和 32247。 實(shí)驗(yàn)誤差分析 在測(cè)量?jī)x器的實(shí)際使用中，造成誤差的來源很多，通常是多種誤差源綜合作用的結(jié)果。對(duì)曲線作線性化處理時(shí)，根據(jù)曲線的走勢(shì)，將煙霧濃度分成 7段。實(shí)際甲烷煙霧與進(jìn)入到單片機(jī)輸入端的電壓值對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)如表 所示。假定甲烷的爆炸下限為 5%體積比，那也就是說，把這個(gè) 5%體積比，一百等分，讓 5%體積比對(duì)應(yīng) 100%LEL，也就是說，當(dāng)檢測(cè)儀數(shù)值到達(dá) 10%LEL 報(bào)警點(diǎn)時(shí)，相當(dāng)于此時(shí)甲烷的含量為 %體積比。低于爆炸下限或高于爆炸上限都不會(huì)發(fā)生爆炸。低于爆炸下限，混合氣中的可燃?xì)獾暮坎蛔悖荒芤鹑紵虮ǎ哂谏舷藁旌蠚庵械难鯕獾暮坎蛔?，也不能引起燃燒或爆炸?？扇細(xì)獾娜紵梢苑譃閮深?，一類是擴(kuò)散燃燒，即揮發(fā)的或從設(shè)備中噴出、泄漏的可燃?xì)?，遇到點(diǎn)火源混合燃燒?？扇紵熿F在空氣中遇明火種爆炸的最低濃度，稱為爆炸下限 (LowerExplosionLimited)，簡(jiǎn)稱 LEL。 圖 控制按鍵設(shè)計(jì)子程序及流程圖 本報(bào)警器設(shè)計(jì)附加一個(gè)按鍵，功能分別為：確定 (消音 )。 voidxianshi(void)//顯示程序 { P2=xsdata[xscout]。 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。 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。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。 圖 主程序初始化流程圖 主程序初始化流程圖如圖 所示。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。 煙霧檢測(cè)報(bào)警器軟件流程及設(shè)計(jì) 本論文中，軟件解決的主要問題是檢測(cè)煙霧傳感器的煙霧濃度信號(hào)，然后對(duì)信號(hào)進(jìn)行 AD 轉(zhuǎn)換，數(shù) 字濾波，線性化處理，段式液晶濃度顯示，按鍵功能設(shè)置，以及報(bào)警器聲光警報(bào)。 ISP 工具的功能主要是將由 PC機(jī)串接來的 8位并行數(shù)據(jù)與單片機(jī)的串行數(shù)據(jù)進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，以實(shí)現(xiàn) PC 機(jī)與 STC12C5410AD 的 RXD 及 TXD 口通訊。目標(biāo)文件可由 LIB51 創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng) C51 連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件 (.ABS)。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語言的優(yōu)勢(shì)。 當(dāng) 報(bào)警器自診斷發(fā)現(xiàn)傳感器連接不正常，就會(huì)發(fā)出長(zhǎng)鳴聲音警報(bào)，并伴隨黃燈閃爍，提醒用戶及時(shí)排除傳感器連接問題。若過一點(diǎn)時(shí)間濃度仍超出報(bào)警限，報(bào)警器會(huì)再次鳴叫提醒用戶。綠燈常亮表示正常狀態(tài)，環(huán)境中可燃煙霧濃度極低。顯示濃度級(jí)別，其主要技術(shù)參數(shù)如下： 模塊工作電壓： ~ 工作電流： 80ma,每段 10ma 字高： ： 85％視角： 6:00 工作溫度： 10~+50176。報(bào)警裝置采用無源壓電式 KM3712x 型蜂鳴器[26]，較一般的蜂鳴器體積大，聲音響亮，適用于家用煤氣報(bào)警器的報(bào)警聲音源。它利用滑動(dòng)變阻器產(chǎn)生一個(gè)參考電壓 Vref，再利用電壓跟隨器把電壓輸入到運(yùn)算放大電路的電壓參考端。如果不接 R3 和 R4，則此電路就成了“電壓跟隨器”，它可以減少電路模塊間由于阻抗引起的干擾。在圖 中，根據(jù)運(yùn)放的“虛短”和“虛斷”的特點(diǎn)可知， I=I+=0， 所以 V=Vo R3/R3+R4+Vref R4/R3+R4(31) 而且 V=V+=Vi Vo=Vi (R3+R4） /R3(32) 由以上兩式可求出 Vo=VrefR4/R3(33) 所以本放大電路的放大倍數(shù) A=1+R4R3，此放大電路為同相比例放大電路，它的放大倍數(shù)總是大于或等于 1。常見的運(yùn)算放大器中， LM324 價(jià)格低廉、使用簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)比較突出，所以本設(shè)計(jì)中的前置放大電 路采用 LM324作為電路的運(yùn)算放大器。因此，用戶只要在設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)為調(diào)試需要預(yù)留好 STC12C5410AD的串口接口的引出插座，即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的程序下載調(diào)試、系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)編程硬件仿真或軟件升級(jí)功能，而且無需外加編程電壓。用戶可以將芯片焊接在線路板上后進(jìn)行下載程序、調(diào)試程序和修改程序。 8 路電壓輸入型 A/D，可以完成溫度檢測(cè)、電池電壓檢測(cè)、按鍵掃描、頻譜檢測(cè)等功能。如與捕獲比較模塊相結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)串行通信，與A/D 模塊結(jié)合實(shí)現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換等。 (3)I/O 口工作類型設(shè)置 STC12C5410AD 帶有 24 個(gè) I/O 引腳，它的 I/O與傳統(tǒng)的 I/O不同，每個(gè) I/O口均可由軟件設(shè)置成 4 種工作類型之一，使得功能口和通用 I/O 口復(fù)用。當(dāng) CLSFR 的值小于 {EPCnL， CCAPnL}時(shí)，輸出為低，當(dāng) PCACLSFR 的值等于或大于 {EPCnL，CCAPnL}時(shí)，輸出為高。 (2)脈寬調(diào)節(jié)模式 (PWM) 所有 PCA 模塊都可用作 PMW 輸出。 STC12C5410AD 單片機(jī)的管腳結(jié)構(gòu)如圖 所示。在價(jià)格相同的情況 下，盡量選擇 Flash 較大的芯片，所以選擇了 STC12C5410AD 單片機(jī)作為本論文設(shè)計(jì)的煙霧報(bào)警器的單片機(jī)核心芯片。而且STC12 系列下屬的 STC12C54xxAD 系列單片機(jī)是低功耗 Flash 單片機(jī)，它的高效尋 址方式、大容量 Flash、 EEPROM、 A/D 轉(zhuǎn)換、硬件乘法器、硬件脈寬調(diào)制器 (PWM)等功能特點(diǎn)，較好的實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)大的功能與超低功耗的結(jié)合。而 C語言是一種結(jié)構(gòu)化的高級(jí)語言，雖然占用資源較匯編多，但是可讀性好，移植容易，是普遍使 用的一種計(jì)算機(jī)語言。當(dāng)堆棧指針設(shè)定合理，局部變量少的情況下， 8051 系列用 10 層的程序嵌套不會(huì)出現(xiàn)問題。 如今市面上比較普遍的單片機(jī)有 8051 系列與 STC 系列。根據(jù)多方面的比較，本設(shè)計(jì)選用宏晶科技生產(chǎn)的STC12 系列單片機(jī)。 3. 煙霧檢測(cè)報(bào)警器的硬件設(shè)計(jì) 在報(bào)警儀的設(shè)計(jì)中，單片機(jī)是其核心部件。 (11)工作電壓： AC220V177。 (7)工作環(huán)境濕度：≤ 85%RH。 C~50176。 5%LEL。 (7)自動(dòng)控制相關(guān)安全裝置的擴(kuò)展功能 留有繼電器接口，可以帶動(dòng)排風(fēng)扇或大功率蜂鳴器，也可以控制管道電子閥門，可在報(bào)警的同時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)相關(guān)安全裝置。因?yàn)槿藢?duì)變化的信號(hào)更為敏感，所以變化的聲音及燈光更容易引起用戶的注意。 系統(tǒng)應(yīng)采用高性能的單片機(jī)，要求工作穩(wěn)定、測(cè)量精度高、通用性強(qiáng)、功耗低，保證報(bào)警器的精確性及可靠性，而且最好體積小，成本低，有利于減少報(bào)警器的體積，降低報(bào)警器的成本。 煙霧檢測(cè)報(bào)警器 的結(jié)構(gòu) 為適應(yīng)家庭和工業(yè)等場(chǎng)所對(duì)可燃性易爆煙霧安全性要求，設(shè)計(jì)的可燃性煙霧報(bào)警儀應(yīng)不僅能在較寬的溫度范圍工作，而且應(yīng)具有顯示可燃煙霧濃度、故障自檢、延時(shí)報(bào)警功能及可接計(jì)算機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)測(cè)和實(shí)時(shí)控制等功能。為提高響應(yīng)時(shí)間，保證傳感器準(zhǔn)確地、穩(wěn)定地工作，報(bào)警器需要向煙霧傳感器持續(xù)輸出一個(gè) 5V 的電壓。 (3) MQ2 型傳感器的特性參數(shù) (a)回路電壓： (Vc)5~24V (b)取樣電阻： (RL)~20K (c)加熱電壓： (VH)5177。 ，加熱電阻為 31177。 C)下工作，所以需要對(duì)其加熱。這是因?yàn)闊熿F傳感器中的二氧化錫在不通電的狀態(tài)下會(huì)吸附空氣中的水蒸氣，當(dāng)再次通電時(shí)需要預(yù)熱幾分鐘使水蒸氣蒸發(fā)后，氣敏電阻才能正常工作。 K=RS/R0(21)式中， R0 為煙霧傳感器潔凈空氣條件下的電阻值， RS 為煙霧傳感器在一定濃度的檢測(cè)煙霧中的電阻值。 (c)MQ2 型 傳感器具有良好的抗干擾性，可準(zhǔn)確排除有刺激性非可燃性煙霧的干擾信息，例如酒精和煙霧等 。 MQ2型傳感器的結(jié)構(gòu)圖如圖 所示，其外觀如 所示。利用這一點(diǎn)就可以獲得這種煙霧存在的信息。 本設(shè)計(jì)中采用的 MQ2 型煙霧傳感器屬于二氧化錫半導(dǎo)體氣敏材料，屬于表面離子式 N 型半導(dǎo)體。 MQ2 型煙霧傳感器的工作原理 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。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 )。當(dāng)懷疑檢測(cè)環(huán)境中存在這些物質(zhì)時(shí)，經(jīng)常對(duì)探頭進(jìn)行標(biāo)定，是必須且有效的辦法。 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。非擴(kuò)散式紅外探測(cè)器 NDIR(nondispersiveIR)是其中的一種，所有的未吸收光全部以最小的擴(kuò)散和損耗被記錄下來。它的測(cè)量原理是：將加熱后的鉑電阻線圈置于目標(biāo)煙霧中，由于向目標(biāo)煙霧傳送熱量造成溫度降低，引起電阻值變化，傳感器即測(cè)量電阻值的變化情況。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 )。高分子氣敏材料由于具有易操作 性、工藝簡(jiǎn)單、常溫選擇性好、價(jià)格低廉、易與微結(jié)構(gòu)傳感器和聲表面波器件相結(jié)合，在毒性煙霧和食品鮮度等方面的檢測(cè)中具有重要作用。 C~400176。由于這種傳感器電導(dǎo)率高，靈敏度和選擇性好，因而得到了廣泛的應(yīng)用，幾乎打入了石化、環(huán)保、礦業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域，其產(chǎn)量?jī)H次于半導(dǎo)體煙霧傳感器的一類傳感器。自 1962 年半導(dǎo)體金屬氧化物煙霧傳感器問世以來，由于具有靈敏度高、響應(yīng)快、輸出信號(hào)強(qiáng)、耐久性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜等諸多優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。 (2)煙霧傳感器應(yīng)滿足的基本條件一個(gè)煙霧傳感器可以是單功能的，也可以是多功能的；可以是單一的實(shí)體，也可以是由多個(gè)不同功能傳感器組成的陣列。由此可見，傳感器的選型是非常重要的。煙霧傳感器的選型在下一節(jié)詳細(xì)介紹。方便調(diào)節(jié)報(bào)警限，可以加入按鍵。 煙霧信號(hào)采集電路一般由煙霧傳感器和模擬放大電路組成，將煙霧信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬的電信號(hào)。在程序的編寫過程中，加入了詳細(xì)的文字注釋，便于后期的改進(jìn)與維護(hù)。 (b)以 STC12C5410AD 單片機(jī)為中央處理器，對(duì)硬件電路進(jìn)行設(shè)計(jì)和改進(jìn)，使其功能更加完善。 探測(cè)器安裝在防爆現(xiàn)場(chǎng)，控制器壁掛在值班室等有人值守的地方，二者采用屏蔽電纜線連接。工業(yè)用燃?xì)鈭?bào)警器及有毒煙霧報(bào)警器根 據(jù)檢測(cè)環(huán)境的不同 ，也可分為檢漏儀、控制器和探測(cè)器。 燃?xì)鈭?bào)警器可分為民用火災(zāi)煙霧報(bào)警器、工業(yè)用煙霧報(bào)警器、有毒有害煙霧報(bào)警器三大系列產(chǎn)品。 1963 年 5 月，日本開發(fā)完成第一臺(tái)接觸燃燒式家用燃?xì)庑孤﹫?bào)警器，次年12月其改良產(chǎn)品問世，改良的報(bào)警器可以檢測(cè)燃?xì)?、一氧化碳等? 體，可以安裝在浴室或者采用集中監(jiān)視?？梢姡瑹熿F報(bào)警器具有十分廣闊的市場(chǎng)前景