【正文】 2 斷與報警子程序等。 2:介紹了煙感 報警器的 原理， 選擇合適的傳感器 ,給出 煙感 自動報警系統(tǒng)的總體設(shè)計構(gòu)架，分別給出硬件和軟件的整體構(gòu)架， 并一一介紹硬件系統(tǒng)的主要器件選型 。 本文內(nèi)容的結(jié)構(gòu)安排 1:緒 論。 們逐漸認識到 火災(zāi)預(yù)防 ,火災(zāi)報警 和消防工作的重要性， 如果有火災(zāi)報警 有的 火災(zāi)自動報警 器能在火災(zāi)發(fā)生之前提前檢測到火災(zāi) 的 即將發(fā)生 ,它能根據(jù)火災(zāi)的早期特征煙霧或溫度的變化檢測到火情并及時報警告知人們做好預(yù)防 ， 可將火災(zāi)帶來的生命財產(chǎn)損失降到最低限度。 大量殘酷的火災(zāi)教訓(xùn) 讓人 器的話可以大大降低人員的傷亡，減少不必要的財富和生命損失 [。 ADC0809 sensor 2 目 錄 1 引言 ............................................................. 3 課題研究的背景和意義 ...............................................3 本文內(nèi)容的結(jié)構(gòu)安排 .................................................3 2 火災(zāi)報警系統(tǒng)整體方案設(shè)計 ......................................... 2 火災(zāi)的煙霧產(chǎn)生過程和溫度升高過程 ...................................2 系統(tǒng)硬件總體構(gòu)架 .............................................3 系統(tǒng)軟件總體構(gòu)架 .............................................4 系統(tǒng)主要器件的選擇 .................................................5 傳感器的選擇 .................................................5 單片機芯片的選擇 .............................................9 3 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)硬件設(shè)計 ........................................ 11 信號放大和濾波電路 ................................................11 晶振電路與復(fù)位電路 ................................................13 晶振電路 .....................................................13 復(fù)位電路 ....................................................14 聲光報警電路 ......................................................14 聲音報警器 ...................................................14 光報警器 .....................................................15 數(shù)據(jù)采集電路 ......................................................15 4 火災(zāi)報警系統(tǒng)程序設(shè)計 ............................................ 18 軟件開發(fā)環(huán)境 ......................................................18 火災(zāi)報警系統(tǒng)程序設(shè)計 ..............................................18 據(jù)采集程序 ..................................................19 火災(zāi)判斷與報警程序 ...........................................20 軟件調(diào)試 ..........................................................21 5 總結(jié) ............................................................ 22 參考文獻 .......................................................... 24 附錄 ............................................... 錯誤 !未定義書簽。 由于系統(tǒng)采用高性能的單片機芯片為核心 和高靈敏度的煙感傳感器，而且利用聲音和指示燈兩種報警形式進行報警提示，大大的提好了系統(tǒng)的精確性和可靠性。 1 摘 要 本設(shè)計設(shè)計一個煙感報警器，通過傳感器 (包括溫感和煙感 )將現(xiàn)場溫度、煙霧等信號轉(zhuǎn)化為可檢測的電信號，放大和濾波電路將傳感器輸出的電信號送入 A /D 轉(zhuǎn)換電路 ,完成煙霧傳感器和溫度傳感器輸出的模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，單片機判斷現(xiàn)場是否發(fā)生火災(zāi)。若發(fā)生火災(zāi)，系統(tǒng)會驅(qū)動蜂鳴器和指示燈報警。 關(guān)鍵詞 單片機 AT89C51 ADC0809 傳感器 Summary The design of the design of a smoke alarm, the scene temperature, smoke, etc. signal into electrical signal detected by the sensors (including temperature sensitive and smoke), amplification and filtering circuit of the sensor output electrical signal fed to the A / D converter circuit, the pletion of the smoke sensor and temperature sensor output analog signal to digital signal conversion, the microcontroller to determine whether the site fire. If a fire occurs, the system will drive the buzzer and the alarm indicator. As the system uses highperformance microcontroller chip as the core and high sensitivity smoke sensors, and the use of sound and light form of two alarm alarm, much of the good accuracy and reliability of the system. Keywords AT89C51 MCU。 致謝 .............................................................. 29 3 1 引言 課題研究的背景和意義 隨著社會和 科技 的發(fā)展， 人們越來越多的使用電子產(chǎn)品和煤氣 ,天然氣 ,由此導(dǎo)致的火災(zāi)隱患也越來越多 ， 再者還有吸煙和煙花導(dǎo)致的火災(zāi)給人類、社會和自然造成的危害越來越大，它不僅毀壞物質(zhì)財產(chǎn) ， 而且 還直接危脅 人們的 生命安全，給人們的心靈造成極大的傷害?；馂?zāi)報警器就是為了滿足這一需求而研制的，并且火災(zāi)報警器得自身功能隨科技的發(fā)展和人們需求也在不斷地提高，在功能、結(jié)構(gòu)、形式等方面不斷地完善?；馂?zāi)自動報警系統(tǒng)能對火災(zāi)進行實時監(jiān)測和準(zhǔn)確報警，有著防止和減少火災(zāi)危害、保護人身安全和財產(chǎn)安全的重要意義， 減少了 不必要的經(jīng)濟損失和人員傷亡 。主要介紹課題的研究背景和意義 和 論文的章節(jié)安排。 3:煙感報警系統(tǒng)硬件設(shè)計，詳細介紹了傳感器信號放大電路 ,濾波電路 ,單片機處理電路及聲光報警電路，并給出相應(yīng)的設(shè)計原理圖。 5：對 本次論文的撰寫進行總結(jié)，并 對煙感 報警器的發(fā)展前景進行展望。起火過程中， 剛開始會產(chǎn)生大量的煙霧且持續(xù)的時間相對較長，而此時現(xiàn)場的環(huán)境溫度還不是太高沒有驟變 ，若 此時煙感傳感器感應(yīng)到了煙霧就可以及時報警并在火勢沒擴大之前讓人們提前預(yù)防和撤離 ， 這樣 就可以 把 火災(zāi)損失控制在最小限度。 若以此硬件設(shè)計中我會加入溫度傳感器和煙感傳感器配合工作 ,互補各自的不足， 大大的降低了報警器的誤報率 ,起火過程曲線如圖 所示。圖 為火災(zāi)報警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。若發(fā)生火災(zāi)，系統(tǒng)會驅(qū)動蜂鳴器和指示燈報警。 (2)系統(tǒng) 自故障提醒功能 :硬件發(fā)生故障時，會發(fā)出 故障提醒信號。 (4)火災(zāi)報警功能 :火災(zāi)真正發(fā)生時也就是溫度和煙霧都較高時 ， 會 發(fā)出聲光報警信息。主要包括數(shù)據(jù)采集子程序、火災(zāi)判斷程序 ,指示燈顯示程序和驅(qū)動蜂鳴器報警子程序等，系統(tǒng)程序流程圖如圖 所示。主程序是一個無限循環(huán)體，其流程是：先 對系統(tǒng)的各部分包括單片機各個 端 口輸入輸出的設(shè)置、外圍驅(qū)動電路和數(shù)據(jù)存儲電路等完成初始化，再 對程序進行初始化，最后執(zhí)行火災(zāi)報警系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集任務(wù)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換任務(wù) ,查詢判斷任務(wù)和判斷后的驅(qū)動各狀態(tài)。當(dāng)有火災(zāi)時，它會把火災(zāi)產(chǎn)生的煙霧非電量信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏啃盘査徒o單片機控制器。 以下對幾種常見煙感傳感器作一介紹 . （ a） 半導(dǎo)體煙霧傳感器（半導(dǎo)體氣敏傳感器） 半導(dǎo)體煙霧傳感器一般包括用氧化物半導(dǎo)體陶瓷材料作為敏感體制作的煙霧傳感器和用半導(dǎo)體器件制作的煙霧傳感器。半導(dǎo)體煙霧傳感器一般可分為電阻式和非電阻式。 (b)接觸燃燒式傳感器 原理 :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。使用接觸燃燒式傳感器，其最大的缺點 是探頭很容易發(fā)生阻緩和中毒現(xiàn)象。這無形中加大了工作人員的工作量，同時增加了報警器的維護成本。電化學(xué)氣敏傳感器 原理 :利用液體（或固體、有機凝膠等）電解質(zhì)，其輸出形式可以是氣體直 接氧化或還原產(chǎn)生的電流，也 6 可以是離子作用于離子電極產(chǎn)生的電動勢 ,即煙霧濃度信號 把 電解液分解成陰陽帶電離子，通過電極將信號傳 輸出 。它主要適用于毒性煙霧檢測。 (d)高分子煙霧傳感器 高分子 煙霧傳感器最近幾年發(fā)展很快。高分子氣敏元件由于具有易操作性、工藝簡單、常溫選擇性好、價格低廉、易與微結(jié)構(gòu)傳感器和聲表面波器件相結(jié)合，在 檢測毒性煙霧和食品鮮度等方面具有重要作用。 （ e） 離子感煙傳感器 離子感煙傳感器對于煙霧氣 顆粒 檢測 很 有效，可測煙霧粒 的直 徑范圍為,它在內(nèi)外電離室里面有放射源镅 241。 當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時， 正離子和負離子被吸附到煙霧粒子上， 使正、負離子相互中和的概率增加，這樣 煙霧粒子濃度大小 可以 以電流變化量大小表示出來，實現(xiàn)對火災(zāi)參數(shù)的檢測。 正常情況下 ,光源發(fā)出的光，通過透鏡射到光敏元件上， 使 電路維持正常，如果有煙霧 ，到達光敏元件上的光就顯著減弱， 光敏元件 根據(jù) 光強 弱 的變化變成電的變化 ， 光電式感煙探測器發(fā)展很快，種類不斷增多，就其功能而言，它能實現(xiàn)早期火災(zāi)報警，除應(yīng)用于大型建筑物內(nèi)部外，還特別適用于電氣火災(zāi)危險性較大的場所，如計算機房、儀器儀表室和電纜溝、隧道等處。溫度傳感器只有在溫度發(fā)生較為大的變化時才能檢測到，而溫度突然升高時火災(zāi)已經(jīng)發(fā)生，火苗已經(jīng)出現(xiàn)，所以溫度傳感器檢測不適用于火災(zāi)發(fā)生的早期，但可在火災(zāi)發(fā)生時煙霧較少時再次報警，它往往感測的范圍較小，一般安裝在 不宜安裝感煙探測器的區(qū)域。 7 2）煙 感傳感 器 的選擇 本設(shè)計中 煙感傳感 器采用的是離子型感煙 傳感 器， 它的 內(nèi)部有微量的放射性物質(zhì)媚 (Am)241， 由于 金屬電極覆蓋 著傳感器 ， 所以 放射 物質(zhì) 不會泄露。 NIS09C 傳感器的功耗比較低也 普 遍 適 用 ,靈敏度 也比較高 。 3）溫度 傳感 器 溫度探測器使用的是集成溫度傳感器 LM94022， 因為它 工作電壓低且工作電壓范圍寬，又能與模數(shù)轉(zhuǎn)換器配合使用。 根據(jù)測 量溫度的范圍和 系統(tǒng) 電路的工作電壓選擇 比較合理的 。 表 LM94022的 4種靈敏度 GS0 GS1 靈敏度典型值 (mV/℃ ) 0 0 8 0 1 1 0 1 1 LM94022 的輸出特性如圖 所示，測量溫 度與輸出電壓在不同靈敏度時的特性。 從圖可看出， LM94022 的輸出電壓與感測的溫度是 反比 關(guān)系，并且其線性度極好 。 圖 輸出特性 表 VDD為 5V， t為 25℃ 時的輸出電壓值 被測溫度 GS=00(mV) GS=01(mV) GS=10(m