【正文】 個預(yù)設(shè)值(也 就是報警限)，如果大于則啟動報警電路發(fā)出報警聲音，反之則為正常狀 態(tài)。煙霧信號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 號轉(zhuǎn)化為模擬的電信號。 (2)擴(kuò)展部分 (a) 再加入一路傳感器信號采集電路，利用雙通道數(shù)據(jù)實現(xiàn)采集的優(yōu)化，主要是利用輔助的一路進(jìn)行修正主傳感器，以提高精度和可靠性。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)。 (c)系統(tǒng)的軟件編制。(b)以STC12C5410AD單片機(jī)為中央處理器，對硬件電路進(jìn)行設(shè)計和 改進(jìn)，使其功能更加完善。此種儀器廣泛應(yīng)用于液化氣站、汽車加油站、鍋爐房等工業(yè)場所。探測器安裝在防爆現(xiàn)場，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。若有燃?xì)庑孤?，檢漏儀便會發(fā)出聲光報警，同時數(shù)字顯示煙霧濃 度，以便及時采取安全措施，防止爆炸等惡性事故的發(fā)生。工業(yè)用燃?xì)鈭缶骷坝卸緹熿F報警器根 據(jù)檢測環(huán)境的不同，也可分為檢漏儀、控制器和探測器。(1) 民用火災(zāi)煙霧報警器 民用火災(zāi)煙霧報警器為居民家庭用的火災(zāi)報警器,一般安裝在廚房，遇到火災(zāi)產(chǎn)生的煙霧時時，報警器可發(fā)出聲光報警，或同時伴有數(shù)字顯示，同時聯(lián)動 外部設(shè)備。近年來，在煙霧選擇性和產(chǎn)品穩(wěn)定性上也有很大進(jìn)步。 我國在70年代初期開始研制煙霧報警器，生產(chǎn)型號多樣、品種較齊全，應(yīng)用范圍也由單一的煉油系統(tǒng)擴(kuò)展到幾乎所有危險作業(yè)環(huán)境的各種類型報警器，產(chǎn)品數(shù)量也在不斷增加。隨著傳感器生產(chǎn) 工藝水平逐步提高，傳感器日益小型化、集成度不斷增大，使得煙霧檢測 儀器的體積也逐漸變小，提高了煙霧檢測儀器的便攜性，更加利于生產(chǎn)、運(yùn)輸及市場推廣。 國外從20世紀(jì)30年代開始研究及開發(fā)煙霧傳感器，且發(fā)展迅速，一 方面是因為人們安全意識增強(qiáng)，對環(huán)境安全性和生活舒適性要求提高；另 一方面是因為傳感器市場增長受到政府安全法規(guī)的推動。到2006年底，全 國沼氣池數(shù)量已達(dá)近1300萬座，這就為檢測沼氣（主要成分是甲烷）濃 度的儀器提供了市場。隨著全社會對防火防爆及人身安全的重視程度的提高，這個數(shù)字會繼 續(xù)增長。目前我國已有許多城市鋪設(shè)了煤氣管道，使用人口約達(dá)二億人，煤氣 發(fā)生基地及中轉(zhuǎn)站也達(dá)幾千家?！督ㄖO(shè)計防火規(guī)范》(GBJ1687):“散發(fā)可燃煙霧、可燃蒸汽的甲類廠房和場所，應(yīng)設(shè)置煙霧濃度檢測報警裝置”。該報警裝置是石油化學(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。保衛(wèi)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)，防止火災(zāi)引起燃燒、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。因此，研究煙霧的檢測方法與研制煙霧報警 器就成為傳感器技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域的一個重要課題。保衛(wèi)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)，防止火災(zāi)引起燃燒、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。The present paper take leaves the minor smog sensor and the monolithic integrated circuit technology unifies as the core and with other electronic technology, designs one kind of technical level good smog alarm which selects the 2M007 semiconductor resistance type smog sensor realization smog the examination, has the sensitivity high, responds, the antijamming ability quickly strong and so on the merits, moreover the price is inexpensive, the service life is the STC12C5410AD monolithic integrated circuit, its conformity A/D transformed, the hardware multiplier, resources and so on hardware PDM keyer, has high speed, low merits and so on power loss, ultra strong antijamming, is the present similar technology neutral price quite high product. May realize the acoustooptics take the STC12C5410AD monolithic integrated circuit and the 2M007 semiconductor resistance type gas sensor as the core design smog alarm apparatus to report to the police, the breakdown from the diagnosis, the density demonstrated, reports to the police limits the establishment, the time delay reports to the police and with functions and so in position machine serial port one kind of structure simple, the performance stable, the easy to operate, the price inexpensive, the intellectualized smog alarm certain practical value.Key word: Smog, alarm apparatus, STC12C5410, sensor目 錄摘要 1Abstract 2第一章 緒論 目的和意義 5 5 5 5 6第二章 煙霧檢測報警器的方案設(shè)計 8 8 8 8 10 MQ2型煙霧傳感器的工作原理 11 MQ2型傳感器的特性及主要技術(shù)指標(biāo) 12 13 13 14 14 15 15第三章 煙霧檢測報警器的硬件設(shè)計 17 17 17 STC12C5410AD單片機(jī)的特點 18 19 19 21 22 23 25 26第四章 煙霧檢測報警器的軟件設(shè)計 27 STC12系列單片機(jī)調(diào)試及開發(fā)工具 27 27 27 29 29 31 35 36 39第五章 實驗檢定及誤差分析 40 40(LEL)概念介紹 40 40 42 43結(jié) 論 44參考文獻(xiàn) 45致 謝 47附 錄1 48第一章 緒論、目的和意義 隨著科技的發(fā)展，越來越多的巨大的隱患由于工業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活而產(chǎn)生。具有一定的實用價值。以STC12C5410AD單片機(jī)和MQ2型半導(dǎo)體電阻式煙霧傳感器為核心設(shè)計的煙霧報警器可實現(xiàn)聲光報警、故障自診斷、濃度顯示、報警限設(shè)置、延時報警及與上位機(jī)串口通信等功能。其中選用MQ2型半導(dǎo)體可燃?xì)怏w敏感元件煙霧傳感器實現(xiàn)煙霧的檢測，具有靈敏度高、響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點，而且價格低廉，使用壽命長。本文利用單片機(jī)結(jié)合傳感器技術(shù)而開發(fā)設(shè)計了這一煙霧監(jiān)控系統(tǒng)。因此，了解并掌握各類傳感器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及特性是非常重要的。摘要隨著“信息時代”的到來，作為獲取信息的手段——傳感器技術(shù)得到了顯著的進(jìn)步，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，對其要求越來越高，需求越來越迫切。傳感器技術(shù)已成為衡量一個國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。 為了提高對傳感器的認(rèn)識和了解，尤其是對煙霧傳感器的深入研究以及其用法與用途，基于實用、廣泛和典型的原則而設(shè)計了本系統(tǒng)。 本論文以電阻式煙霧傳感器和單片機(jī)技術(shù)為核心并與其他電子技術(shù)相結(jié)合， 設(shè)計出一種技術(shù)水平較好的煙霧報警器。選用的STC12C5410AD單片機(jī)，其整合了A/D轉(zhuǎn)換、硬件乘法器、硬件脈寬調(diào)制器等資源，具 有高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾等優(yōu)點，是目前同類技術(shù)中性價比較高的產(chǎn) 品。是一種結(jié)構(gòu)簡單、性能 穩(wěn)定、使用方便、價格低廉、智能化的煙霧報警器。關(guān)鍵詞：煙霧，報警器，STC12C5410，傳感器AbstractWhile “information age” the arrival, obtained the remarkable progress as the gain information method sensor technology, its application domain is more and more widespread, is more and more high to its request, the demand is more and more sensor technology has bee weighs one of national science and technology level of development important , understood and grasps each kind of sensor the basic structure, the principle of work and the characteristic is extremely important.In order to enhance to the sensor understanding and the understanding, in particular to the smog sensor thorough research as well as its usage and the use, based on practical, widespread and the model principle has designed this article used the monolithic integrated circuit union sensor technology to develop has designed this smog supervisory system.。為了早期發(fā)現(xiàn)和通報火災(zāi)，防止和減少火災(zāi)危害，保護(hù)人身和財產(chǎn)安全。為了減少這類事故的發(fā)生，就必須對煙霧進(jìn)行現(xiàn)場實時檢測，采用先進(jìn)可靠的安全檢測儀表，嚴(yán)密監(jiān)測環(huán)境中煙霧的濃度， 及早發(fā)現(xiàn)事故隱患，采取有效措施，避免事故發(fā)生，才能確保工業(yè)安全和 家庭生活安全。 為了早期發(fā)現(xiàn)和通報火災(zāi)，防止和減少火災(zāi)危害，保護(hù)人身和財產(chǎn)安全。煙霧檢測報警裝置是能夠檢測環(huán)境中的煙霧濃度并具 有報警功能的儀器。煙霧報警器屬于《中華人 民共和國強(qiáng)制檢定的工作計量器具目錄》中第46項，它歸類于物理化學(xué) 計量器具。2003年12月，國家執(zhí)行新的煙霧探測器標(biāo)準(zhǔn)(GB 153222003)《可燃煙霧探測器》，2004年10月國家頒布《可燃煙霧檢測報警器規(guī)程JJG6932004》，研究新型、性能穩(wěn)定、準(zhǔn)確監(jiān)測可燃性氣 體，并合乎國家相關(guān)規(guī)定的報警器具有極其重要得意義。如果這些家用燃?xì)夂兔簹饣丶爸修D(zhuǎn)站的 報警率按10% 計算，煙霧檢測報警器的需求量就達(dá)2000萬臺以 上。 近十年來，農(nóng)村的沼氣使用也得到了極大的發(fā)展。可見，煙霧報警器具有十分廣闊的市場前景。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計，美 國1996年~2002年煙霧傳感器年均增長率為27%~30%。 1963年5月，日本開發(fā)完成第一臺接觸燃燒式家用燃?xì)庑孤﹫缶?，次?2月其改良產(chǎn)品問世，改良的報警器可以檢測燃?xì)?、一氧化碳等?體，可以安裝在浴室或者采用集中監(jiān)視。但主要是在引進(jìn)國外先進(jìn)的傳感器技術(shù)和先進(jìn)的生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上，進(jìn)行研究與開發(fā)形成自己的特色。燃?xì)鈭缶骺煞譃槊裼没馂?zāi)煙霧報警器、工業(yè)用煙霧報警器、 有毒有害煙霧報警器三大系列產(chǎn)品。有的報警器可自動開啟排風(fēng)扇，把煙霧排出室外 (2) 工業(yè)用煙霧報警器及有毒有害煙霧報警器 工業(yè)用煙霧報警器及有毒有害煙霧報警器只是檢測探頭有差異，而在原理和應(yīng)用中都很相近。 檢漏儀的體積較小，可隨身攜帶或手持，主要應(yīng)用于燃?xì)夤芾淼牟槁?與巡檢。 控制器與探測器結(jié)合使用，可在防爆現(xiàn)場長期監(jiān)測煙霧的濃度。當(dāng)在現(xiàn)場的探測器探測到燃?xì)庑孤┲?，通過屏蔽電纜線將信號傳到控制器，控制器發(fā)出聲光報警，同時啟動排風(fēng)裝置或關(guān)閉電磁閥切斷氣源，以確保安全。 本篇論文是煙霧報警器的研制，主要基本部分和擴(kuò)展部分：(1) 基本部分(a)對系統(tǒng)進(jìn)行整體規(guī)劃和結(jié)構(gòu)設(shè)計。系統(tǒng)硬件電路主要分為前置放大電路、鍵盤電 路、串口通信電路、聲音報警電路、狀態(tài)指示燈電路、液晶顯示電路六個 部分。按照軟件實現(xiàn)的功能，主要分為主程序、初始 化子程序、鍵盤處理子程序、濾波子程序、線性化處理子程序、濃度顯示 子程序、報警子程序、報警限值設(shè)置子程序、串口通信子程序。 (d)硬件電路和軟件的綜合調(diào)試。第二章 煙霧檢測報警器的方案設(shè)計煙霧檢測報警器是能夠檢測環(huán)境中的煙霧濃度，并具有報警功能的儀器，儀器的最基本組成部分應(yīng)包括：煙霧信號采集電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)控制電路。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將從煙霧檢測電路送出的模擬信號 轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可識別的數(shù)字信號后送入單片機(jī)。為方便檢測與監(jiān)控，使儀器測試人員及用戶能夠直觀地觀察到環(huán)境中 的可燃煙霧濃度值，可將濃度值送到顯示屏中。為使報警裝置更加完善，可以在聲音報警基礎(chǔ)上，加入光閃報警， 變化的光信號可以引起用戶注意，彌補(bǔ)嘈雜環(huán)境中聲音報警的局限。煙霧傳感器及單片機(jī)是可燃煙霧檢測報警器的兩大核心，根據(jù)報警器 功能的需要，選擇合適、精確、經(jīng)濟(jì)的煙霧傳感器及單片機(jī)芯片是 至關(guān)重要的。單片機(jī)作為硬件電路 的核心，它的選型將在第三章詳述。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。 (