【正文】 能量時，液體或固體先蒸發(fā)成蒸汽或分解出可燃氣體(如CO、H2等)的分子團、灰燼和未燃燒的物質顆粒懸浮在空氣中，稱之為氣溶膠。在產生氣溶膠的同時，產生分子較大()的液體或固體微粒，稱為煙霧。著火后，燃燒產生的熱量使液體或固體的表面繼續(xù)放出可燃氣體，并形成擴散燃燒。這些熱量通過可燃物的直接燃燒、熱傳導、熱輻射和熱對流，使火從起火部位向周圍蔓延，導致了火勢的擴大，形成火災。根據火災發(fā)生時產生現(xiàn)象的不同，可以將火災分為慢速陰燃、明火和快速發(fā)展火焰等。明火則是火災發(fā)生時燃燒火焰產生的熱量使液體或固體的表面放出可燃氣體，并形成擴散燃燒，同時發(fā)出含有紅、紫外線的火焰。通過大量的研究表明陰燃是誘發(fā)火災的重要原因[12]。起火過程中，起初和陰燃兩個階段所占的時間比較長，雖然產生大量的煙霧，但是環(huán)境溫度不太高，若探測器就應該從此階段開始進行探測，就可以火災損失控制在最小限度。[13]。聲、光報警器顯示電路手動控制電路單片機系統(tǒng)電路煙霧、溫度傳感器電路 系統(tǒng)結構框圖單片機是整個報警系統(tǒng)的核心，系統(tǒng)的工作原理是：先通過傳感器 (包括溫感和煙感)將現(xiàn)場溫度、煙霧等非電信號轉化為電信號，再通過外接電路或者芯片內置電路將所獲取的電信號轉化為單片機可讀取的信號，傳入單片機。如果發(fā)生火災，系統(tǒng)以聲光的形式報警，并顯示著火點位置信息。(2)手動報警及取消報警的功能。(4)指定檢測點功能。本系統(tǒng)主要包括數據采集子程序、火災判斷、報警子程序與系統(tǒng)控制子程序等。當火災發(fā)生時，把火災產生的各種非電量參數(如煙霧，溫度)變成電量參數傳送給控制器?；馂奶綔y器根據火災發(fā)生時所表現(xiàn)出來的物理現(xiàn)象可以分為：氣敏型、感溫型、感煙型、感光型、感聲型五大類。單一的感溫探測器靈敏度低、探測速度慢、探測范圍小，尤其對陰燃情況不響應，因此不適用于火災早期的探測，而在設計時往往安裝在不宜安裝感煙探測器的區(qū)域[17]。感煙探測器具有非常好的早期報警功能，即使在不太好的環(huán)境條件場所也會有比較好的探測效果，它一般適用于極高的房屋或空心花板或地下室中。(3)氣體探測器氣體探測器的主要作用是在發(fā)生可燃氣體泄漏危險時，提醒有關人員采取相關措施以保護現(xiàn)場工作人員、生產設備的安全運轉以及周圍環(huán)境。但由于氣體探測器探測對像CO易與還原氣體發(fā)生化學反應，因此在有還原氣體的場所可能會發(fā)生誤報警。但煙霧圖像火災探測器對不規(guī)則物體或相似圖像可能發(fā)生誤報警。激光圖像感煙火災探測器則由于其良好的探測性能，發(fā)生誤報警的概率小，非常適合商場建筑的火災探測[19]。紫外火焰探測器靈敏度高(ms級)，反應快，適合在火災時有強烈的火焰輻射而無陰燃階段且需對火焰做出快速反應的場合，但當環(huán)境中有紫外輻射、高溫物體或有太陽光直射時可能或產生誤報警，因此，紫外火焰探測器不宜用于火焰出現(xiàn)前有濃煙擴散或有陽光直射的地方?；馂闹袝a生大量的熱，溫度也是火災的另一特性參數，和環(huán)境溫度相比火災的溫升是很明顯的，所以溫度也被用來進行火災探測[21]。溫度探測器可以很好地補充煙霧探測器造成的漏報，但由于只有在燃燒的后兩個階段才會發(fā)生明顯的變化，報警的響應時間慢。2）煙霧探測器本設計的感煙探測器采用的是MQ2氣體傳感器，其特點有：廣泛的探測范圍、 高靈敏度、快速響應恢復、優(yōu)異的穩(wěn)定性、壽命長、簡單的驅動電路等等。MQ2的規(guī)格3）溫度探測器溫度探測器使用的是DALLAS（達拉斯）公司生產的DS18B20溫度傳感器。對于我們普通的電子愛好者來說，DS18B20的優(yōu)勢更是我們學習單片機技術和開發(fā)溫度相關的小產品的不二選擇。 ?? 先進的單總線數據通信。 ?? 12位分辨率時的最大工作周期為750毫秒。 ?? 檢測溫度范圍為–55176。C (–67176。F) ?? 內置EEPROM，限溫報警功能。 ?? 多樣封裝形式，適應不同硬件系統(tǒng)。GND 電壓地 VDD 電源電壓 其一個工作周期可分為兩個部分，即溫度檢測和數據處理。18B20共有三種形態(tài)的存儲器資源，它們分別是： ROM 只讀存儲器，用于存放DS18B20ID編碼，其前8位是單線系列編碼（DS18B20的編碼是19H），后面48位是芯片唯一的序列號，最后8位是以上56的位的CRC碼（冗余校驗）。DS18B20共64位ROM。第2個字節(jié)是溫度轉換后的數據值信息，第4個字節(jié)是用戶EEPROM（常用于溫度報警值儲存）的鏡像。第5個字節(jié)則是用戶第3個EEPROM的鏡像。第9個字節(jié)為前8個字節(jié)的CRC碼?？刂破鲗?8B20操作流程： 1， 復位：首先我們必須對DS18B20芯片進行復位，復位就是由控制器（單片機）給DS18B20單總線至少480uS的低電平信號。 2， 存在脈沖：在復位電平結束之后，控制器應該將數據單總線拉高，以便于在15~60uS后接收存在脈沖，存在脈沖為一個60~240uS的低電平信號。如果復位低電平的時間不足或是單總線的電路斷路都不會接到存在脈沖，在設計時要注意意外情況的處理。ROM指令為8位長度，功能是對片內的64位光刻ROM進行操作。誠然，單總線上可以同時掛接多個器件，并通過每個器件上所獨有的ID號來區(qū)別，一般只掛接單個18B20芯片時可以跳過ROM指令（注意：此處指的跳過ROM指令并非不發(fā)送ROM指令，而是用特有的一條“跳過指令”）。操作指令同樣為8位，共6條，存儲器操作指令分別是寫RAM數據、讀RAM數據、將RAM數據復制到EEPROM、溫度轉換、將EEPROM中的報警值復制到RAM、工作方式切換。 5， 執(zhí)行或數據讀寫：一個存儲器操作指令結束后則將進行指令執(zhí)行或數據的讀寫，這個操作要視存儲器操作指令而定。如執(zhí)行數據讀寫指令則需要嚴格遵循18B20的讀寫時序來操作。 若要讀出當前的溫度數據我們需要執(zhí)行兩次工作周期，第一個周期為復位、跳過ROM指令、執(zhí)行溫度轉換存儲器操作指令、等待500uS溫度轉換時間。其它的操作流程也大同小異，在此不多介紹。AT89C52提供以下標準功能：8字節(jié)FLASH閃速存儲器，256字竹內部RAM , 32個I/O口線，3個16 位定時／計數器，一個6向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內振蕩器及時鐘電路?？臻e方式停止CPU 的工作，但允許RAM，定時／計數器．串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振蕩器一起構成自激振蕩器。由于外接電容CC2的容量大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，電容的容量大小范圍為；如果使用陶瓷諧振，則電容容量大小為。 復位電路復位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時提供復位信號，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復位信號。單片機在啟動時都需要復位，以使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。當系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，且振蕩器穩(wěn)定后，如果REST引腳上有一個高電平并維持2個機器周期(24個振蕩周期)以上，則CPU就可以響應并將系統(tǒng)復位。手動按鈕復位需要人為在復位輸入端RST上加入高電平,采用的辦法是在RST端和正電源Vcc之間接一個按鈕。由于人的動作再快也會使按鈕保持接通達數十毫秒，所以，設計完全能夠滿足復位的時間要求。 晶振電路與復位電路MQ2氣敏元件的對不同種類、不同濃度的氣體有不同的電阻值，靈敏度的調整是很重要的。 MQ2外圍電路DS18B20采用單數據總線傳送數據，即一個器件只占用一個AT89C52芯片的IO引腳，本系統(tǒng)要最多檢測8個位置，因此設計將AT89C52的P2口由于溫度采集。 數據采集電路聲光報警顯示電路在AT89C52的控制下，可在外部環(huán)境異常時蜂鳴器發(fā)出警報聲，紅色led燈點亮，紅色數碼管其位置信息。所以，當P0作普通IO時，必須用上拉電阻將其電平拉高，上拉電阻不起限流作用。為了簡化電路節(jié)省單片機的管腳，采用了74ls47芯片為數碼管編碼，使得本來要占用的7個單片機管腳變?yōu)橹徽加?個。至此P0口的8個管腳用掉了6個，剩余的兩個管腳分別連接蜂鳴器電路和紅色led電路即可完成此部分的設計。這樣使得被來要占用的10個單片機管腳變?yōu)?個。 系統(tǒng)控制電路4 火災報警系統(tǒng)程序設計本系統(tǒng)摒棄了傳統(tǒng)的匯編語言而采用C語言進行程序設計。數據結構方面，可以使用結構體和數組，能夠處理復雜的數據，可用于實時處理系統(tǒng)。 Keil C51軟件提供豐富的庫函數和功能強大的集成開發(fā)調試工具，全Windows界面。在開發(fā)大型軟件時更能 體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。主要功能要求：（1）實時檢測至多8個監(jiān)測點的環(huán)境溫度、煙霧濃度等因素變化，以判斷是否出現(xiàn)火警；（2）判定某監(jiān)控點出現(xiàn)火警時進行聲光報警，并顯示此監(jiān)控點編號；（3）能手動報警和取消報警；（4）能手動進行系統(tǒng)檢測；（5）監(jiān)控點數目可以通過鍵盤設置。高電頻意味著沒有出現(xiàn)異常，低電頻意味著煙霧指數出現(xiàn)異常。在讀取的同時也實現(xiàn)了判斷功能，因此也是把報警功能和取消報警功能跟煙霧數據采集結合于一體的原因。每采集一次溫度信息的流程為：讀取溫度，并轉換為所需的值器件復位跳過ROM命令，設置讀模式跳過ROM命令，執(zhí)行溫度轉化命令并等待完成器件復位器件復位溫度采集子函數：unsigned int temperature(unsigned char Q){ unsigned char temp1,temp2。 rst18B20(Q)。 write18B20(Q,0x44)。 write18B20(Q,0xcc)。 temp1=read18B20(Q)。//高8位 temp=temp2。 temp+=temp1。 //保留一位小數 return temp。由于電路連接對應的是單片機的P3口，所以該函數要借助輔助子函數unsigned char getQ（unsigned char i）來將1~8轉化為P2口的P2^0~P2^7管腳即：0x01,0x02,0x04,0x10,0x20,0x40,。根據任務要求，火災判斷報警子程序要實現(xiàn)兩個功能：、煙霧濃度值進行判斷，觸發(fā)報警；，當報警產生時如果被按下，則取消當前的報警，如果再次被按下，則恢復報警功能。 temp=(i1)。 delaynms(1)。 if((denseamp。amp。temp)==0)){ led=0。 seg7(i,2)。amp。 led=0。 seg7(i,2)。 buzz=1。}此函數中的參數則指的是檢測點的位置。數碼管顯示子函數：void seg7(unsigned char value,unsigned char lock){ if(value%2==1) AA=1。 value/=2。 else BB=0。 if(value%2==1) CC=1。 value/=2