【正文】 的分子團(tuán)、灰燼和未燃燒的物質(zhì)顆粒懸浮在空氣中，稱之為氣溶膠。在產(chǎn)生氣溶膠的同時(shí)，產(chǎn)生分子較大()的液體或固體微粒，稱為煙霧。著火后，燃燒產(chǎn)生的熱量使液體或固體的表面繼續(xù)放出可燃?xì)怏w，并形成擴(kuò)散燃燒。這些熱量通過可燃物的直接燃燒、熱傳導(dǎo)、熱輻射和熱對(duì)流，使火從起火部位向周圍蔓延，導(dǎo)致了火勢(shì)的擴(kuò)大，形成火災(zāi)。根據(jù)火災(zāi)發(fā)生時(shí)產(chǎn)生現(xiàn)象的不同，可以將火災(zāi)分為慢速陰燃、明火和快速發(fā)展火焰等。明火則是火災(zāi)發(fā)生時(shí)燃燒火焰產(chǎn)生的熱量使液體或固體的表面放出可燃?xì)怏w，并形成擴(kuò)散燃燒，同時(shí)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(zāi)的重要原因[12]。起火過程中，起初和陰燃兩個(gè)階段所占的時(shí)間比較長(zhǎng)，雖然產(chǎn)生大量的煙霧，但是環(huán)境溫度不太高，若探測(cè)器就應(yīng)該從此階段開始進(jìn)行探測(cè)，就可以火災(zāi)損失控制在最小限度。[13]。聲、光報(bào)警器顯示電路手動(dòng)控制電路單片機(jī)系統(tǒng)電路煙霧、溫度傳感器電路 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖單片機(jī)是整個(gè)報(bào)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(chǎng)溫度、煙霧等非電信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，再通過外接電路或者芯片內(nèi)置電路將所獲取的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為單片機(jī)可讀取的信號(hào)，傳入單片機(jī)。如果發(fā)生火災(zāi)，系統(tǒng)以聲光的形式報(bào)警，并顯示著火點(diǎn)位置信息。(2)手動(dòng)報(bào)警及取消報(bào)警的功能。(4)指定檢測(cè)點(diǎn)功能。本系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集子程序、火災(zāi)判斷、報(bào)警子程序與系統(tǒng)控制子程序等。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，把火災(zāi)產(chǎn)生的各種非電量參數(shù)(如煙霧，溫度)變成電量參數(shù)傳送給控制器?；馂?zāi)探測(cè)器根據(jù)火災(zāi)發(fā)生時(shí)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(cè)器靈敏度低、探測(cè)速度慢、探測(cè)范圍小，尤其對(duì)陰燃情況不響應(yīng)，因此不適用于火災(zāi)早期的探測(cè)，而在設(shè)計(jì)時(shí)往往安裝在不宜安裝感煙探測(cè)器的區(qū)域[17]。感煙探測(cè)器具有非常好的早期報(bào)警功能，即使在不太好的環(huán)境條件場(chǎng)所也會(huì)有比較好的探測(cè)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(cè)器氣體探測(cè)器的主要作用是在發(fā)生可燃?xì)怏w泄漏危險(xiǎn)時(shí)，提醒有關(guān)人員采取相關(guān)措施以保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)工作人員、生產(chǎn)設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)以及周圍環(huán)境。但由于氣體探測(cè)器探測(cè)對(duì)像CO易與還原氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此在有還原氣體的場(chǎng)所可能會(huì)發(fā)生誤報(bào)警。但煙霧圖像火災(zāi)探測(cè)器對(duì)不規(guī)則物體或相似圖像可能發(fā)生誤報(bào)警。激光圖像感煙火災(zāi)探測(cè)器則由于其良好的探測(cè)性能，發(fā)生誤報(bào)警的概率小，非常適合商場(chǎng)建筑的火災(zāi)探測(cè)[19]。紫外火焰探測(cè)器靈敏度高(ms級(jí))，反應(yīng)快，適合在火災(zāi)時(shí)有強(qiáng)烈的火焰輻射而無陰燃階段且需對(duì)火焰做出快速反應(yīng)的場(chǎng)合，但當(dāng)環(huán)境中有紫外輻射、高溫物體或有太陽光直射時(shí)可能或產(chǎn)生誤報(bào)警，因此，紫外火焰探測(cè)器不宜用于火焰出現(xiàn)前有濃煙擴(kuò)散或有陽光直射的地方?；馂?zāi)中會(huì)產(chǎn)生大量的熱，溫度也是火災(zāi)的另一特性參數(shù)，和環(huán)境溫度相比火災(zāi)的溫升是很明顯的，所以溫度也被用來進(jìn)行火災(zāi)探測(cè)[21]。溫度探測(cè)器可以很好地補(bǔ)充煙霧探測(cè)器造成的漏報(bào)，但由于只有在燃燒的后兩個(gè)階段才會(huì)發(fā)生明顯的變化，報(bào)警的響應(yīng)時(shí)間慢。2）煙霧探測(cè)器本設(shè)計(jì)的感煙探測(cè)器采用的是MQ2氣體傳感器，其特點(diǎn)有：廣泛的探測(cè)范圍、 高靈敏度、快速響應(yīng)恢復(fù)、優(yōu)異的穩(wěn)定性、壽命長(zhǎng)、簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)電路等等。MQ2的規(guī)格3）溫度探測(cè)器溫度探測(cè)器使用的是DALLAS（達(dá)拉斯）公司生產(chǎn)的DS18B20溫度傳感器。對(duì)于我們普通的電子愛好者來說，DS18B20的優(yōu)勢(shì)更是我們學(xué)習(xí)單片機(jī)技術(shù)和開發(fā)溫度相關(guān)的小產(chǎn)品的不二選擇。 ?? 先進(jìn)的單總線數(shù)據(jù)通信。 ?? 12位分辨率時(shí)的最大工作周期為750毫秒。 ?? 檢測(cè)溫度范圍為–55176。C (–67176。F) ?? 內(nèi)置EEPROM，限溫報(bào)警功能。 ?? 多樣封裝形式，適應(yīng)不同硬件系統(tǒng)。GND 電壓地 VDD 電源電壓 其一個(gè)工作周期可分為兩個(gè)部分，即溫度檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理。18B20共有三種形態(tài)的存儲(chǔ)器資源，它們分別是： ROM 只讀存儲(chǔ)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(hào)，最后8位是以上56的位的CRC碼（冗余校驗(yàn)）。DS18B20共64位ROM。第2個(gè)字節(jié)是溫度轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)值信息，第4個(gè)字節(jié)是用戶EEPROM（常用于溫度報(bào)警值儲(chǔ)存）的鏡像。第5個(gè)字節(jié)則是用戶第3個(gè)EEPROM的鏡像。第9個(gè)字節(jié)為前8個(gè)字節(jié)的CRC碼?？刂破鲗?duì)18B20操作流程： 1， 復(fù)位：首先我們必須對(duì)DS18B20芯片進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位就是由控制器（單片機(jī)）給DS18B20單總線至少480uS的低電平信號(hào)。 2， 存在脈沖：在復(fù)位電平結(jié)束之后，控制器應(yīng)該將數(shù)據(jù)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(gè)60~240uS的低電平信號(hào)。如果復(fù)位低電平的時(shí)間不足或是單總線的電路斷路都不會(huì)接到存在脈沖，在設(shè)計(jì)時(shí)要注意意外情況的處理。ROM指令為8位長(zhǎng)度，功能是對(duì)片內(nèi)的64位光刻ROM進(jìn)行操作。誠(chéng)然，單總線上可以同時(shí)掛接多個(gè)器件，并通過每個(gè)器件上所獨(dú)有的ID號(hào)來區(qū)別，一般只掛接單個(gè)18B20芯片時(shí)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(chǔ)器操作指令分別是寫RAM數(shù)據(jù)、讀RAM數(shù)據(jù)、將RAM數(shù)據(jù)復(fù)制到EEPROM、溫度轉(zhuǎn)換、將EEPROM中的報(bào)警值復(fù)制到RAM、工作方式切換。 5， 執(zhí)行或數(shù)據(jù)讀寫：一個(gè)存儲(chǔ)器操作指令結(jié)束后則將進(jìn)行指令執(zhí)行或數(shù)據(jù)的讀寫，這個(gè)操作要視存儲(chǔ)器操作指令而定。如執(zhí)行數(shù)據(jù)讀寫指令則需要嚴(yán)格遵循18B20的讀寫時(shí)序來操作。 若要讀出當(dāng)前的溫度數(shù)據(jù)我們需要執(zhí)行兩次工作周期，第一個(gè)周期為復(fù)位、跳過ROM指令、執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器操作指令、等待500uS溫度轉(zhuǎn)換時(shí)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(biāo)準(zhǔn)功能：8字節(jié)FLASH閃速存儲(chǔ)器，256字竹內(nèi)部RAM , 32個(gè)I/O口線，3個(gè)16 位定時(shí)／計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。空閑方式停止CPU 的工作，但允許RAM，定時(shí)／計(jì)數(shù)器．串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。這個(gè)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(gòu)成自激振蕩器。由于外接電容CC2的容量大小會(huì)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(fù)位電路復(fù)位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復(fù)位信號(hào)。單片機(jī)在啟動(dòng)時(shí)都需要復(fù)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(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后，如果REST引腳上有一個(gè)高電平并維持2個(gè)機(jī)器周期(24個(gè)振蕩周期)以上，則CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。手動(dòng)按鈕復(fù)位需要人為在復(fù)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(gè)按鈕。由于人的動(dòng)作再快也會(huì)使按鈕保持接通達(dá)數(shù)十毫秒，所以，設(shè)計(jì)完全能夠滿足復(fù)位的時(shí)間要求。 晶振電路與復(fù)位電路MQ2氣敏元件的對(duì)不同種類、不同濃度的氣體有不同的電阻值，靈敏度的調(diào)整是很重要的。 MQ2外圍電路DS18B20采用單數(shù)據(jù)總線傳送數(shù)據(jù)，即一個(gè)器件只占用一個(gè)AT89C52芯片的IO引腳，本系統(tǒng)要最多檢測(cè)8個(gè)位置，因此設(shè)計(jì)將AT89C52的P2口由于溫度采集。 數(shù)據(jù)采集電路聲光報(bào)警顯示電路在AT89C52的控制下，可在外部環(huán)境異常時(shí)蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲，紅色led燈點(diǎn)亮，紅色數(shù)碼管其位置信息。所以，當(dāng)P0作普通IO時(shí)，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(jiǎn)化電路節(jié)省單片機(jī)的管腳，采用了74ls47芯片為數(shù)碼管編碼，使得本來要占用的7個(gè)單片機(jī)管腳變?yōu)橹徽加?個(gè)。至此P0口的8個(gè)管腳用掉了6個(gè)，剩余的兩個(gè)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(shè)計(jì)。這樣使得被來要占用的10個(gè)單片機(jī)管腳變?yōu)?個(gè)。 系統(tǒng)控制電路4 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)本系統(tǒng)摒棄了傳統(tǒng)的匯編語言而采用C語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方面，可以使用結(jié)構(gòu)體和數(shù)組，能夠處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)，可用于實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)。 Keil C51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。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)。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(shí)時(shí)檢測(cè)至多8個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)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(diǎn)出現(xiàn)火警時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警，并顯示此監(jiān)控點(diǎn)編號(hào)；（3）能手動(dòng)報(bào)警和取消報(bào)警；（4）能手動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)檢測(cè)；（5）監(jiān)控點(diǎn)數(shù)目可以通過鍵盤設(shè)置。高電頻意味著沒有出現(xiàn)異常，低電頻意味著煙霧指數(shù)出現(xiàn)異常。在讀取的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了判斷功能，因此也是把報(bào)警功能和取消報(bào)警功能跟煙霧數(shù)據(jù)采集結(jié)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(zhuǎn)換為所需的值器件復(fù)位跳過ROM命令，設(shè)置讀模式跳過ROM命令，執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)化命令并等待完成器件復(fù)位器件復(fù)位溫度采集子函數(shù)：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(shù) return temp。由于電路連接對(duì)應(yīng)的是單片機(jī)的P3口，所以該函數(shù)要借助輔助子函數(shù)unsigned char getQ（unsigned char i）來將1~8轉(zhuǎn)化為P2口的P2^0~P2^7管腳即：0x01,0x02,0x04,0x10,0x20,0x40,。根據(jù)任務(wù)要求，火災(zāi)判斷報(bào)警子程序要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能：、煙霧濃度值進(jìn)行判斷，觸發(fā)報(bào)警；，當(dāng)報(bào)警產(chǎn)生時(shí)如果被按下，則取消當(dāng)前的報(bào)警，如果再次被按下，則恢復(fù)報(bào)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(shù)中的參數(shù)則指的是檢測(cè)點(diǎn)的位置。數(shù)碼管顯示子函數(shù)：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。 else DD=0。