【正文】 .. 26 基于單片機無線煙霧報警系統(tǒng)設(shè)計 1 隨著 人民大眾對自身財產(chǎn)生命安全的日益重視， 如何在突發(fā)情況下保障自身財產(chǎn)生命安全已經(jīng)成為一個急待解決的課題， 每年因房屋起火，卻沒有及時得到報警而釀成慘劇的事件屢有發(fā)生， 大多數(shù) 人由于疏忽大意對于火災(zāi)產(chǎn)生的征兆缺乏判斷，往往在無法看到明火的情況無法及時的做出報警 ， 而延誤最佳的滅火時機 。該系統(tǒng)不僅應(yīng)用于單個用戶，也可以擴展到整個樓宇，在發(fā)射功率滿足的情況下，甚至整個生活小區(qū)，可同時監(jiān)視多個地點，實現(xiàn)點對點的監(jiān)視，通過無線電將報警信號發(fā)送到 監(jiān)控區(qū)的接收端，直接指示出現(xiàn)事故的方位，同時在用戶現(xiàn)場發(fā)出報警聲， 能有效的解決傳統(tǒng)的防盜器具所帶來的弊端，給人們的工作，生活 提供安全保障 。 （ 2） 多點監(jiān)視，利用編碼和解碼模塊實現(xiàn)多點的一一 對應(yīng)，從而達(dá)到多點監(jiān)視的功能。 （ 4） 顯示，采用單片機處理 數(shù)據(jù)并通過液晶顯示具體的事故方位。 煙霧檢測 電路 由 MQ2 氣敏傳感器 ， 串聯(lián)分壓電阻， LM339 電壓比較器組成，當(dāng)有煙霧產(chǎn)生時，氣敏傳感器阻值急速下降，使其串聯(lián)分壓電阻分壓急速增大 ， 當(dāng)分壓超過預(yù)定 值時， LM339 產(chǎn)生高電平 并傳送至單片機 口 ， 使單片機 執(zhí)行報警程序 ，從而發(fā)出聲音報警，同時 將 編碼芯片的 14 腳 置零以 啟動編碼模塊， 使 預(yù)設(shè)好 地址碼 ，同步碼和數(shù)據(jù)碼經(jīng) 發(fā)射模塊中所產(chǎn)生的 315MHZ高頻載波進行 ASK調(diào)幅，發(fā)出報警信號； 在接收 控制 裝置中，單片機通過對編碼芯片的控制不斷更改地址碼，以達(dá)到一對多點的接收控制，當(dāng)?shù)刂反a相同，同時發(fā)射端有報警信號時，編碼芯片 的 17 腳產(chǎn)生高電平，并將此高電平傳送至單片機的 ， 使單片機執(zhí)行中斷報警程序，發(fā)出聲音報警 并通過單片機 處理 數(shù)據(jù) 經(jīng)液晶顯示模塊 顯示出具體的事故方 位。當(dāng)無煙霧產(chǎn)生時， 氣敏傳感器阻值無明顯變化，使其串聯(lián)電阻分壓無法達(dá)到預(yù)定值而不能使單片機執(zhí)行煙霧報警程序， 煙霧檢測裝置不會產(chǎn)生聲音報警也不會發(fā)送報警信號，而接收控制裝置此時因沒有接收到任何報警信號，在單片機的控制下，液晶顯示器顯示“ all right” ，表示無報警，一切正常； 當(dāng)有煙霧產(chǎn)生時 ， 隨著煙霧濃度的增加，使氣敏傳感器阻值不斷下降，其串聯(lián)分壓電阻分壓急速增大 ， 當(dāng)分壓超過預(yù)定值時， LM339 產(chǎn)生高電平并傳送至單片機 口，使單片機執(zhí)行基于單片機無線煙霧報警系統(tǒng)設(shè)計 3 報警 程序，從而發(fā)出聲音報警，同時將編碼芯片的 14 腳置零以啟動編碼模塊，使預(yù)設(shè)好 地址碼 ，同步碼和數(shù)據(jù)碼經(jīng) 發(fā)射模塊中所產(chǎn)生的 315MHZ 高頻載波進行 ASK 調(diào)幅，發(fā)出報警信號； 在接收控制裝置中，單片機通過對編碼芯片的控制不斷更改地址碼，以達(dá)到一對多點的接收控制，當(dāng)?shù)刂反a相同，同時發(fā)射端有報警信號時，編碼芯片的 17 腳產(chǎn)生高電平，并將此高電平傳送至單片機的 ，使單片機執(zhí)行中斷報警程序，發(fā)出聲音報警 并通過單片機 將接收到報警信號時的接收編碼地址處理后通過液晶顯示器顯示出來，如“ 41： Alarming”，表示 41 號地點有 報警。 方案二： 由單片機控制煙霧檢測裝置，接收控制裝置也 采用 軟件解碼。 在接收控制裝置中，單片機通過對編碼芯片的控制不斷更改地址碼，以達(dá)到一對多點的接收控制，使其最多可以接收 212 個煙霧檢測裝置發(fā)射的信號，大大提升了系統(tǒng)的接收容量 。 比較以 上兩種設(shè)計方案，方案二整體性能較好，能達(dá)到題目的設(shè)計要求，因此采用方案 二。 器件的選型及功能 煙霧檢測電路由氣 敏元件 MQ2 對周圍環(huán)境進行檢測，只要有極少量煙霧時其阻值就迅速減小，而其串聯(lián)電阻分壓迅速增大，通過比較器 LM339 對分壓結(jié)點的監(jiān)測，當(dāng)其超過預(yù)定值時，產(chǎn)生高電平，起到煙霧檢測的功能。 （ 1） 特性 l、對煙霧有很高的靈敏度。采用對可然氣體有感度的 SnO2 材料制成的， 使用于丁烷、酒精、煙霧、液化石油氣等易燃易爆的檢測。 具有良好的重復(fù)性和長期的穩(wěn)定性。 （ 2） 應(yīng)用 范圍 可用于家庭和工廠的氣體泄漏監(jiān)測裝置， 適宜于液化氣、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氫氣、煙霧等的探測。 加熱功率： (P)約 750mW 靈敏度： R0(air)/RS (100ppmC2H5OH)＞ 5 響應(yīng)時間： Tres＜ 10 秒 恢復(fù)時間： Trec＜ 30 秒 典型參考數(shù)據(jù) 如下圖所示： 基于單片機無線煙霧報警系統(tǒng)設(shè)計 6 圖 2 MQK2 阻值圖 （ 4） 外型和結(jié)構(gòu) MQ2 氣敏元件的結(jié)構(gòu)和外形如圖 3 所示 (結(jié)構(gòu) A or B), 由微型 AL2O3 陶瓷管、 SnO2 敏感層 ,測量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在塑料或不銹鋼制成的腔體內(nèi)，加熱器為氣 敏元件提供了必要的工作條件。 圖 3 MQ2 結(jié)構(gòu)圖 圖 4 MQ2 外形圖 （ 5）注意事項 氣敏元件開始工作時，需預(yù)熱 35 分鐘后方 可正常使用。 要避免油浸，長期使用在防止灰塵堵住防爆網(wǎng)。 在公共場所中 , 如果灰塵堵住防爆網(wǎng) ,MQK2 就不容易接觸到煙霧 ,可能無法正常工作 ,這一點管理人員要注意 。 1V177。 LM339 集成塊采用 C14 型封裝， 5 為外型及管腳排列圖。 本系統(tǒng)中采用臺灣普城公 司生產(chǎn)的一種 CMOS 工藝制造 的低功耗低價位通用編解碼 芯片 PT2262/PT2272， PT2262/2272 最多可有 12 位 (A0A11)三態(tài)地址端管腳(懸空 ,接高電平 ,接低電平 ),任意組合可提供 531441 地址碼 ,PT2262 最多可有 6 位(D0D5)數(shù)據(jù)端管腳 ,設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從 17 腳串行輸出，可用于無線遙控發(fā)射電路。當(dāng)發(fā)射機沒有按鍵按下時， PT2262 不接通電源，其 17 腳為低電平，所以 315MHz 的高頻發(fā)射電路不工作，當(dāng)有按鍵按下時，PT2262 得電工作，其第 17 腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號，當(dāng) 17 腳為高電平期間 315MHz 的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號，當(dāng) 17 腳為低平期間315MHz 的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全收控于 PT2262 的 17腳輸出的數(shù)字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ ASK 調(diào)制）相當(dāng)于調(diào)制度為 100％的調(diào)幅。 應(yīng)用范圍 ： 1） 車輛防盜系統(tǒng) ； 2） 家庭防盜系統(tǒng) ； 3） 遙控玩具 ；4） 其他電器遙控 。 PT2262 參數(shù)： 表 2 極限參數(shù)（ Ta=25176。 C 貯存溫度 Tstg 40 ~ +125 176。 C VDD=） 參數(shù) 符號 測試條件 最小值 典型值 最大值 單位 電源電壓 Vcc 2 12 V 電源電流 Icc Vcc=12V振蕩器停振 A0A11 開路 uA Dout 輸出驅(qū)動電流 Ioh Vcc=5V, Voh=3V 3 mA Vcc=8V, Voh=4V 6 mA Vcc=12V, Voh=6V 10 mA Dout 輸出陷電流 Iol Vcc=5V, Vol=3V 2 mA Vcc=8V, Vol=4V 5 mA Vcc=12V, Vol=6V 9 mA 解碼 芯片 ： 圖 7 PT2272 引 腳 圖 基于單片機無線煙霧報警系統(tǒng)設(shè)計 10 表 3 PT2272 管腳說明 ： 名 字 管腳 說明 A0A11 11013 地址管腳 ,用于進行地址編碼 ,可置為 “0”,“1”,“f”(懸空 ),必須與 2262 一致 ,否則不解碼 D0D5 71013 地址或數(shù)據(jù)管腳 ,當(dāng)做為數(shù)據(jù)管腳時 ,只有在地址碼與2262 一致 ,數(shù)據(jù)管腳才能輸出與 2262 數(shù)據(jù)端對應(yīng)的高電平 ,否則輸出為低電平 ,鎖存型只有在接收到下一數(shù)據(jù)才能轉(zhuǎn)換 Vcc 18 電源正端（＋） Vss 9 電源負(fù)端（－） DIN 14 數(shù)據(jù)信號輸入端，來自接收模塊輸出端 OSC1 16 振蕩電阻輸入端，與 OSC2 所接電阻 決定振蕩頻率； OSC2 15 振蕩電阻振蕩器輸出端； VT 17 解碼有效確認(rèn) 輸出端（常低）解碼有效變成高電平（瞬態(tài)） 地址碼和數(shù)據(jù)碼都用寬度不同的脈沖來表示，兩個窄脈沖表示 “0”；兩個寬脈沖表示 “1”；一個窄脈沖和一個寬脈沖表示 “F”也就是地址碼的 “懸空 ”。 PT2272 解碼芯片 有不同的后綴，表示不同的功能，有 L4/M4/L6/M6 之分，其中 L 表示鎖存輸出，數(shù)據(jù)只要成功接收就能一直保持對應(yīng)的電平狀態(tài)，直到下次遙控數(shù)據(jù)發(fā)生變化時改變。后綴的 6 和 4 表示基于單片機無線煙霧報警系統(tǒng)設(shè)計 11 有幾路并行的控制通道，當(dāng)采用 4 路并行數(shù)據(jù)時（ PT2272M4），對應(yīng)的地址編碼應(yīng)該是 8 位，如果采用 6 路的并行數(shù)據(jù)時 (PT2272M6)，對應(yīng)的地址編碼應(yīng)該是 6 位。當(dāng)兩者地址編碼完全一致時，接收機對應(yīng)的 D1～ D4 端輸出約 4V互鎖高電平控制信號，同時 VT 端也輸出解碼有效高電平信號。 基于單片機無線煙霧報警系統(tǒng)設(shè)計 12 PT2262 和 PT2272 除地址編碼必須完全一致外，振蕩電阻還必須匹配，否則接收 距離會變近甚至無法接收，隨著技術(shù)的發(fā)展市場上出現(xiàn)一批兼容芯片，在實際使用中只要對振蕩電阻稍做改動就能配套使用 [2]，下面的參數(shù)匹配效果較好： 表 4 PT2262/PT2272 電阻匹配值 編碼發(fā)射芯片 編碼接收芯片 PT2262 PT2260 SC2260 SC2262 CS5211 PT2272/SC2272/CS5212 無 200K 無 270K 無 2M 390K 無 3M 680K 無 12M 820K 本系統(tǒng)中采用 。它集 Flash程序存儲器既可在線編程 (ISP)也可用傳統(tǒng)方法進行編程及通用 8 位微處理器于單片芯片中， ATMEL 公司的功能強