火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警器

彭明亮

摘要： 該文設(shè)計(jì)了一種基于AT89S52單片機(jī)、溫度傳感器DS18B20和煙霧傳感器MQ-2的火災(zāi)報(bào)警器，并結(jié)合部分轉(zhuǎn)換電路的使用和利用多傳感器信息融合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了聲光報(bào)警的實(shí)用、可靠的性能。該設(shè)計(jì)重點(diǎn)講述了該系統(tǒng)的工作原理及組成形式。實(shí)踐表明，微智能控制系統(tǒng)一些自動(dòng)控制領(lǐng)域以及報(bào)警控制技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：火災(zāi)報(bào)警；單片機(jī)；煙霧傳感器；溫度傳感器

中圖分類號(hào)：TM925 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）22-5355-02

隨著現(xiàn)代社會(huì)用火、用電量的增長(zhǎng)，火災(zāi)發(fā)生的頻率越來越高。對(duì)于火災(zāi)的預(yù)警顯得尤為重要，特別在一些智能樓宇、人多繁華的地方。該文提出的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警器的設(shè)計(jì)方案是采用AT89S52單片機(jī)、溫度傳感器DS18B20和煙霧傳感器MQ-2的火災(zāi)報(bào)警器等實(shí)現(xiàn)火災(zāi)的自動(dòng)報(bào)警。

1 設(shè)計(jì)思想

當(dāng)環(huán)境出現(xiàn)異常（如煙霧濃度過大或溫度較高）時(shí)，能發(fā)出異常報(bào)警信號(hào)，引起人們注意，這樣可以盡可能的避免火災(zāi)的發(fā)生；一旦真正發(fā)生火災(zāi)（也就是說煙霧濃度和溫度同時(shí)出現(xiàn)異常）時(shí)，能立即報(bào)警；在實(shí)時(shí)環(huán)境中通過傳感器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)溫度和煙霧濃度進(jìn)行監(jiān)控，并將記錄的數(shù)據(jù)顯示在液晶顯示屏上，以方便預(yù)防火災(zāi)。 整體設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。

2 硬件設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)芯片選型

AT89S52是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8KB的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（PEROM）和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），期間采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大AT89S52單片機(jī)可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域[1]。

MQ-2煙霧傳感器對(duì)液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度高，對(duì)天然氣和其它可燃蒸汽的檢測(cè)也非常理想?；馂?zāi)中的氣體煙霧主要成分是二氧化碳和CO，所以這種傳感器可檢測(cè)多種可燃性氣體，是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器。

DS18B20溫度傳感器它以超低的硬件開消，超小的體積，超強(qiáng)的搞干擾能力和他的高精度和內(nèi)置的定溫保存功能而更能適合這次的設(shè)計(jì)。

ADC0809 是逐次逼近式A/D 轉(zhuǎn)換器，是自帶8 路多路開關(guān)、8 位A/D 轉(zhuǎn)換器以及與單片機(jī)兼容控制邏輯的CMOS 組件[2]。它可以和單片機(jī)I/O直接相連。在設(shè)計(jì)中煙霧傳感器的輸出電路經(jīng)放大后連接到ADC0809的IN0端，數(shù)據(jù)輸出端D0-D7與單片機(jī)的P0口相連。

2.2 顯示模塊設(shè)計(jì)

系統(tǒng)選用的顯示模塊為L(zhǎng)CD1602液晶顯示屏。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中，第一行顯示：TEMP（溫度）、溫度值，第二行顯示：DESNITY（煙霧濃度）、濃度值。溫度和濃度值會(huì)根據(jù)溫度傳感器和MQ-2傳回的數(shù)據(jù)顯示時(shí)事數(shù)據(jù)。顯示模塊電路連線圖如圖2所示。顯示模塊的數(shù)據(jù)是從單片機(jī)的P0口輸入且P0口需接上拉電阻[3]。因?yàn)镻0口內(nèi)部沒有集成上拉電阻，輸出電流微弱不足以驅(qū)動(dòng)LCD，因此要接上拉電阻?？刂贫丝赗/S、R/W、EN分別接單片機(jī)的P20、P21、P22口。

2.3 報(bào)警模塊電路設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的報(bào)警設(shè)備為聲光報(bào)警裝置，主要是在確認(rèn)火災(zāi)報(bào)警的情況下二極管LED燈變亮且蜂鳴器同時(shí)發(fā)出聲響。設(shè)計(jì)中采用了兩個(gè)二極管LED燈作為高溫警示燈和高濃度警示燈，運(yùn)用二極管的正向?qū)ㄌ匦?，可以用單片機(jī)本身輸出的數(shù)字信號(hào)直接控制LED的亮滅，具體電路圖如圖3 所示。蜂鳴器接在單片機(jī)的TXD端口，在報(bào)警時(shí)會(huì)產(chǎn)生一連串的“嘟嘟”聲報(bào)警，下面接一個(gè)三極管的作用第一是放大電流，第二選擇導(dǎo)通性[4]。具體電路圖如圖4所示。警報(bào)解除按鈕一端鏈接在單片機(jī)的TXD端，另一端與地相連，當(dāng)產(chǎn)生誤報(bào)時(shí)，可手動(dòng)按下開關(guān)，解除警報(bào)。

3 程序流程

數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào)傳送至給P0口端口，單片機(jī)讀取P0口的信號(hào)并和程序設(shè)定的值進(jìn)行比較判定，如果煙霧濃度大于等于預(yù)定值，那么單片機(jī)的P2.5輸出低電平，使DS2亮，產(chǎn)生高濃度警報(bào)，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生一個(gè)蜂鳴器的定時(shí)中斷，P3.1口會(huì)輸出一個(gè)脈沖頻率，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器響，產(chǎn)生火災(zāi)警報(bào)。溫度傳感器接在單片機(jī)的P2.3口，如果溫度大于等于程序預(yù)定值40攝氏度時(shí)，則單片機(jī)會(huì)將P2.4口輸出電平拉低，則致使DS1亮，產(chǎn)生高溫警報(bào)；如果溫度小于預(yù)定值40攝氏度，則P2.4口輸出高電平，DS1滅說明溫度正常。如果溫度、濃度同時(shí)超過預(yù)定值，則DS1、DS2同時(shí)亮，且蜂鳴器發(fā)出聲響，則發(fā)生火災(zāi)報(bào)警。主程序流程圖如圖5所示。

4 總結(jié)

本文設(shè)計(jì)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)靈敏度更高、在火災(zāi)發(fā)生的早期就能準(zhǔn)確的報(bào)警，具有系統(tǒng)安全可靠，誤報(bào)漏報(bào)率低等優(yōu)點(diǎn)?；具_(dá)到了預(yù)定的要求，在硬件選取上符合了成本代價(jià)低，精確度高，實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。在軟件上，符合總體程序的設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)單便捷的將程序模塊化，便于調(diào)用。本設(shè)計(jì)也有些不完善在地方，在后期也可以添加一些其他模塊，這樣就可以實(shí)現(xiàn)更多的功能，比如添加通信模塊，這樣就可以遠(yuǎn)距離將數(shù)據(jù)和報(bào)警傳輸?shù)焦芾韱T處：添加繼電器模塊，連接灑水裝置，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)滅火?？梢姳驹O(shè)計(jì)還是不夠完善，可擴(kuò)展性的方面還是很多的。

參考文獻(xiàn)：

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