基于单片机烟雾报警设计参考.doc

摘要 在时代和经济的飞速发展的今天，人民生活水平极大提高，人类的安全意识进一步加强，安全问题更是人们关心的。尤其是火灾，火灾一旦发生就会对家庭乃至社会安全以及人类生命财产造成了异常大的威胁，因此预防火灾的工作就变得越来越重要，无论是城市还是农村，无论是发达还是贫穷。人们对安全的要求肯定是最为强烈的。就像中东地区，没有一个稳定安全的社会环境谈什么社会经济的发展。火灾就像隐藏在我们周围的一颗炸弹一样，我们并不知道它什么时候会爆炸，我们能做的就是居安思危，做好火灾的预警防备工作。目前国内许多研发的主要对象大都是公共场所火灾报警。因此，我们需要开发设计一个简单，经济实用的家用烟雾报警系统来满足人们的需要。本文的设计就是针对家庭使用、小型的烟雾报警器。 本设计以MQ-2传感器和STC89C52单片机作为烟雾报警系统设计的主要器件，配合其它元器件搭建而成的辅助外部电路即可达成烟雾报警、火灾报警等功能。该报警装置不仅仅是适用于石油化学工业、大型商场，同时也是可以用于家庭办公室等小型单元。所有模块包括：烟雾温度模拟信号采集模块，信号放大电路、模数转换模块、单片机控制电路、数码管显示电路、扬声器报警电路。设计合理、简单易懂、价格低廉，使单片机的各项功能在小的系统控制中能够很好的体现，对所学的理论知识具有一定的实用价值同时也涉及到程序的编写，有一定的难度。烟雾报警系统的主要部分为硬件电路的设计、搭建、焊接和功能进行了介绍和详细解释该系统的主控制电路和外围设备之间的接口电路，并对系统的软件和程序的编写与框架搭建的思维结构的制备中的应用进行了分析和解释的。 关键词：烟雾报警；单片机；传感器 第2章 基于STC89C52单片机的声光烟雾报警的设计方案 烟雾报警器设计设计目的所能达到的效果是能够识别并检测复杂环境中的烟雾浓度并显示浓度值，在达到额定值时可以具备自动声光报警功能的仪器。设计的系统包含的最基本的模块主要有：单片机控制电路、烟雾温度信号采集模数转换电路、字符显示电路、蜂鸣器报警电路。 烟雾报警器的信号采集电路由烟雾传感器和模拟放大电路组成，环境中的烟雾信号由烟雾传感器自动识别并转化为模拟的电信号，经过模数转换电路将检测到的模拟信号转换成单片机能够识别的数字信号并且放大后送入系统的运算中心--单片机。单片机对接收到的数字信号进行判断处理并进行数据分析：连续检测到的烟雾浓度是否超出了用户根据特定的使用环境指定的预设值，假如单片机分析出来的结果大于用户设定的值则发出报警指令控制报警电路蜂鸣器发出报警声音，反之则为正常状态。为方便用户监管与检测，设计系统时加入了数码管显示电路，用户能够直观地观察到环境中的烟雾浓度值。烟雾报警装置使用的实际环境肯定不会一样，为使报警装置更加完善能够适用于多个不同的复杂环境，我在设计系统时在声音报警基础上辅助加入闪光报警，发光二极管会伴随着报警声闪烁，频繁闪烁的光信号可以在嘈杂环境进一步引起使用者的注意。同时加入按键，方便用户能够随时根据不同的使用环境更改报警上限。以上的设计方案是根据论文研究要求以及市场的需求设计烟雾报警器应具备的功能，提出的较为详细总体设计思路以及设计方案。 按照设计的要求来分析该系统的总体设计须包含如下结构：STC89C52单片机主控部分、烟雾温度检测部分、AD采集报警等四大部分、。电路总题框图如图1所示： 图1 总体设计框图 烟雾检测报警器的两大主要单元是烟雾识别检测传感器信息采集以及单片机控制报警，根据使用环境以及功能精确度的需要，面向大众市场的报警器元器件选择上应在保证质量的前提下选择合适、性价比高、经济的烟雾传感器及单片机芯片，这在大批量生产中降低成本是重要的一环。烟雾传感器型号的选择会在在下一章节详细介绍。单片机作为硬件控制电路的核心，系统的硬件电路设计以及各模块功能将在第三章详述，接下来的第四章会简单的陈述软件实现。 2.2烟雾传感器的选择 系统能否实现功能以及精度的大小确定跟传感器密切相关，因此传感器的选择将起到关键因素。而且传感器作为烟雾检测报警器的信号采集部分相当于整个系统的鼻子，因此在整个系统中起到关键部分。烟雾传感器属于气体传感器，工作原理是将空气某一特定的气体的含量(即浓度)转化成电信号，相当于是气信号与电信号的变换器，通过A/D转换电路、模数转换芯片能够识别的数字量送入单片机，由单片机完成数据处理，显示浓度和温度的显示和控制蜂鸣器报警等。 2.2.1烟雾传感器介绍 目前市场上烟雾传感器品种繁多，检测原理不尽一样，按不同的传感器检测原理的不同几乎可以将所有的烟雾传感器粗略分为三大类：如半导体烟雾传感器、接触燃烧烟雾传感器等是利用物理化学性质的烟雾传感器；如电势型气体传感器、电流型烟雾传感器等是利用电化学性质的烟雾传感器；如红外传感器、光干涉烟雾传感器、热导烟雾传感器等是利用