基于单片机的烟雾报警器 .pdfVIP

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第1章绪论

1.1问题由来

随着社会的发展，人们对生活质量的要求越来越高，环境污染问题对人们的危

害也越来越明显。有害气体有一定的社会性，可能诱发多种疾病，多个体健康危害

极大，可以引起致癌，提高心﹑脑血管疾病的发病率，引起呼吸道疾病等多种危害。

为了早期的发现和通报有害的气体，防止对环境的污染和人体得危害，保卫现代化

建设，防止因有害气体而引起的中毒、污染等事故，造成严重的经济损失，甚至危

害人的生命安全。目前我国有害气体报警器使用十分广阔，不仅可以及时检测工厂

的气体，还可以让我们及早做好防患措施。现在有许多城市铺设了煤气管道，使用

人口约达二亿人，煤气发生基地及中转站也达几千家。如果这些家用燃气和煤气基

地及中转站的报警率按10%计算，有害气体检测报警器的需求量就达2000万台以

上。随着全社会对防火防爆及人身安全的重视程度的提高，这个数字会继续增长。

因此，研究有害气体的检测方法与研制报警器就成为传感器技术发展领域的一个重

要课题。

1.2论文的主要任务

目前，我们已经学习了许多相关知识，如单片机与单片机控制电路，传感器与

其相关电路，D/A转换电路，A/D转换电路，放大电路设计，以及语音芯片等，已

经具备对信号的采集、放大、传输控制，语音芯片的语音录制及放音控制，微控制

电路的应用设计等能力，并具备一定的实践创新能力。

通过对微控制器，语音电路，烟雾传感器电路以及报警电路的整合，形成一个

可靠性好稳定度高，性能优良的电路，能够实现对低浓度烟雾的有效检测，并给予

语音警示的功能。如果配以精美的外壳，则可以形成一个优秀的有良好社会效益和

经济效益的产品。本设计是以单片机为核心，通过烟雾传感器发出的信号对烟雾进

行报警，最后通过语音报警电路报警，达到对烟雾报警的目的。

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研究内容：

第一，电子语音芯片的录音和放音控制，以及音效的处理和信号的放大；

第二，烟雾检测装置的选型以及在低浓度下灵敏度域有效检测的方法与算法；

第三，控制电路的实现方式以及MCU的选型；

第四，电路的抗干扰能力和可靠性

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第2章系统原理概述

2.1烟雾检测报警器的设计思路

吸烟警示器是能够检测环境中的烟雾，并具有报警功能的仪器，仪器的最基本

组成部分应包括：烟雾信号采集模数转换电路、单片机控制电路、录音报警电路。

烟雾信号采集电路一般由烟雾传感器和模拟放大电路组成，将烟雾信号转化为

模拟的电信号。模数转换电路将从烟雾检测电路送出的模拟信号转换成单片机可识

别的数字信号后送入单片机。单片机对该数字信号进行滤波处理，并对处理后的数

据进行分析，是否大于或等于某个预设值(也就是报警限)，如果大于则启动报警电

路发出报警声音，反之则为正常状态，以上是根据报警器应具备的功能，提出的整

体设计思路。

烟雾传感器及单片机是可燃烟雾检测报警器的两大核心，根据报警器功能的需

要，选择合适、精确、经济的烟雾传感器及单片机芯片是至关重要的。

2.2系统硬件组成原理

本系统由烟雾传感器、A/D转换电路、MCU控制电路、语音模块及功放电路

组成。系统组成框图如图2-1所示：

LED烟烟烟

烟烟烟烟烟烟烟烟烟烟烟烟

烟烟烟烟烟烟烟A/D烟烟MCU

烟烟烟烟烟烟烟

图2-1系统组成框图

本系统采用的是以mq-7为传感器，以AT89C2051作为系统的主控芯片，通过

语音录放电路报警的过程。

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