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基于单片机的火灾报警器电路设计

摘要

伴随着中国经济的快速崛起，人民生活质量水平的提高，电子产品备受大众

的欢迎，而且应用范围逐渐广泛，与此同时，火灾隐患数量持续增加，一旦发生

火灾，不但会危及大众的生命和财产安全，而且还会给社会带来巨大的经济损失。

当前，无论是生产场所还是办公场所，又或者居住场所，易燃产品的使用比较常

见，这也大大增加外部救援的难度，所以，针对上述场所，怎样第一时间发现起

火苗头，并及时制止，最大程度上减少公共问题财产的损失，已经开始成为社会

发展过程中重要的问题之一。

关键词：51系列单片机，烟雾传感器，火灾报警

第1章报警器核心芯片的选择

1.1课题设计方案

本次设计的火灾报警系统主要用STC89C52单片机实现大部分功能，加上其

他传感器等装置，此时，单片机的最小模块系统由此诞生。当然，本次设计的系

统是由多个模块组成，而且离不开单片机的支持。其中在烟雾浓度检测环节，往

往会选择两种传感器，分别是MQ-2，MQ-2，随着模拟信号的发出，借助芯片片

ADC0832，可以实现信号转换工作，最终以数字信号的形式出现，便于单片机接

收，声光报警器主要是由两个部分组成，首先是蜂鸣器，其次是LED灯，LED灯

的类型不一，分别代表两种报警方式，一种是烟雾报警，另一种是温度报警，只

要其中一个出现问题或者是有一个超过阈值，蜂鸣器将会自行报警；在本次设计

中，在实际选择输入设备时，主要运用了3个按键，以此实现报警阈值大小的有

效调节；供电系统通常采用5V电压。

1.2烟雾传感器的选择

烟雾报警器。一般都是独立存在的一部分，现在一部分市场上存在的烟雾报

警系统都可以独立发出声光报警，称为独立式烟雾报警器。一般是一个总线提供

电源，往下各个支线可以存在很多个，当有很多个时火灾报警系统加上网络的存

在可以在和通讯组成一个完整报警系统，当发生火灾时候火灾现场没有任何声光

报警，但是负责专门监管主机的地方会收到声光报警，然后第一时间发布紧急通

知，这类感烟报警装置一般称之为感烟探测器。产品分类：烟雾报警器从使用的

传感器来分为离子烟雾报警器、光电烟雾报警器等。

烟雾传感器属于气敏传感器，这是一种气体转化为电的转换器，因为他的存

在当发生火灾时候可以将空气中的烟雾浓度实时转化为电流信号，通过A/D转换

电路将模拟量转换成数字量后送到单片机，然后单片机根据传输过来的信号进行

处理之后做出反应。烟雾传感器的选择作为火灾报警系统中极为重要的一部分元

件，所以要做到选型正确，这样是系统功能更加健全完善。

第2章报警器硬件电路的设计

2.1火灾报警器信号采集电路

针对火灾报警器，其信号采集电路往往是由两个部分组成，首先是烟雾传感

器，其次是放大电路。随着外界环境的变化，烟雾传感器也随之变动，然而所产

生的信号并不强，需要借助放大电路。

MQ-2型烟雾传感器

这种烟雾传感器的工作原理阐述如下：实际上，此类型的烟雾传感器由二氧

化锡半导体气敏材料制成，属于N型半导体的一种。在高温的情况下，通常为

200~300摄氏度，二氧化锡会与空气中的氧气吸附，此时，在半导体中，电子密

度会大大减少，从而导致电阻增加。当接触到烟雾时，此时晶粒间界处的势垒也

会发生变化，进而导致表面导电率的变化。借助这一点，可以及时了解烟雾信息，

随着烟雾浓度的增加，导电率也会随之增加，反而，输出电阻降低，以此扩大模

拟信号。

MQ-2具有一定的特性，针对特定的烟雾类型，诸如天然气等等，这种类型的

传感器灵敏度高，特别是烷类烟雾，不容易受到外界环境的干扰，同时对烟雾的

类型进行有效判断，精确识别刺激性强但不会燃烧的烟雾。相较于其他传感器，

这种传感器的性能较好，不但具有重复性，而且稳定性强。在初始阶段，就表现

出很强的稳定性，可以在段时间响应系统需求，可以持续工作。但是需要强调的

是，在尚未使用前，需要进行加热处理，否则，难以保证电阻和电压数值的准确

性。其检测范围如下：100~10000ppm。在电路设计中，电压值均低于24V，加热

电压5±0.2V。

第3章结论

火灾报警系统是当今社会发展进步必须要存在的系统，社会的发展人们对于

各种燃料的不断发掘，像煤气，煤炭，天然气不断升级利用，以及电路网络发展，

人民生活水平提高已经离不开这些“必需品”了。一旦这些“必需品”发生危险

时，社会财产以及人民生命健康都是造成社会上不可估计的损失。

本次的火灾