淺談無(wú)線煙霧報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

張可菊，高云華

（沈陽(yáng)工學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 113122）

無(wú)線煙霧報(bào)警器，主要是通過(guò)檢測(cè)可燃?xì)怏w和煙霧的濃度，再通過(guò)單片機(jī)控制發(fā)射模塊發(fā)送信號(hào)，接收模塊接收信號(hào)，然后做出相應(yīng)的聲光報(bào)警.通過(guò)數(shù)碼管顯示當(dāng)前的煙霧值，通過(guò)按鍵設(shè)定相應(yīng)的報(bào)警數(shù)值的范圍，達(dá)到火災(zāi)報(bào)警的目的.

1 系統(tǒng)原理框圖

本設(shè)計(jì)的主要組成部分是單片機(jī)、煙霧探測(cè)傳感器電路、燈光報(bào)警電路、無(wú)線收發(fā)電路編碼程序以及控制程序.設(shè)計(jì)的任務(wù)是以單片機(jī)為核心器件，配合以前端煙霧傳感器采樣、無(wú)線發(fā)射模塊和無(wú)線接收模塊，通過(guò)數(shù)碼顯示準(zhǔn)確測(cè)量值.系統(tǒng)原理圖如圖1所示.

圖1 系統(tǒng)的原理圖

2 煙霧檢測(cè)電路設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)中選取的傳感器為MQ-2型氣體傳感器，可以對(duì)以氫氣為主要成分的物質(zhì)進(jìn)行濃度檢測(cè).其抗干擾能力強(qiáng).它具有廣泛的探測(cè)范圍、高靈敏度、快速響應(yīng)恢復(fù)、優(yōu)異的穩(wěn)定性、長(zhǎng)壽命、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn).

通過(guò)煙霧傳感器檢測(cè)所處環(huán)境中的煙霧情況，然后將所測(cè)到的信號(hào)反饋到ADC0809，再通過(guò)復(fù)雜的模數(shù)轉(zhuǎn)換將所得的信號(hào)反饋到單片機(jī)進(jìn)行處理.煙霧檢測(cè)電路如圖2所示.

圖2 煙霧檢測(cè)電路圖

3 數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計(jì)

顯示部分主要是由數(shù)碼管組成，它主要的功能就是將在實(shí)際操作中測(cè)量出來(lái)的數(shù)據(jù)顯示出來(lái)，這個(gè)過(guò)程是由單片機(jī)發(fā)出的時(shí)鐘信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，可以節(jié)約一部分電能，不過(guò)付出的代價(jià)是要單片機(jī)不停地輸出信號(hào).數(shù)碼管顯示電路如圖3所示.

圖3 數(shù)碼管顯示電路圖

數(shù)碼管的顯示方法有兩種：一種是動(dòng)態(tài)顯示，另一種是靜態(tài)顯示，靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)也稱(chēng)直流驅(qū)動(dòng).數(shù)碼管的靜態(tài)顯示就是每個(gè)數(shù)碼管的段選必須接一個(gè)8位數(shù)據(jù)線來(lái)保持顯示的字符，一旦編號(hào)的字符送入后，顯示的字符可以一直保持下去，直至輸入新的字符為止.靜態(tài)顯示的優(yōu)點(diǎn)是占用CPU少，易于控制.缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)的硬件電路比較復(fù)雜，成本較高，且浪費(fèi)電.數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示是利用了人眼睛的視覺(jué)暫留效應(yīng)，它將數(shù)碼管的8個(gè)段選擇位并聯(lián)在一起，由位選線控制哪一位數(shù)碼管有效.點(diǎn)亮數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)掃描顯示，即輪流向各位數(shù)碼管送出字符和相應(yīng)的位信號(hào)，使人感覺(jué)數(shù)碼管好像同時(shí)都在顯示.

4 無(wú)線接收?qǐng)?bào)警電路的設(shè)計(jì)

SC2272與SC2262是一對(duì)配對(duì)使用的解碼集成電路.SC2722是解碼芯片.SC2722采用的是CMOS制造工藝，最多有12位的三態(tài)地址管腳，能支持很多個(gè)地址編碼.極大增強(qiáng)了編碼匹配的安全性.SC2272會(huì)對(duì)接收的信號(hào)解碼.將輸入的編碼以字碼為單位進(jìn)行解碼.字碼包括數(shù)據(jù)位,同步位以及地址位.將解碼后地址碼與接收電路中所設(shè)置地址碼比較.如果連續(xù)有2個(gè)解碼出的地址碼與所設(shè)置的地址碼相匹配，則SC2272開(kāi)始以下工作：當(dāng)解碼得到有“1”數(shù)據(jù)時(shí)，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出端為高電平；驅(qū)動(dòng)VT輸出為高電平.無(wú)線接收?qǐng)?bào)警電路圖如圖4所示.

圖4 無(wú)線接收?qǐng)?bào)警電路圖

5 系統(tǒng)主體程序的設(shè)計(jì)

首先執(zhí)行的是初始化函數(shù)，執(zhí)行初始化函數(shù)的目的是將液晶顯示的參數(shù)初始化然后打開(kāi)顯示.然后需要做的是讀取下A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)值.并以此作為臨界值判定煙霧是否發(fā)生，本設(shè)計(jì)煙霧臨界值是10，超過(guò)臨界值10的時(shí)候，紅燈亮起，蜂鳴器報(bào)警.當(dāng)數(shù)值恢復(fù)之后，參數(shù)重新設(shè)置，程序重新開(kāi)始.

煙霧報(bào)警系統(tǒng)從傳統(tǒng)型走向智能型，是國(guó)內(nèi)外火災(zāi)智能報(bào)警控制系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì).火災(zāi)智能報(bào)警控制系統(tǒng)是一個(gè)集信號(hào)檢測(cè)、傳輸、處理和控制于一體的控制系統(tǒng)，代表了當(dāng)前火災(zāi)智能報(bào)警控制系統(tǒng)的發(fā)展方向.隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及國(guó)內(nèi)外經(jīng)濟(jì)的迅速增長(zhǎng)，市場(chǎng)上迫切需要一種容量大、性能優(yōu)越、可靠性高、便于安裝、使用和維護(hù)的智能型火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng).主體程序流程圖如圖5所示.

圖5 主體程序流程圖

本系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、實(shí)用的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)傳感器的控制，該設(shè)計(jì)可以加快檢測(cè)速度、提高效率、增強(qiáng)安全性.當(dāng)空氣中的煙霧達(dá)到一定濃度時(shí)，會(huì)聲光報(bào)警，提醒人們可能有火災(zāi)發(fā)生或者有其它異常情況發(fā)生.

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〔2〕何立民.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)配置與接口技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004.

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