校舍分布式煙霧報(bào)警管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

王嘯東　張賽威　李作奇等

摘要:學(xué)生宿舍是高校防火安全的重點(diǎn)，本文介紹了校舍分布式煙霧報(bào)警管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。校舍分布式煙霧報(bào)警管理系統(tǒng)綜合應(yīng)用了傳感器檢測(cè)技術(shù)、無線通信技術(shù)和單片機(jī)應(yīng)用技術(shù), 實(shí)現(xiàn)煙霧多點(diǎn)分布監(jiān)測(cè)，集中顯示報(bào)警，便于安全管理，防患未然，將事故消滅在萌芽階段，從而杜絕重大消防安全事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞:煙霧報(bào)警；校舍管理系統(tǒng)；單片機(jī)；A/D轉(zhuǎn)換

1引言

學(xué)生宿舍是人居最為集中的地方，是學(xué)生生活的主要場(chǎng)所，也是高校防火安全的重點(diǎn)對(duì)象。公安部、教育部曾聯(lián)合出臺(tái)《高等學(xué)校消防安全管理規(guī)定》，進(jìn)一步強(qiáng)化了學(xué)生宿舍消防安全的重要性和緊迫感，然而有關(guān)學(xué)生宿舍的火災(zāi)事故，仍時(shí)有發(fā)生。

為此，高校經(jīng)常開展消防知識(shí)教育，規(guī)范制度管理，增設(shè)滅火裝置，設(shè)置警示標(biāo)志等。在這些常規(guī)預(yù)防措施之外，項(xiàng)目組希望利用所學(xué)知識(shí)，將傳感器檢測(cè)技術(shù)、無線通信技術(shù)和單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計(jì)開發(fā)出“校舍分布式煙霧報(bào)警管理系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)煙霧多點(diǎn)分布監(jiān)測(cè)，集中顯示報(bào)警，防患未然，將事故消滅在萌芽階段，從而杜絕重大消防安全事故的發(fā)生。本文介紹了校舍分布式煙霧報(bào)警管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。

2 校舍分布式煙霧報(bào)警管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

“校舍分布式煙霧報(bào)警管理系統(tǒng)”主要由煙霧傳感器檢測(cè)電路、無線發(fā)射電路、無線接收電路、單片機(jī)系統(tǒng)、LED顯示電路和喇叭等部分組成。煙霧檢測(cè)和無線發(fā)射電路安裝在每一間學(xué)生宿舍的頂部。當(dāng)檢測(cè)到煙霧時(shí)，無線發(fā)射電路發(fā)出信號(hào)，安裝在走廊的無線接收電路接收到信號(hào)，將信號(hào)傳遞給單片機(jī)系統(tǒng)，單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)別出信號(hào)來自哪一間學(xué)生宿舍，在LED上顯示出當(dāng)前宿舍編號(hào)，同時(shí)通過喇叭發(fā)出報(bào)警聲。安裝在走廊的無線接收電路和單片機(jī)系統(tǒng)還可以采用有線的方式，將報(bào)警信息匯總到學(xué)生宿舍的一樓管理大廳。

2.1煙霧傳感器檢測(cè)電路

煙霧傳感器檢測(cè)電路(如圖1)在工作時(shí)，MQ-2煙霧傳感器檢測(cè)電路實(shí)時(shí)檢測(cè)空氣中煙霧濃度，煙霧濃度越高，MQ-2煙霧傳感器工作電阻越小，通過分壓電路，其輸出點(diǎn)B2引腳上得到電壓越高，通過調(diào)整變阻器RP2的阻值，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)整煙霧檢測(cè)靈敏度的功能；調(diào)整變阻器RP1的阻值可以改變煙霧傳感器的加熱電路，調(diào)整傳感器的預(yù)熱時(shí)間。煙霧傳感器的輸出電壓經(jīng)過電阻R3限流后，提供給LM393電壓比較電路，接地電容C2起到濾波的作用。在LM393電壓比較電路中，RP3和RP4組成一個(gè)分壓電路，分得電壓經(jīng)過電阻R2限流后，連接到LM393芯片的IN-(1)引腳，與連接在IN+(1)引腳上的煙霧傳感器的輸出電壓進(jìn)行比較，當(dāng)IN+(1)引腳上的煙霧傳感器的輸出電壓大于IN-(1)引腳上參考電壓時(shí)，LM393電壓比較電路輸出端反轉(zhuǎn)，由低電平轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?，LM393電壓比較電路輸出端信號(hào)用于控制無線發(fā)射電路，發(fā)射無線信號(hào)。

2.2無線發(fā)射與接收電路

無線發(fā)射與接收電路主要圍繞PT2262/2272芯片構(gòu)成發(fā)射電路和接收電路。PT2262/2272是臺(tái)灣普城公司生產(chǎn)的一種CMOS工藝制造的低功耗低價(jià)位通用編解碼電路，PT2262/2272最多可有12位(A0-A11)三態(tài)地址端管腳(懸空,接高電平,接低電平)，任意組合可提供531441地址碼，PT2262最多可有6位(D0-D5)數(shù)據(jù)端管腳，設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出。

2.3 單片機(jī)系統(tǒng)與LED顯示電路

在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，通常會(huì)采用晶體管相關(guān)電路來提升驅(qū)動(dòng)能力，單片機(jī)一個(gè)輸出點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)晶體管驅(qū)動(dòng)電路，當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)由多個(gè)輸出點(diǎn)時(shí)，晶體管驅(qū)動(dòng)電路就會(huì)比較多，會(huì)占用印刷電路板的空間，因此，本系統(tǒng)采用ULN2003A集成芯片和單片機(jī)的綜合應(yīng)用。LED顯示電路采用動(dòng)態(tài)顯示方式，4BIT端、3 BIT端、2 BIT端、1 BIT端循環(huán)高電平，逐一點(diǎn)亮每一位數(shù)碼管，使4位7段數(shù)碼管高速循環(huán)顯示，從而顯示出當(dāng)前數(shù)值。

3結(jié)束語

項(xiàng)目組設(shè)計(jì)“校舍分布式煙霧報(bào)警管理系統(tǒng)”的硬件電路，并開發(fā)軟件系統(tǒng)，調(diào)試運(yùn)行通過，制作出校舍分布式煙霧報(bào)警管理系統(tǒng)，其穩(wěn)定性好和可靠性高。本文介紹了校舍分布式煙霧報(bào)警管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，防患未然，將事故消滅在萌芽階段，從而杜絕重大消防安全事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]李廣弟.單片機(jī)基礎(chǔ)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2001.

[2]白鵬等編著,劉君華主編.基于LabWindows/CVI的虛擬儀器設(shè)計(jì)[M].電子工業(yè)出版社．endprint