一種煙霧濃度監(jiān)測及處理裝置

李忠任+毛新權(quán)+劉慧潔+周艦

摘 要：本文設(shè)計一款簡易煙霧檢測裝置。核心器件選用MQ-2煙霧傳感器、DS18B20溫度傳感器以及STC89C52單片機(jī)，通過STC89C52單片機(jī)控制傳感器對檢測地點的煙霧、溫度進(jìn)行實時檢測，并把檢測結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)信息處理，實現(xiàn)聲光報警、濃度顯示。設(shè)計實用性強(qiáng)，具有一定推廣意義。

關(guān)鍵詞：MCU；煙霧濃度；聲光報警

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.098

1 研究背景

目前煙霧濃度監(jiān)測裝置在國內(nèi)外的應(yīng)用發(fā)展很快，雖然生產(chǎn)的產(chǎn)品種類比較多，樣式眾多，但并不盡如人意，不能達(dá)到十分好的效果。不盡如人意方面除了體現(xiàn)在管理上方面，主要體現(xiàn)在技術(shù)方面，對煙霧濃度的實時監(jiān)測，對溫度的實時監(jiān)測，對檢測的范圍以及檢測的靈敏性，以及對實時報警無延遲這些問題的解決是當(dāng)前需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。對煙霧濃度的監(jiān)測檢測是此技術(shù)問題的關(guān)鍵所在，常規(guī)的煙霧報警器，采用幾對紅外發(fā)射、接收管作為傳感器，這種方法精度差，更無法準(zhǔn)確的識別氣體的濃度，或者受到其他氣體的影響等蒙混過關(guān)。尤其工業(yè)場所的氣體不是單一的，容易受到其他氣體的干擾，容易造成誤報警等現(xiàn)象。

2 研究內(nèi)容綜述

本論文所研制的煙霧濃度監(jiān)測裝置，在設(shè)計中煙霧傳感器選用了MQ-2煙霧傳感器，該傳感器價格低廉，靈敏度高；溫度傳感器選用的是DS18B20溫度傳感器，該裝置的核心選用了常用的STC89C52單片機(jī)等中心的重要的器件，采用這些器件設(shè)計了一款煙霧濃度監(jiān)測及處理預(yù)警裝置，其具有煙霧濃度檢測的功能和具有聲光報警功能。該方法具有精確度高等特點，很大程度的提高了煙霧濃度監(jiān)測的靈敏度，避免不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和全社會信息化進(jìn)程的加快，未來的報警器將向著整體性、前瞻性和集成性方面發(fā)展，將在公眾的家庭、產(chǎn)業(yè)園區(qū)等發(fā)揮著重要的作用，減少失火對人群的損失都具有重要的意義。

3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

設(shè)計主要包含聲光報警、溫度顯示、濃度顯示、報警限設(shè)置、手動報警以及自動報警等功能；在這個設(shè)計中，所選用的檢測溫度的溫度的傳感器是DS18B20，來進(jìn)行測量溫度的傳感器，測量煙霧的傳感器使用MQ-2的型號的煙霧的傳感器。還有最常用的STC89C52的單片機(jī)來作為這個系統(tǒng)的控制核心；如果把它比喻成一顆“心臟”，那么它就是整個控制系統(tǒng)的重中之重，此系統(tǒng)通過STC89C52單片機(jī)來控制溫度傳感器和煙霧濃度傳感器，它可以對所控地點的煙霧的濃度進(jìn)行測量，當(dāng)然也可以對溫度進(jìn)行及時的檢測[2]；在我的設(shè)計中煙霧傳感器我選用了用了MQ-2煙霧傳感器，該傳感器價格低廉，靈敏度高；溫度傳感器選用DS18B20溫度傳感器，本設(shè)計為具有煙霧濃度檢測功用和當(dāng)超閾值可以進(jìn)行發(fā)出警報聲音和黃光LED報警功用的煙霧濃度監(jiān)測及處理警系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)更簡單、使用更方便、價格更低廉、性能更穩(wěn)定、更加的智能化等特點。

主要的設(shè)計思想為以STC89C52單片機(jī)和M-Q2煙霧傳感器為重要核心設(shè)計的煙霧報警器，可實現(xiàn)發(fā)生和發(fā)光來進(jìn)行報警、可以像溫度計一樣測量出來溫度值而且能夠顯示出來的、而且可以對煙霧測量值實時顯示，顯示出厭惡濃度濃度。并且本裝置可以對我們想要的報警值來進(jìn)行閾值設(shè)置、還可以進(jìn)行手動來報警以及有情況發(fā)生之后自動報警這些強(qiáng)大的功能，檢測數(shù)據(jù)通過STC89C52單片機(jī)進(jìn)行判別實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)采集、處理，并可以實現(xiàn)實時監(jiān)測、報警[3]。

煙霧檢測及溫度檢測系統(tǒng)裝置工作過程：接通電源，使本文設(shè)計的煙霧濃度監(jiān)測及處理系統(tǒng)處于正常的工作狀態(tài)下，觀察到當(dāng)前數(shù)碼管顯示的溫度為當(dāng)前的室溫24攝氏度，此時室溫低于該系統(tǒng)設(shè)置的報警值30攝氏度，煙霧的濃度為零，低于煙霧濃度設(shè)置的報警值4單位，所以，正常工作的系統(tǒng)不會發(fā)生報警；我們將手指接觸到溫度傳感器DS18B20，可以明顯的看到數(shù)碼管顯示模塊的數(shù)值在不斷上升，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的報警數(shù)值時，聲光報警電路馬上開始報警，蜂鳴器發(fā)出尖銳報警聲，同時LED發(fā)光二極管也會發(fā)出閃亮的光；按下復(fù)位鍵，系統(tǒng)重新開始工作，用特定實驗儀器釋放出被檢測氣體，當(dāng)靠近時，MQ-2氣體傳感器檢測到氣體濃度，氣體的濃度值在不斷的上升。當(dāng)達(dá)到設(shè)定的報警數(shù)值時，聲光報警電路馬上開始報警，蜂鳴器發(fā)出尖銳報警聲，同時LED發(fā)光二極管也會發(fā)出閃亮的光；此次試驗說明該模塊可以十分穩(wěn)定的工作；經(jīng)過多次、反復(fù)的進(jìn)行實驗證明，此模塊的設(shè)計是正確的，可以靈敏的、準(zhǔn)確的工作。

當(dāng)我們將溫度的報警值設(shè)置為29攝氏度，煙霧濃度設(shè)置為4個單位時，我們進(jìn)行測試。首先我們就用手按住溫度傳感器，我們將看到數(shù)碼管顯示的測得的溫度在不斷升高，當(dāng)溫度達(dá)到29攝氏度時，聲光報警器開始報警，此時，我們按下復(fù)位鍵，報警解除，聲光報警器停止報警；同理，我們特定待測氣體裝置將氣體打開，放到MQ-2附近，可以觀察到數(shù)碼管顯示測得的的濃度在不斷上升，當(dāng)達(dá)到4個單位時，聲光報警器開始報警，蜂鳴器響起，狀態(tài)燈不斷閃爍；此時，我們按下復(fù)位的按鍵，報警就會馬上的解除了，聲光報警器就會停止報警；在無溫度和煙霧濃度超標(biāo)的情況下，我們科技按下手動報警鍵，此時，聲光報警器開始報警，蜂鳴器響起，狀態(tài)燈不斷閃爍，當(dāng)我們按下復(fù)位鍵，報警解除，聲光報警器停止報警。

4 結(jié)論

文中詳細(xì)介紹了設(shè)計該系統(tǒng)所涉及到多種硬件和軟件的結(jié)構(gòu)原理。眾所周知，煙霧檢測報警器越來越多的出現(xiàn)在人們的視野之中，得到廣泛的應(yīng)用。它可以有效的保護(hù)著我們的生產(chǎn)與生活的安全，而且可以廣泛地應(yīng)用到多種場合，它具有廣闊的市場空間與發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋文緒，楊帆.傳感器與檢測技術(shù)[M].高等教育出版社，2003.

[2]胡顯華.火災(zāi)探測器誤報警的原因及改進(jìn)方法[J].電腦開發(fā)與應(yīng)用，2007，20（11）.

[3]張玉蓮.傳感器與自動檢測技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.endprint