景區(qū)室內(nèi)無線報警系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)

摘 要：設(shè)計(jì)一個景區(qū)無線報警系統(tǒng)，檢測景區(qū)是否有火情；在火災(zāi)發(fā)生時，及時將煙霧、熱量等信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柊l(fā)送給相關(guān)的工作人員，能夠達(dá)到報警救火、及時保護(hù)人們生命財產(chǎn)安全的目的。系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)以STC89C52單片機(jī)作為核心控制器，采用傳感器技術(shù)和無線信號傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)了景區(qū)火災(zāi)的報警功能。系統(tǒng)具體由火災(zāi)檢測、信號處理、無線通信、報警顯示等主要模塊組成。演示結(jié)果為：當(dāng)主機(jī)和從機(jī)都打開電源，從機(jī)上火焰?zhèn)鞲衅鞯奶筋^就開始檢測環(huán)境是否著火，如果著火就通過單片機(jī)的處理讓JDY-40無線模塊給主機(jī)發(fā)送火災(zāi)信號，主機(jī)接收信號后則使蜂鳴器響，并在電子屏上顯示發(fā)生火災(zāi)的景區(qū)地址，這個過程就完成了報警。系統(tǒng)安裝、調(diào)適、運(yùn)行與后續(xù)檢修方便，性價比較高。

關(guān)鍵詞：景區(qū)消防管理；STC89C52；火焰?zhèn)鞲衅?；JDY-40無線模塊；OLED模塊；無線報警系統(tǒng)

中圖分類號：TP277；D035.36 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2024）17-0189-07

0 引 言

我國火災(zāi)安全預(yù)警設(shè)備的研發(fā)已經(jīng)走過了由零到多、由簡至繁的發(fā)展歷程。許多廠家都在努力開發(fā)符合消防行業(yè)特征的防火報警與聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在火災(zāi)監(jiān)控和火災(zāi)救助中發(fā)揮著舉足輕重的作用。目前火災(zāi)報警系統(tǒng)主要在探測器技術(shù)和遠(yuǎn)程報警系統(tǒng)方面進(jìn)行改進(jìn)[1-2]。比如，復(fù)合式探測器一般是有超聲波/被動紅外復(fù)合式探測器、微波/被動紅外復(fù)合式探測器，可以將智能技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到探測器的升級發(fā)展中，實(shí)現(xiàn)探測智能化、智慧化。遠(yuǎn)程報警系統(tǒng)包括有線報警系統(tǒng)、無線報警系統(tǒng)、報警聯(lián)防網(wǎng)絡(luò)等[3-4]。一般利用電腦連接到用戶端的感應(yīng)器和用戶端的數(shù)據(jù)采集裝置，實(shí)現(xiàn)對火情的實(shí)時監(jiān)測和遠(yuǎn)距離發(fā)送?？梢詫⒒馂?zāi)自動報警器作為一種公用的報警方式，連接到監(jiān)測設(shè)備上，火災(zāi)控制中心可以對火災(zāi)地點(diǎn)、火災(zāi)類型做出判斷，并及時安排消防救援[5-6]。這里，設(shè)計(jì)一款實(shí)用的景區(qū)無線報警器系統(tǒng)，將使用者端與訊號采集裝置相連接，并利用無線電通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)消防訊號的快速、高效和準(zhǔn)確共享。

1 景區(qū)無線報警系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

設(shè)計(jì)一個景區(qū)無線報警系統(tǒng)，系統(tǒng)整體框架圖如圖1所示。該系統(tǒng)檢測景區(qū)建筑物內(nèi)是否有火情，檢測煙霧、火光、溫度。如果檢測到起火，報警發(fā)射機(jī)可發(fā)出火警以及景點(diǎn)號碼，接收站可以接收到報警信號，此外接收站與檢測火源處的距離不小于120 m。具體要分為兩大板塊，其中一個板塊為報警發(fā)射機(jī)，比如對應(yīng)景點(diǎn)A、景點(diǎn)B、景點(diǎn)C等，用以檢測是否著火，若著火就及時發(fā)出報警信號；另一個板塊是接收站，其作用為接收景點(diǎn)發(fā)出的火警信號并報警，且準(zhǔn)確顯示著火的景點(diǎn)號碼。其實(shí)現(xiàn)過程為報警器通過火焰?zhèn)鞲衅鞅O(jiān)測環(huán)境的溫度、煙霧濃度等信號，并將信號發(fā)送給單片機(jī)，當(dāng)檢測到超過預(yù)定溫度、煙霧濃度過高則立即啟動無線發(fā)送模塊，將信號發(fā)送給接收站。該無線報警系統(tǒng)需要有幾大模塊支持，分別為火災(zāi)檢測模塊、信號處理模塊、無線通信模塊、報警顯示模塊[7-9]?；馂?zāi)檢測模塊即景點(diǎn)傳感器的部分，其功能在于檢測環(huán)境的煙霧、火光強(qiáng)度、溫度等信號，將其轉(zhuǎn)換為電信號傳送給單片機(jī)處理；信號調(diào)理模塊負(fù)責(zé)對采集到的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行處理，包括與報警閾值對比，當(dāng)超過預(yù)先設(shè)定的閾值則要通過無線通信模塊將報警信號等信息發(fā)送給報警顯示模塊[10-12]。

2 景區(qū)無線報警系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 硬件總體電路

硬件總體上分為報警信號發(fā)射器與接收站兩個部分，此處設(shè)定兩個報警信號發(fā)送端，分別代表兩個不同的景點(diǎn)。整個系統(tǒng)主要包括火焰?zhèn)鞲衅?、?mark style="display:none;">FH+L4VsbFVeOzVABSXkuGZJvJiRz5QQuHWnfQw5uefI=片機(jī)STC89C52、LED燈、三極管8550、JDY-40無線模塊、直插式晶振、電阻這些元器件。發(fā)送端大致上可以分為電源、火焰?zhèn)鞲衅?、無線發(fā)送、單片機(jī)最小系統(tǒng)四個模塊；同時，接收端大致上可以分為電源、無線接收、單片機(jī)最小系統(tǒng)、蜂鳴器報警、電子屏顯示等五個模塊。電源模塊使用電池供電，并安裝一個總開關(guān)來控制整個報警信號發(fā)射器的啟動與關(guān)機(jī)，主機(jī)電路圖與從機(jī)電路圖分別如圖2、圖3所示。

2.2 電源模塊

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求為電池供電，選用的STC89C52RC單片機(jī)的工作電壓在3.3～5.5 V之間，所以電池選用普通的5 V直流電。無限報警系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)與接收機(jī)每塊板上都要有一個電源，并且安裝按鍵開關(guān)來控制整塊板是工作狀態(tài)on還是關(guān)機(jī)狀態(tài)off。當(dāng)按鍵按下時整個發(fā)射機(jī)或接收機(jī)板塊通電，開始工作。

2.3 單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊

STC89C52RC單片機(jī)是一款高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾的單片機(jī)，用戶程序空間為8 KB，片上集成512字節(jié)RAM，有32個通用I/O口，無須專用編程器與專用仿真器，可通過串口（RXD/P3.0，TXD/P3.1）直接下載用戶程序，在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通過串口來實(shí)現(xiàn)無線信號的發(fā)射與接收。

單片機(jī)STC89C52RC最小的系統(tǒng)模塊由復(fù)位電路和晶振電路組成。復(fù)位電路主要是讓電路上電后恢復(fù)原來的起始狀態(tài)，主要是靠電阻電容RC的充放電完成。因?yàn)镾TC89C52RC單片機(jī)是高電平復(fù)位，所以只要讓單片機(jī)的RST引腳保持一段時間的高電平就能實(shí)現(xiàn)復(fù)位。當(dāng)電源一開啟，電容充電，RST高電平，過了一段時間之后，電容充滿則斷開了電源，RST接地為低電平，這樣就完成了復(fù)位。

晶振電路是整個系統(tǒng)的心臟，為系統(tǒng)提供基本的信號時鐘。單片機(jī)正常工作需要一個時鐘，因此需要在單片機(jī)的XTAL1、XTAL2外接晶振?；馂?zāi)報警系統(tǒng)需要串口通信，選擇晶振大小為11.059 2 MHz，因?yàn)閷τ诖型ㄐ牛O(shè)置的波特率誤差為0。如果直接將晶振接到單片機(jī)引腳會發(fā)生系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，這是因?yàn)榫д裨谄鹫竦囊凰查g會產(chǎn)生一個電感，為了消除這個電感所帶來的干擾，在晶振的兩端分別加上了旁路電容，電容另一端共地。

2.4 報警發(fā)射機(jī)系統(tǒng)模塊

2.4.1 火焰?zhèn)鞲袡z測電路

搭建火焰?zhèn)鞲衅饔袃煞N方案。

第一種是動手搭建一個簡單的火焰?zhèn)鞲衅鳈z測電路。將紅外接收管和一個10 kΩ的可調(diào)電阻串聯(lián)，電阻的一端接正極，紅外接收頭的一端接負(fù)極，在它們連接的位置引出一根線作為信號線，這樣可以構(gòu)成一個簡單的火焰?zhèn)鞲衅?，可調(diào)電阻可以調(diào)節(jié)它的靈敏度。

第二種方案就是買一個火焰?zhèn)鞲衅髦苯舆B接電路。此處選擇第二方案，因?yàn)榛鹧鎮(zhèn)鞲衅髂K使用方便，觀察直觀，方便安裝，便于調(diào)節(jié)，靈敏度和精確度更高一些，對火焰光譜特別敏感?；鹧?zhèn)鞲衅髂K可以檢測火焰或者波長在760～1 100 nm范圍內(nèi)的光源，靈敏度可調(diào)，對火焰的探測距離更靈敏度和火焰強(qiáng)度有關(guān)，一般10 m以內(nèi)適用。該模塊還有兩種輸出形式，一個是模擬量電壓輸出，另一個是數(shù)字開關(guān)量輸出，也就是輸出0和1。

火焰?zhèn)鞲衅髂K的引腳接口有三個，分別為電源VCC，外接3.3～5 V電壓、GND接地、D0為數(shù)字量輸出接口。D0與單片機(jī)的P1.0直接相連，通過單片機(jī)來檢測高低電平，由此來檢測環(huán)境的溫度改變。當(dāng)模塊在環(huán)境火焰光譜或者光源達(dá)不到設(shè)定閾值時，D0口輸出高電平；當(dāng)外界環(huán)境火焰光譜或者光源達(dá)到設(shè)定閾值時，D0口輸出低電平。電路中還將LED燈與一個1 kΩ的電阻串聯(lián)接在單片機(jī)的P1.1口，當(dāng)火焰?zhèn)鞲衅鱀0口輸出低電平，經(jīng)過單片機(jī)處理，使P1.1口為低電平，則LED燈亮，說明火焰?zhèn)鞲衅鳈z測到環(huán)境中有火情，要向接收站發(fā)出報警信號。

2.4.2 無線模塊發(fā)射端電路

JDY-40無線模塊發(fā)射端電路主要是由JDY-40無線模塊構(gòu)成的，它是一個2.4G模塊，視距120 m，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求即無線傳輸距離在120 m以內(nèi)，串口半雙工通信，窗口寫入數(shù)據(jù)無字節(jié)限制，使用很方便，只需與單片機(jī)的串口相連就能完成數(shù)據(jù)的傳輸。JDY-40無線模塊有14個引腳，其功能如表1所示。

JDY-40無線模塊的通信是要靠AT指令來執(zhí)行的，模塊與模塊之間的通信需要設(shè)置一些功能與參數(shù)，大多數(shù)出廠時，模塊配置參數(shù)都已經(jīng)設(shè)定好它的默認(rèn)值，波特率默認(rèn)為9 600，無線ID默認(rèn)值為8 899，設(shè)備ID默認(rèn)值為1 122，頻道為001，發(fā)送功率為+10 dB，設(shè)備類型為A0。AT指令有很多種類，查詢JDY-40無線模塊的使用手冊可以獲得設(shè)置/查詢-CLSS類型，具體指令及功能如表2所示。

在JDY-40無線發(fā)射電路搭建中，JDY-40無線模塊的串口透傳可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與單片機(jī)之間的無線傳輸。采用串口半雙工方式實(shí)現(xiàn)雙向透傳，收發(fā)一體。它支持串口連續(xù)寫入，接收數(shù)據(jù)串口收發(fā)數(shù)據(jù)無字節(jié)限制。JDY-40無線模塊的引腳功能由表1可知CS低電平喚醒，故接地；SET引腳高電平透傳，低電平AT指令，它與單片機(jī)的IO口連接可以受單片機(jī)的控制，接收信號到底是高電平還是低電平，以實(shí)現(xiàn)收發(fā)功能，在電路中直接懸空置于高電平使它實(shí)現(xiàn)的功能是透傳；引腳TXD與單片機(jī)的P3.0/RXD引腳連接；引腳RXD與單片機(jī)的P3.1/TXD引腳連接。需要注意的是電源應(yīng)該是3.3 V電壓，如果用5 V電壓就容易壞，出現(xiàn)亂碼等錯誤。由表2可知串口透傳CLSS類型為A0指令，即AT+CLSSA0，JDY-40可以實(shí)現(xiàn)透傳。出廠時CLSS類型默認(rèn)為A0，所以可以不用特意重新設(shè)置。

2.5 接收站系統(tǒng)模塊

2.5.1 無線模塊接收端

無線模塊接收端的設(shè)置與發(fā)射端的一樣，電路的連接也是與無線模塊發(fā)射端電路一樣。要實(shí)現(xiàn)無線信號的傳輸，JDY-40無線模塊的CS引腳要為低電平，將它接地；SET引腳要為高電平，直接將其懸空一直置于高電平。串口輸入引腳和串口輸出引腳分別與單片機(jī)的串口輸出引腳和單片機(jī)的串口輸入引腳連接。

2.5.2 蜂鳴器報警

蜂鳴器廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、報警器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。按照驅(qū)動方式的不同可以分為有源蜂鳴器和無源蜂鳴器，這里的有源和無源不是指電源，而是震蕩源。此處使用有源蜂鳴器。有源蜂鳴器的使用要搭配一個三極管，用來放大電流，因?yàn)閱纹瑱C(jī)輸出的電流是毫安級別的，無法直接驅(qū)動蜂鳴器。比如，三極管8550是電子電路中常用到的小功率PNP型硅晶體三極管。其工作原理是用E到B的電流控制E到C的電流，發(fā)射極電位最高，且正常放大時通常集電極電位最低，電壓大小VC<VB<VE。當(dāng)基極為高電平時，集電極與發(fā)射極開路；當(dāng)基極為低電平時，集電極與發(fā)射極短路，說明三極管導(dǎo)通，開始工作；當(dāng)三極管8550的基極為低電平時，整個三極管導(dǎo)通，處于工作狀態(tài)，經(jīng)過放大的電流流過蜂鳴器，蜂鳴器報警。

2.5.3 電子屏顯示

OLED為有機(jī)發(fā)光二極管，又稱有機(jī)電激光顯示。OLED顯示模塊由于同時具備自發(fā)光、不需背光源、對比度高、分辨率高、視角廣、反應(yīng)速度快、構(gòu)造及制程較簡單等優(yōu)異特性，它比一般的LCD顯示模塊、點(diǎn)陣顯示模塊顯示效果要好一些。OLED一般有五種接口方式，可選擇IIC接口方式，因?yàn)橹恍枰?根線就可以控制OLED，操作起來更方便快捷。IIC接口模塊的引腳有四個，分別為GND：電源地；VCC：電源正；SCL：OLED的D0腳，在IIC通信中為時鐘管腳；SAD：OLED的D1腳，在IIC通信中為數(shù)據(jù)管腳。比如，選用OLED模塊是由128個列和64個行組成的顯示面板，在軟件部分寫入顯示字符時很重要，每一個行和列交叉的小點(diǎn)就對應(yīng)電子屏上的行和列交叉的發(fā)光二極管，也就是一個小燈，每個小燈的負(fù)極共地，所以當(dāng)信號為高電平1時小燈才會亮，才能顯示在屏上。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)發(fā)射端軟件設(shè)計(jì)

發(fā)射端板塊有兩個一樣的電路板，分別為景點(diǎn)A和景點(diǎn)B，它們的硬件電路的連接都是相同的，向接收站發(fā)送信號主要是靠軟件的編寫來區(qū)分那塊板是景點(diǎn)A，哪塊板為景點(diǎn)B。按下電源開關(guān)按鍵，首先要使串口初始化，設(shè)定波特率為9 600這個值，接著在主函數(shù)中運(yùn)行，檢測單片機(jī)P1.0端是否為低電平，如果是則用IF函數(shù)判斷火情是哪一戶發(fā)送的，確定好再通過子函數(shù)發(fā)送單字節(jié)傳輸?shù)酱冢却龜?shù)據(jù)發(fā)送完畢。

3.1.1 串口初始化程序

STC89C52單片機(jī)的串口相關(guān)的寄存器的值關(guān)系到串口是否能夠正常工作。首先要設(shè)置的是串行控制寄存器SCON的值，其寄存器符號及功能如表3所示。

代碼SCON|=0x50，表示SCON的值轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制為01010000。由表3可知，SM0、SM1組合起來的值為01，則表示串行口的方式選擇為方式1，即8位UART。發(fā)送數(shù)據(jù)時數(shù)據(jù)從TXD端口輸出，當(dāng)數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器SBUF時就啟動發(fā)送器發(fā)送，發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)后，置中斷標(biāo)志TI=1申請中斷；接收數(shù)據(jù)時串口從RXD接收數(shù)據(jù)，當(dāng)接收完一幀數(shù)據(jù)時，置中斷標(biāo)志RI=1申請中斷讓單片機(jī)從緩沖器SBUF中接收走數(shù)據(jù)。波特率可變，波特率的計(jì)算由下列公式確定：

波特率=（2SMOD/32）×（定時器1的溢出率）

經(jīng)過公式的計(jì)算，要求波特率為9 600，且已知晶振大小為11.059 2 MHz，就能算出初始值為0xFD。此外REN=1表示為允許串行接收狀態(tài)，可啟動串行接收器RXD開始接收數(shù)據(jù)。

定時器TMOD為定時器的方式選擇，程序TMOD｜＝0x20，轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制為001 000 00。TMOD表如表4所示，選擇定時器為1，工作方式2為自動重載8位定時器。在工作方式2中，TL1作為計(jì)數(shù)用，而自動裝入的初值放在TH1中。ES為高電平是則開串口1總中斷。TI為發(fā)送中斷請求標(biāo)志位，當(dāng)它為高電平時則向主機(jī)請求中斷。

3.1.2 火災(zāi)檢測程序

火災(zāi)檢測程序流程如圖4所示，在打開中斷后，火焰?zhèn)鞲衅鳈z測環(huán)境的火焰閾值是否達(dá)到規(guī)定值。若達(dá)到則huoyan==0，此時就要發(fā)送報警信號并使LED燈亮了，需要說明的是火焰閾值的檢測是有一定時間段的穩(wěn)定的，并不是一檢測到超過閾值就報警，而是它超過閾值并保持2 s左右的穩(wěn)定才報警，這樣可以防止假報警，減小錯報、誤報的概率提高系統(tǒng)精確性。在區(qū)分景點(diǎn)A和景點(diǎn)B的方面，在代碼中用變量m來代替，當(dāng)m=1時就代表時景點(diǎn)A，當(dāng)m=2時就代表時景點(diǎn)B。

3.1.3 發(fā)送數(shù)據(jù)子函數(shù)

當(dāng)在主函數(shù)中確定了某個景點(diǎn)著火，假設(shè)景點(diǎn)A著火，那么就進(jìn)入子函數(shù)發(fā)送數(shù)據(jù)，此時為了傳輸數(shù)據(jù)的穩(wěn)定及正確性需要關(guān)閉中斷，使ES=0，再將需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)0x01寫入串口的緩存區(qū)，等待數(shù)據(jù)自動發(fā)送出去。

3.2 系統(tǒng)接收端軟件設(shè)計(jì)

3.2.1 接收端主程序設(shè)計(jì)

當(dāng)電源打開，系統(tǒng)先使串口初始化，打開串口總中斷，并使顯示屏初始化，在顯示器上顯示“無線報警系統(tǒng)”這六個字，清除串口的緩存數(shù)據(jù)。如果通過JDY-40無線模塊接收到報警信號，就將景區(qū)發(fā)生火災(zāi)的字樣顯示在屏幕上，比如，景區(qū)A發(fā)來報警信號，則在OLED屏幕上顯示景區(qū)A發(fā)生火災(zāi)，并使單片機(jī)P1.0為低電平，蜂鳴器報警。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時也不斷檢測按鍵是否按下，若確實(shí)檢測到按鍵按下，則表示停止報警，結(jié)束屏幕上的顯示，使整個接收端恢復(fù)初始狀態(tài)。在程序設(shè)計(jì)中，任何一個環(huán)節(jié)按下按鍵key，則都會停止報警，顯示屏恢復(fù)為原來的沒有報警的初始狀態(tài)。

3.2.2 串口有關(guān)的程序設(shè)計(jì)

首先是判斷接收中斷標(biāo)志位RI是否為1，若是則將其置0，停止中斷，檢測當(dāng)前是否收到無線信號并且變量start1為2；再判斷串口1緩存區(qū)的數(shù)據(jù)是否為0xBB，若是則將uart1ok1置1，start1寫0，表示串口緩存區(qū)正在接收數(shù)據(jù)，否則將緩存區(qū)的值存入Uart1_Buf數(shù)組中，并變量Count1開始計(jì)數(shù)加1；如果串口緩存區(qū)的數(shù)值為0xAA且變量start1為0，沒有接收信號時，則將變量start1置于初值2，計(jì)數(shù)變量Count1清零。

3.2.3 OLED屏幕顯示程序設(shè)計(jì)

OLED屏幕顯示分為三大部分，分別是OLED屏的初始化、確定顯示位置、顯示內(nèi)容，OLED的顯示畫面是由128×64個的發(fā)光二極管組成的，也就是64行和128列，屏上的發(fā)光二極管都是負(fù)極共地，因此當(dāng)?shù)玫揭粋€高電平時，發(fā)光二極管會亮，這樣就能在屏幕上任意位置顯示字符、漢字、數(shù)字、圖像等，具體內(nèi)容如下：

1）OLED屏的初始化。通過參考OLED手冊，直接得到初始化程序，在程序中會用到寫命令程序和寫數(shù)據(jù)程序，寫命令程序中當(dāng)從機(jī)地址的最低位為低電平時表示發(fā)送指令，即R/W=0表示寫；當(dāng)從機(jī)地址的最低位為高電平時表示讀取信息，即R/W=1表示讀。因?yàn)橐谄聊簧巷@示發(fā)送指令，所以要使R/W=0，得到0x78表示寫入一個字節(jié)，緊跟著回復(fù)一個應(yīng)答信號ACK。接著是一個控制字節(jié)，控制字節(jié)中的CO=0表示后面跟隨的信息是字節(jié)。D/C=0表示后面發(fā)送的是一個命令，D/C=1表示后面發(fā)送的是一個數(shù)據(jù)，這就是寫命令程序和寫數(shù)據(jù)程序的不同之處，如果是寫命令就要發(fā)送0x00，如果是要寫數(shù)據(jù)就要發(fā)送0x40。

2）確定顯示位置。OLED的64行用Row0～Row63表示，64行又將每8行分為一頁，共分為8頁，每頁表示一個字節(jié)，符號表示為PAGE0～PAGE8，128列用Col0～Col127表示。OLED的尋址方式選擇的是頁尋址方式。在確定是第幾頁時，由于地址高5位固定為10110，低三位的值就代表著選擇的位置在第幾頁，低三位可以有二進(jìn)制表示0～8任意一個數(shù)，如要到第y頁就可以發(fā)送0xb0+y就能確定從第y頁開始。在確定第幾列時，分為列高低地址。

3）顯示內(nèi)容。顯示的內(nèi)容有三種類型，分別是字符、字符串、漢字。在顯示字符子程序中，在確定好顯示位置后，將字符偏移后的值賦值給變量c，判斷要開始的行是否在128列以外，如果超出了一行的最大值，就使變量x為0，然后判斷字符大小是不是等于16，如果是就開始寫數(shù)據(jù)函數(shù)，把字庫里代表字符的數(shù)組值與數(shù)值寫入即可。

在顯示字符串子程序中，先就是判斷儲存字符數(shù)組是否還有字符，若有就進(jìn)入顯示字符子程序，與輸入單個字符一樣，并且使x+8；當(dāng)變量x大于120時，則轉(zhuǎn)行，從下一行的第一列開始再輸入字符。

在顯示漢字子程序中，首先確定顯示的初始位置，然后再將字庫里代表的漢字的數(shù)組值與數(shù)值寫入。

4 運(yùn)行結(jié)果

4.1 顯示描述

整個系統(tǒng)實(shí)物為一個主機(jī)、兩個從機(jī)，也就是1個接收機(jī)、2個發(fā)射機(jī)，發(fā)射機(jī)分別是景點(diǎn)A、景點(diǎn)B。主機(jī)和從機(jī)接通電源按下電源開關(guān)后，整個板塊啟動開始工作，如圖5所示，從機(jī)上的火焰?zhèn)鞲衅髂K上的綠燈亮，主機(jī)OLED電子屏上顯示“無線報警系統(tǒng)”六個字。

在景區(qū)A從機(jī)的火焰?zhèn)鞲衅魈筋^處點(diǎn)火，并維持時間2～3 s，可以看到在景區(qū)A板塊上的LED燈亮起1 s后熄滅，表示當(dāng)前環(huán)境有火情，并向主機(jī)發(fā)送報警信號。主機(jī)的蜂鳴器鳴叫，LED燈持續(xù)亮起，并且在OLED屏上顯示“景區(qū)A發(fā)生火災(zāi)”，如圖6所示。同樣，在景區(qū)B從機(jī)的火焰?zhèn)鞲衅魈筋^處點(diǎn)火，并維持時間2～3 s，可以看到在景區(qū)B板塊上的LED燈亮起1 s后熄滅，表示景區(qū)B有火情，并向主機(jī)發(fā)送報警信號。主機(jī)的蜂鳴器鳴叫，LED燈持續(xù)亮起，并且在OLED屏上顯示“景區(qū)B發(fā)生火災(zāi)”。在主機(jī)上有一個黑色的按鍵，按下則主機(jī)恢復(fù)原來沒有報警時的狀態(tài)，蜂鳴器停止鳴叫，LED燈熄滅，OLED顯示屏上恢復(fù)到原來只有“無線報警系統(tǒng)”這六個字時的狀態(tài)。

4.2 可行性分析

該系統(tǒng)實(shí)物測試，選取10米為一個距離測試截面，測試系統(tǒng)的靈敏度與實(shí)際可工作距離范圍，在115米范圍內(nèi)兩個從機(jī)處點(diǎn)火，主機(jī)都能收到火情信息，系統(tǒng)反應(yīng)非常靈敏，準(zhǔn)確率達(dá)到100%。當(dāng)距離在115米以上時信號不太穩(wěn)定，主要是距離較遠(yuǎn)且有其他障礙物的阻擋，造成了系統(tǒng)反應(yīng)不及時，信號不穩(wěn)定的情況，但是照樣可以收到報警信號。在距離為135米及以上時，就難以收到火災(zāi)報警信號，這是由于這個距離已經(jīng)超過了JDY-40無線模塊的視距，火情檢測結(jié)果如表5所示。在景區(qū)重要建筑物內(nèi)安裝該系統(tǒng)可以提高發(fā)現(xiàn)火情的及時性，在景區(qū)火災(zāi)監(jiān)控室內(nèi)管理人員可以迅速做出反應(yīng)，第一時間搶救景點(diǎn)內(nèi)的文物財產(chǎn)及保護(hù)游客生命安全。

5 結(jié) 論

景區(qū)一旦發(fā)生火災(zāi)，便會造成嚴(yán)重?fù)p失。在智能化、自動化和電氣化迅猛發(fā)展的今天，為了保證人們的財產(chǎn)和人身安全，火災(zāi)報警系統(tǒng)的應(yīng)用逐漸廣泛。我們常用有線的報警裝置，但在許多場合中，有線傳輸?shù)膽?yīng)用會受到限制，如線路容易老化、受潮、被腐蝕等，保養(yǎng)與維修費(fèi)時費(fèi)力。因此，無線火災(zāi)報警系統(tǒng)的開展和應(yīng)用對人們的生產(chǎn)與生活有著不可忽視的作用。無線火災(zāi)報警系統(tǒng)將物理傳感器技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、通信傳播等技術(shù)融為一體，在火災(zāi)發(fā)生時，可將煙霧、熱量等信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柊l(fā)送給相關(guān)的部門，達(dá)到報警救火、及時保護(hù)人們生命財產(chǎn)安全的目的。本應(yīng)用設(shè)計(jì)以STC89C52單片機(jī)作為核心控制器，采用傳感器技術(shù)和無線信號傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)了火災(zāi)的報警功能。

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作者簡介：彭雯（2001.03—），女，漢族，湖南常德人，碩士在讀，研究方向：人口資源與環(huán)境、數(shù)字經(jīng)濟(jì)；羅君名（1973.12—），男，布依族，貴州都勻人，副教授，博士，研究方向：數(shù)字經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)、智慧旅游。

收稿日期：2024-03-08

基金項(xiàng)目：海南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（721RC552）

DOI：10.19850/j.cnki.2096-4706.2024.17.037

Application Design of Indoor Wireless Alarm System in Scenic Spots

PENG Wen， LUO Junming

（Key Laboratory of Ecological Civilization and Land Sea Integrated Development in Hainan Province， Hainan Normal University， Haikou 571158， China）

Abstract： A wireless alarm system is designed for scenic spots to detect any fire in the area. In the event of a fire， converting smoke， heat and other signals timely into electrical signals and sending to relevant staff could achieve the goal of alarm and firefighting， and timely protecting people's lives and property safety. The system application design uses STC89C52 single-chip microcomputer as the core controller， and adopts sensor technology and wireless signal transmission technology to achieve the alarm function of scenic spot fires. The system specifically consists of main modules such as fire detection， signal processing， wireless communication， and alarm display. The demonstration result is that the probe of the flame sensor on the slave starts to detect whether the environment is on fire when both the host and the slave are powered on. If it is on fire， the JDY-40 wireless module sends a fire signal to the host through the processing of the single-chip microcomputer. After the host receives the signal， it will sound a buzzer and display the scenic spot address of the fire on the electronic screen. This process completes the alarm. The system is easy to install， adjust， operate， and undergo subsequent maintenance， with a high cost performance ratio.

Keywords： fire management in scenic spot; STC89C52; flame sensor; JDY-40 wireless module; OLED module; wireless alarm system