淺談無線煙霧報警系統(tǒng)的設(shè)計

張可菊，高云華

（沈陽工學(xué)院，遼寧 沈陽 113122）

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

1 系統(tǒng)原理框圖

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

圖1 系統(tǒng)的原理圖

2 煙霧檢測電路設(shè)計

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

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

圖2 煙霧檢測電路圖

3 數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計

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際操作中測量出來的數(shù)據(jù)顯示出來，這個過程是由單片機發(fā)出的時鐘信號來實現(xiàn)的，可以節(jié)約一部分電能，不過付出的代價是要單片機不停地輸出信號.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：一種是動態(tài)顯示，另一種是靜態(tài)顯示，靜態(tài)顯示驅(qū)動也稱直流驅(qū)動.數(shù)碼管的靜態(tài)顯示就是每個數(shù)碼管的段選必須接一個8位數(shù)據(jù)線來保持顯示的字符，一旦編號的字符送入后，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)點是占用CPU少，易于控制.缺點是設(shè)計的硬件電路比較復(fù)雜，成本較高，且浪費電.數(shù)碼管的動態(tài)顯示是利用了人眼睛的視覺暫留效應(yīng)，它將數(shù)碼管的8個段選擇位并聯(lián)在一起，由位選線控制哪一位數(shù)碼管有效.點亮數(shù)碼管采用動態(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，使人感覺數(shù)碼管好像同時都在顯示.

4 無線接收報警電路的設(shè)計

SC2272與SC2262是一對配對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，能支持很多個地址編碼.極大增強了編碼匹配的安全性.SC2272會對接收的信號解碼.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個解碼出的地址碼與所設(shè)置的地址碼相匹配，則SC2272開始以下工作：當(dāng)解碼得到有“1”數(shù)據(jù)時，驅(qū)動相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出端為高電平；驅(qū)動VT輸出為高電平.無線接收報警電路圖如圖4所示.

圖4 無線接收報警電路圖

5 系統(tǒng)主體程序的設(shè)計

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)計煙霧臨界值是10，超過臨界值10的時候，紅燈亮起，蜂鳴器報警.當(dāng)數(shù)值恢復(fù)之后，參數(shù)重新設(shè)置，程序重新開始.

煙霧報警系統(tǒng)從傳統(tǒng)型走向智能型，是國內(nèi)外火災(zāi)智能報警控制系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢.火災(zāi)智能報警控制系統(tǒng)是一個集信號檢測、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)展以及國內(nèi)外經(jīng)濟的迅速增長，市場上迫切需要一種容量大、性能優(yōu)越、可靠性高、便于安裝、使用和維護的智能型火災(zāi)報警控制系統(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)計簡單、實用的特點，實現(xiàn)單片機對傳感器的控制，該設(shè)計可以加快檢測速度、提高效率、增強安全性.當(dāng)空氣中的煙霧達(dá)到一定濃度時，會聲光報警，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.

〔1〕高海生.單片機應(yīng)用技術(shù)大全[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，2004.

〔2〕何立民.單片機應(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.

〔3〕鄭鋒.51單片機應(yīng)用系統(tǒng)典型模塊開發(fā)大全[M].北京：中國鐵道出版社，2010.