基于單片機的火災報警系統設計

唐歡+彭森

摘 要：隨著“信息時代”的到來，傳感器技術得到了顯著的進步，其應用領域越來越廣泛，對其要求越來越高。傳感器技術已成為衡量一個國家科學技術發展水平的重要標志之一。本論文以電阻式煙霧傳感器和單片機技術為核心并與其他電子技術相結合，設計出一種技術水平較好的煙霧報警器。其中選用MQ-2型半導體可燃氣體敏感元件煙霧傳感器實現煙霧的檢測，具有靈敏度高、響應快、抗干擾能力強等優點，而且價格低廉，使用壽命長。選用的AT89S52單片機，其整合了A/D轉換、硬件乘法器、硬件脈寬調制器等資源，具有高速、低功耗、超強抗干擾等優點，是目前同類技術中性價比較高的產品。以AT89S52單片機和MQ-2型半導體電阻式煙霧傳感器為核心設計的煙霧報警器可實現報警、故障自診斷、濃度級別顯示、報警限設置、溫度顯示及與溫度報警值設定等功能。是一種結構簡單、性能穩定、使用方便、價格低廉、智能化的煙霧報警器。具有一定的實用價值。

關鍵詞：煙霧；報警器；AT89S52；傳感器

1 引言

火災作為危害人類生存的大敵，越來越受到人們的重視。火災自動報警系統可作為城市消防系統的單元，通過城市消防專用網與城市消防報警中心聯網，及時將報警信息傳遞到消防報警中心，城市消防報警中心會自動查找到火災發生的位置，并為消防隊員制定消防路線圖，以便消防隊員可以迅速抵達火災地點。火災自動報警系統能對火災進行實時監測和準確報警，有著防止和減少火災危害、保護人身安全和財產安全的重要意義，有著很大的經濟效益和社會效益。

2 硬件電路設計

圖1為火災報警系統的結構框圖。報警系統主要由數據采集模塊、單片機控制模塊、聲光報警模塊組成。單片機是整個報警系統的核心，系統的工作原理是：先通過傳感器將現場溫度、煙霧等非電信號轉化為電信號，調理電路將傳感器輸出的電信號進行調理，使之滿足A/D轉換的要求，最后由A/D轉換電路，完成將溫度傳感器和煙霧傳感器輸出的模擬信號到數字信號的轉換，單片機判斷現場是否發生火災。如果發生火災，系統以聲光的形式報警。

圖2為DS18B20測溫電路。DS18B20的1腳接地，2腳數據端接單片機的P3.4，3腳接VCC，為了確保DS18B20工作可靠，2腳要接10K的上拉電阻。

圖3為報警電路。本系統中采用蜂鳴器報警，由于單片機輸出電流較小，所以用三極管9013驅動蜂鳴器發出聲音。

圖4為四位數碼管顯示電路。4位數碼管為共陽管，由于單片機輸出電流比較小，故用4個PNP型的三極管9015來驅動數碼管。單片機輸出低電平時三極管導通，使數碼管的4各公共端1、4、5和12腳為高電平，此時數碼管的數據端輸入低電平后數碼管被點亮，120歐電阻R12到R19為三極管的限流電阻。

3 結論

本設計以單片機作為控制內核，四段數碼管作為顯示部分，及其他電路，共同組成了數字溫度計。首先設計的是它的硬件電路，最重要的部分是89S51控制內核，所有的數據處理都是采用的單片機，其次是DS18B20溫度采集電路，其他還有晶振電路，復位電路，報警點及上下限溫度調整電路。最后設計了它的靈魂軟件電路，通過用C語言編程實現對器件的控制。

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作者簡介

唐歡，邵陽學院信息工程系電子科學與技術專業學生。

通訊作者（指導老師）

彭森，邵陽學院信息工程系教師。