基于51單片機防火系統的研究

趙素玲

【摘 要】隨著現代科技的發展，市場上流行的防火裝置的種類也是越來越多。這些裝置確實可以起到一定的防火作用，但是它們也都有著一些這樣或者那樣的不足與缺點。首先就是它們的價格昂貴，普通家庭很難負擔的起。其次它們的安裝和使用大多比較復雜，難以掌握，而且功能固定單一。因此作者設計出一種新型的防火裝置，利用單片機作為控制單元，利用熱釋電紅外感應器進行溫度的采集與檢測，然后反饋給控制端。根據溫度的變化給出報警，讓火災在第一時間得到控制。

【關鍵詞】單片機；紅外傳感器；數據采集；報警

1 系統硬件設計

1.1 熱釋電紅外傳感器電路設計

紅外技術在現代生活中應用越來越廣泛，例如自動門、自動升降窗簾、自動空調控制系統等。本裝置主要是利用紅外技術進行溫度的檢測，隨時對溫度數據進行采集，然后反饋給控制中心從而發出預報示警。紅外技術有以下幾個優點：

（1）抗干擾能力強，測量不受周圍其他因素影響，可以準確的測量出需要的溫度；

（2）測量范圍很大，能達到十幾米甚至更遠；

（3）反應靈敏，測量的時間短、迅速，可以最短時間的檢測并反饋和報警；

（4）非接觸性測量，只要在紅外線覆蓋范圍內就可以準確的測量。

熱釋電紅外傳感器是基于熱電效應原理的紅外傳感器。傳感器安裝在需要檢測的區域，當感測區無人移動時，傳感器周圍的溫度是恒定的，紅外輻射反饋給電晶體的是恒定的溫度，因此電晶體并不會發生任何的改變。反之，當感測區有人進行活動時，區域內的溫度會瞬間發生改變，這個時候傳感器內的電晶體也是會瞬間隨著溫度的上升而發生改變，形成一個明顯的外電場。

放大電路就將輸入微弱的信號進行放大，然后容易被檢測到。LM358是一種功能強大的放大器，它的功耗小、性能強大、價格適中，所以在放大電路中我選用LM358芯片。

1.2 溫度檢測電路設計

本裝置采用的是DS18B20溫度傳感器，DS18B20是美國DALLAS半導體公司最新推出的一種改進型智能溫度傳感器。與傳統的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并可根據實際要求通過簡單的編程實現9～12位的數字直讀方式。此傳感器體積小、功耗小、功能強大，其引腳分布如圖1所示：

DS18B20引腳功能說明如下：

（1）NC（1、2、6、7、8腳）：空引腳，懸空不使用；

（2）VDD（3腳）：可選電源腳，電源電壓范圍3～5.5V。當工作于寄生電源時，此引腳必須接地；

（3）DQ（4腳）：數據輸入/輸出腳。漏極開路，常態下高電平。

1.3 鍵盤電路設計

在鍵盤的選擇上也是在獨立鍵盤和矩陣鍵盤之間進行了仔細的篩選。獨立鍵盤顧名思義就是每一個按鈕都要連接一個I/O，這樣對電路的復雜化與耗費材料還是影響蠻大的，另一種矩陣型就彌補了這一點。相比較獨立式鍵盤，矩陣型鍵盤不但包括獨立式鍵盤的優點，還有著許多它沒有的其他功能，其電路圖如圖2所示：

另外還有顯示電路的設計，我們在系統中選用的是利用七段數碼管進行顯示，采用的是共陰極接法，靜態顯示方式，這部分電路比較簡單在此我們就不多介紹了。

2 系統原理圖

本裝置包括紅外檢測模塊、傳輸模塊、報警模塊以及顯示模塊等幾大部分。本系統采用的是AT89S51單片機，AT89S51是一種功能很強大的51單片機芯片，應用廣泛在此就不多介紹了。系統基本原理如圖3所示。由基本原理圖可以看出，這個系統的設計還是非常簡單的，而且包含的元器件少，并且元器件的價格便宜。

3 系統的軟件設計

由于篇幅有限在此我們就不給出裝置程序了，只給出流程圖。流程圖也比較簡單，但是確是我們這個裝置的靈魂。系統流程圖如圖4所示：

這個裝置的好處在于價格低廉、使用方便、環境適用性強，可以方便的安裝在需要的地方，大部分環境中都可以使用。

【參考文獻】

[1]蔡振江.單片機原理及應用[M].北京：機械工業出版社，2011.

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[4]李萍.AT89S51單片機原理、開發與應用實例，中國電力出版社，2008.endprint