基于單片機(jī)的公交車(chē)火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)研究

李學(xué)通

（756000 固原市消防支隊(duì)軍需裝備科 寧夏 固原）

引言

公交車(chē)作為現(xiàn)在主要交通工具的汽車(chē)，給人們的生活和工作帶來(lái)了方便，為人們提供了快捷舒適的出行條件，很受人們的青睞。但2016年銀川公交車(chē)縱火案引發(fā)公眾對(duì)公共交通安全的思考，如何保障出行安全，成為社會(huì)討論的熱點(diǎn)話(huà)題，并成為公共安全領(lǐng)域研究和討論的熱點(diǎn)。除了安全管理制度的建立和相關(guān)法律法規(guī)健全之外，公交車(chē)安全設(shè)備的配置，尤其是火災(zāi)防控的裝備引入都應(yīng)該作為公交車(chē)安全運(yùn)營(yíng)的重要組成部分。

本文的主要研究工作就是以紅外雙管、數(shù)字溫度傳感器DS18B20、煙霧傳感器MQ-2、電壓比較器LM393、蜂鳴器為主要元件以及單片機(jī)技術(shù)為核心，并與其他電子技術(shù)相結(jié)合而設(shè)計(jì)出一種技術(shù)水平相對(duì)較好的火災(zāi)智能預(yù)警系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)主要包括主控模板、電源模塊、煙霧檢測(cè)模塊、溫度檢測(cè)模塊、人數(shù)檢測(cè)模塊、風(fēng)扇控制模塊、顯示模塊、按鍵模塊、蜂鳴器報(bào)警模板；本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖

2 系統(tǒng)原理及工作過(guò)程

溫度傳感器時(shí)刻監(jiān)測(cè)著公交車(chē)內(nèi)的溫度，當(dāng)溫度在規(guī)定的范圍內(nèi)，單片機(jī)經(jīng)過(guò)處理后將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)顯示在LCD1602液晶顯示屏上；當(dāng)車(chē)內(nèi)的溫度超過(guò)閾值時(shí)，溫度傳感器將信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳送到P3.6接口，經(jīng)單片機(jī)處理后轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)傳送到LCD1602液晶顯示屏上，同時(shí)經(jīng)單片機(jī)I/O接口P1.6控制蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警，經(jīng)單片機(jī)I/O接口P1.7控制風(fēng)扇工作降低車(chē)內(nèi)的溫度，當(dāng)溫度降到閾值溫度之下時(shí)蜂鳴器停止報(bào)警，風(fēng)扇也停止工作。經(jīng)單片機(jī)的復(fù)位電路作用，單片機(jī)重新回到初始狀態(tài)，從頭開(kāi)始工作，往復(fù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)下去。

本系統(tǒng)中采用智能溫度傳感器DS18B20，DS18B20數(shù)字溫度計(jì)提供9位溫度讀數(shù)指示其間的溫度。信息經(jīng)過(guò)單線(xiàn)接口送入DS18B20或者從DS18B20送出，因此從主機(jī)CPU到DS18B20僅需一條線(xiàn)和地線(xiàn)。電源可以由數(shù)據(jù)線(xiàn)本身提供而不需要尾部電源。因?yàn)槊恳粋€(gè)DS18B20在出廠時(shí)已經(jīng)給定了唯一的序號(hào)，因此任意多個(gè)DS18B20可以存放在一條單線(xiàn)總線(xiàn)上。智能數(shù)字溫度傳感器，直接將采集到的溫度送入單片機(jī)進(jìn)行處理；不需要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，多個(gè)DS18B20可并聯(lián)在單總線(xiàn)上，采用單根信號(hào)線(xiàn)，不僅可以傳輸時(shí)鐘，還可以傳輸數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)的傳輸是雙向的，溫度檢測(cè)電路如圖2所示。

圖2 溫度檢測(cè)電路

本設(shè)計(jì)中所使用的煙霧傳感器MQ-2/MQ-2S氣體傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫(SnO2)。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時(shí)，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中可燃?xì)怏w濃度的增加而增大。使用簡(jiǎn)單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。如圖3所示。

圖3 煙霧檢測(cè)電路

當(dāng)公交車(chē)內(nèi)的溫度超過(guò)規(guī)定的閾值或者車(chē)內(nèi)監(jiān)測(cè)到煙霧以及可燃?xì)怏w時(shí)，蜂鳴器在單片機(jī)的控制下發(fā)出報(bào)警提示，電路圖如圖4所示。

圖4 蜂鳴器報(bào)警電路

3結(jié)論與展望

后續(xù)工作中可以以紅外雙管、數(shù)字溫度傳感器DS18B20、煙霧傳感器MQ-2、電壓比較器LM393、蜂鳴器為主要元件以及單片機(jī)技術(shù)為核心，并與其他電子技術(shù)相結(jié)合，而設(shè)計(jì)出一種技術(shù)水平相對(duì)較好的火災(zāi)智能預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)上、下車(chē)人數(shù)的監(jiān)測(cè)，車(chē)內(nèi)實(shí)時(shí)溫度和煙霧以及可燃?xì)怏w的監(jiān)測(cè)和報(bào)警；對(duì)溫度的檢測(cè)可以通過(guò)按鍵來(lái)人為的控制，當(dāng)溫度超過(guò)規(guī)定的閾值和車(chē)內(nèi)有煙霧時(shí)，蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警提示，此時(shí)風(fēng)扇在單片機(jī)的控制下工作，進(jìn)行降溫處理；當(dāng)有火災(zāi)發(fā)生時(shí)，蜂鳴器報(bào)警，滅火裝置啟動(dòng)，進(jìn)行滅火處理。

[1]李廣弟等.單片機(jī)基礎(chǔ)(修訂版)[M].北京航空航天大學(xué)出版社,2001

[2]何立民.單片機(jī)高級(jí)教程-應(yīng)用與設(shè)計(jì)(第2版). 北京航空航天大學(xué)出版社,2007

[3]于學(xué)禹.Protel 2004電路設(shè)計(jì)入門(mén)與應(yīng)用[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2007