彭明亮

摘要： 該文設計了一種基于AT89S52單片機、溫度傳感器DS18B20和煙霧傳感器MQ-2的火災報警器，并結(jié)合部分轉(zhuǎn)換電路的使用和利用多傳感器信息融合技術，實現(xiàn)了聲光報警的實用、可靠的性能。該設計重點講述了該系統(tǒng)的工作原理及組成形式。實踐表明，微智能控制系統(tǒng)一些自動控制領域以及報警控制技術中有著廣泛的應用前景。

關鍵詞：火災報警；單片機；煙霧傳感器；溫度傳感器

中圖分類號：TM925 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）22-5355-02

隨著現(xiàn)代社會用火、用電量的增長，火災發(fā)生的頻率越來越高。對于火災的預警顯得尤為重要，特別在一些智能樓宇、人多繁華的地方。該文提出的火災自動報警器的設計方案是采用AT89S52單片機、溫度傳感器DS18B20和煙霧傳感器MQ-2的火災報警器等實現(xiàn)火災的自動報警。

1 設計思想

當環(huán)境出現(xiàn)異常（如煙霧濃度過大或溫度較高）時，能發(fā)出異常報警信號，引起人們注意，這樣可以盡可能的避免火災的發(fā)生；一旦真正發(fā)生火災（也就是說煙霧濃度和溫度同時出現(xiàn)異常）時，能立即報警；在實時環(huán)境中通過傳感器對現(xiàn)場溫度和煙霧濃度進行監(jiān)控，并將記錄的數(shù)據(jù)顯示在液晶顯示屏上，以方便預防火災。 整體設計框圖如圖1所示。

2 硬件設計

2.1 系統(tǒng)芯片選型

AT89S52是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含8KB的可反復擦寫的只讀程序存儲器（PEROM）和128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），期間采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲單元，功能強大AT89S52單片機可靈活應用于各種控制領域[1]。

MQ-2煙霧傳感器對液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度高，對天然氣和其它可燃蒸汽的檢測也非常理想。火災中的氣體煙霧主要成分是二氧化碳和CO，所以這種傳感器可檢測多種可燃性氣體，是一款適合多種應用的低成本傳感器。

DS18B20溫度傳感器它以超低的硬件開消，超小的體積，超強的搞干擾能力和他的高精度和內(nèi)置的定溫保存功能而更能適合這次的設計。

ADC0809 是逐次逼近式A/D 轉(zhuǎn)換器，是自帶8 路多路開關、8 位A/D 轉(zhuǎn)換器以及與單片機兼容控制邏輯的CMOS 組件[2]。它可以和單片機I/O直接相連。在設計中煙霧傳感器的輸出電路經(jīng)放大后連接到ADC0809的IN0端，數(shù)據(jù)輸出端D0-D7與單片機的P0口相連。

2.2 顯示模塊設計

系統(tǒng)選用的顯示模塊為LCD1602液晶顯示屏。在系統(tǒng)設計當中，第一行顯示：TEMP（溫度）、溫度值，第二行顯示：DESNITY（煙霧濃度）、濃度值。溫度和濃度值會根據(jù)溫度傳感器和MQ-2傳回的數(shù)據(jù)顯示時事數(shù)據(jù)。顯示模塊電路連線圖如圖2所示。顯示模塊的數(shù)據(jù)是從單片機的P0口輸入且P0口需接上拉電阻[3]。因為P0口內(nèi)部沒有集成上拉電阻，輸出電流微弱不足以驅(qū)動LCD，因此要接上拉電阻?？刂贫丝赗/S、R/W、EN分別接單片機的P20、P21、P22口。

2.3 報警模塊電路設計

本系統(tǒng)的報警設備為聲光報警裝置，主要是在確認火災報警的情況下二極管LED燈變亮且蜂鳴器同時發(fā)出聲響。設計中采用了兩個二極管LED燈作為高溫警示燈和高濃度警示燈，運用二極管的正向?qū)ㄌ匦裕梢杂脝纹瑱C本身輸出的數(shù)字信號直接控制LED的亮滅，具體電路圖如圖3 所示。蜂鳴器接在單片機的TXD端口，在報警時會產(chǎn)生一連串的“嘟嘟”聲報警，下面接一個三極管的作用第一是放大電流，第二選擇導通性[4]。具體電路圖如圖4所示。警報解除按鈕一端鏈接在單片機的TXD端，另一端與地相連，當產(chǎn)生誤報時，可手動按下開關，解除警報。

3 程序流程

數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號傳送至給P0口端口，單片機讀取P0口的信號并和程序設定的值進行比較判定，如果煙霧濃度大于等于預定值，那么單片機的P2.5輸出低電平，使DS2亮，產(chǎn)生高濃度警報，同時還會產(chǎn)生一個蜂鳴器的定時中斷，P3.1口會輸出一個脈沖頻率，驅(qū)動蜂鳴器響，產(chǎn)生火災警報。溫度傳感器接在單片機的P2.3口，如果溫度大于等于程序預定值40攝氏度時，則單片機會將P2.4口輸出電平拉低，則致使DS1亮，產(chǎn)生高溫警報；如果溫度小于預定值40攝氏度，則P2.4口輸出高電平，DS1滅說明溫度正常。如果溫度、濃度同時超過預定值，則DS1、DS2同時亮，且蜂鳴器發(fā)出聲響，則發(fā)生火災報警。主程序流程圖如圖5所示。

4 總結(jié)

本文設計的火災自動報警系統(tǒng)靈敏度更高、在火災發(fā)生的早期就能準確的報警，具有系統(tǒng)安全可靠，誤報漏報率低等優(yōu)點?；具_到了預定的要求，在硬件選取上符合了成本代價低，精確度高，實用性強的特點。在軟件上，符合總體程序的設計，簡單便捷的將程序模塊化，便于調(diào)用。本設計也有些不完善在地方，在后期也可以添加一些其他模塊，這樣就可以實現(xiàn)更多的功能，比如添加通信模塊，這樣就可以遠距離將數(shù)據(jù)和報警傳輸?shù)焦芾韱T處：添加繼電器模塊，連接灑水裝置，可以實現(xiàn)自動滅火。可見本設計還是不夠完善，可擴展性的方面還是很多的。

參考文獻：

[1] 黃浴梅.家用空調(diào)的單片機控制系統(tǒng)設計[J].裝備制造技術，2012（8）：67-71.

[2] 吳建國.ADC0809A/D轉(zhuǎn)換芯片的原理及應用[J].實用電子制作，2007（2）：45-46.

[3] 韓彩霞.單片機中并行I/O口的使用[J].電腦與電信，2013（3）：71-73.

[4] 徐亦唐.基于單片機的濕度控制系統(tǒng)設計[J].科教文匯，2013，255（9）：96-97.