基于单片机的烟雾报警器的设计毕业设计
基于单片机的烟雾检测报警系统毕业设计

基于单片机的烟雾检测报警系统毕业设计目录第1章概述 (1)1.1 论文选题背景、目的和意义 (1)1.2 烟雾报警器的国内外现状 (2)1.3 本论文研究的主要内容 (2)第2章系统总体设计方案 (3)2.1 烟雾检测报警器设计思路 (3)2.2 烟雾传感器的选型 (3)2.3 单片机的选型 (8)2.4 DS18B20温度传感器的介绍 (12)2.5 本章小结 (17)第3章系统的硬件电路 (18)3.1 AT89S52单片机最小系统电路 (18)3.2 烟雾信号采集及A/D转换电路 (19)3.3 温度采集电路 (21)3.4 LCD显示电路 (21)3.5 蜂鸣器报警电路 (23)3.6 继电器控制电路 (24)3.7 按键电路 (24)3.8 本章小结 (25)第4章软件设计 (26)4.2 主程序初始化流程图 (26)4.3 按键控制子程序流程图 (26)4.4 报警子程序流程图 (27)4.5 主程序设计及流程图 (28)4.6 本章小结 (29)结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)附录 (33)附录1:程序: (33)附录2:电路图 (45)第1章概述1.1论文选题背景、目的和意义1.1.1 论文选题背景随着人类文明的进步和科技的发展,人们的生活越来越好。
但在现代城市家庭里,许多人因不懂家庭安全常识而引起火灾事故,使幸福家庭转眼间毁于一旦,有的甚至导致家破人亡,而且一旦发生居民家庭火灾,处置不当,是造成人员伤亡的重要因素。
所以说,人们应该积极了解家庭火灾的主要起因,还要预防火灾的发生。
在我国的一些大中城市,几乎每天都发生家庭火灾,所以防火是每个家庭必须时刻注意的问题。
假如能根据家庭的实际情况预先采取简单的防火措施,一些悲剧是完全可以避免的。
消防部门的统计显示,在所有的火灾比例中,家庭火灾已经占到了全国火灾的30%左右。
家庭起火的种种原因,很多都隐藏在人们根本就注意不到的地方。
基于C51单片机的烟雾报警器设计

基于C51单片机的烟雾报警器设计设计基于C51单片机的烟雾报警器摘要:烟雾报警器是一种常见的安全设备,用于检测并报警烟雾的存在。
本设计基于C51单片机,通过光敏电阻和烟雾传感器来检测烟雾浓度,并通过蜂鸣器和LED灯提供报警信号。
通过编程控制单片机,实现了烟雾报警器的功能。
关键词:C51单片机、烟雾传感器、烟雾报警器、光敏电阻、蜂鸣器、LED灯1.引言烟雾报警器是一种广泛应用的安全设备,它可以及时发现并报警烟雾的存在,预警人们可能发生的火灾事故。
本设计基于C51单片机,实现了一个简单的烟雾报警器。
该报警器通过光敏电阻和烟雾传感器来检测烟雾浓度,并通过蜂鸣器和LED灯提供报警信号。
2.设计原理本设计的烟雾报警器主要由C51单片机、光敏电阻、烟雾传感器、蜂鸣器和LED灯组成。
光敏电阻用于检测光照强度,当烟雾浓度超过一定阈值时,烟雾传感器会发出高电平信号。
C51单片机通过读取光敏电阻和烟雾传感器的信号来判断是否触发报警。
当触发报警时,蜂鸣器会发出警报声,并且LED灯会闪烁。
3.硬件设计3.1C51单片机C51单片机是本设计的核心控制器,它负责读取传感器信号、控制蜂鸣器和LED灯的状态,并与用户进行交互。
C51单片机的引脚用于连接其他硬件组件。
3.2光敏电阻光敏电阻用于检测环境光照强度,它的电阻值会随光照强度的变化而变化。
本设计将光敏电阻接入C51单片机的模拟输入引脚,通过测量电阻值来判断环境光照强度。
在光照强度较低时,烟雾传感器的探测效果更好。
3.3烟雾传感器烟雾传感器是烟雾报警器的核心部件,它能够检测烟雾浓度。
本设计使用一种常见的烟雾传感器模块,它通过电化学原理来检测烟雾浓度。
当烟雾浓度超过一定阈值时,烟雾传感器会输出高电平信号。
3.4蜂鸣器和LED灯蜂鸣器和LED灯用于提供报警信号。
当检测到烟雾浓度超过一定阈值时,蜂鸣器会发出警报声,并且LED灯会闪烁。
通过这种方式,可以吸引人们的注意并提醒他们可能发生火灾事故。
基于单片机的烟雾报警器毕业设计答辩PPT

软件设计
一 、 报 警 子 程 序
软件设计
二、系统主程序
实物功能演示
烟雾报警器功能演示.MOV
温度变换为数字
硬件设计
四、烟雾浓度采集电路
烟雾检测采用 MQ-2传感器。经 过ADC0832采集 后就可以得到各 种烟雾浓度下的 电压值。从而设 定出理想的烟雾
强度报警值。
硬件设计
五、声音报警电路
电路通过三极管基极串连 一个电阻与单片机P3.6端 口连接,当发生信 号大、灵敏度高、响应和恢复 时间短、电导率变化大、工作
稳定和寿命长
硬件设计
三、DS18B20温度传感器
内部组成:64位光刻ROM、 温度传感器、非挥发的温度 报警触发器TH和TL、配置寄
存器
温度测量电路
特点:具有体积小,抗干扰 能力强,精度高,独特的单
线接口,测量温度-55至 +125,在1秒(典型值)内把
背景及意义
为了预防和减少该事故的发生, 及早地发现隐患,随之采取强有力的措施, 因此,智能烟雾检测系统将成为一个重要的 研究领域。
STC89C52
A/D
烟雾报警器的整体设计
烟
雾 传 感 器
采 集 电 路
单 片
机
温
度
传
感
器
声音报警 数码管显示
按键
硬件设计
二、单片机最小系统
硬件设计
一、STC89C52单片机介绍
基于单片机的烟雾报警器的设计
班级:10电子信息工程(3)班 姓名:韦阿俊 学号:1042051334 指导教师:秦文平、杨晓峰
论文研究内容
♦ 课题背景及意义 ♦ 烟雾报警器的整体设计 ♦ 硬件设计 ♦ 软件设计 ♦ 实物功能演示
基于单片机的烟雾报警器的设计-毕业设计

摘要随着“信息时代”的到来,作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步,其应用领域越来越广泛,对其要求越来越高,需求越来越迫切。
传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。
因此,了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。
为了提高对传感器的认识和了解,尤其是对烟雾传感器的深入研究以及其用法与用途,基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。
本文利用单片机结合传感器技术而开发设计了这一烟雾监控系统。
本论文以电阻式烟雾传感器和单片机技术为核心并与其他电子技术相结合,设计出一种技术水平较好的烟雾报警器。
其中选用MQ-2型半导体可燃气体敏感元件烟雾传感器实现烟雾的检测,具有灵敏度高、响应快、抗干扰能力强等优点,而且价格低廉,使用寿命长。
选用的STC12C5410AD 单片机,其整合了A/D转换、硬件乘法器、硬件脉宽调制器等资源,具有高速、低功耗、超强抗干扰等优点,是目前同类技术中性价比较高的产品。
以STC12C5410AD单片机和MQ-2型半导体电阻式烟雾传感器为核心设计的烟雾报警器可实现声光报警、故障自诊断、浓度显示、报警限设置、延时报警及与上位机串口通信等功能。
是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的烟雾报警器。
具有一定的实用价值。
关键词:烟雾,报警器,STC12C5410,传感器AbstractWhile “information age” the arrival, obtained the remarkable progress as the gain information method - - sensor technology, its application domain is more and more widespread, is more and more high to its request, the demand is more and more urgent.The sensor technology has become weighs one of national science and technology level of development important symbols.Therefore, understood and grasps each kind of sensor the basic structure, the principle of work and thecharacteristic is extremely important.In order to enhance to the sensor understanding and the understanding, in particular to the smog sensor thorough research as well as its usage and the use, based on practical, widespread and the model principle has designed this system.This article used the monolithic integrated circuit union sensor technology to develop has designed this smog supervisory system.。
基于单片机的烟雾检测报警系统毕业设计

毕业设计基于单片机的烟雾检测报警系统毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
基于单片机的烟雾报警器的设计

①烟雾报警器的工作原理;②单片机最小系统;③ADC0809数模转换器;④子程序流程图。
(2)系统的总体设计主控单片机是采用AT89C52芯片,传感器模块选用ZYMQ-2气体传感器,显示模块选用LCD1602,设立部分选用按键电路。
该系统的整体框架图如图1所示:图1 系统整体框架图二、硬件电路设计1. AT89C52单片机简介本系统重要是由AT89C52单片机作为其核心,选用11.0592MHZ的晶振,使得单片机的运营速度可以较为合理。
AT89C52单片机最小系统电路设计如图2所示。
图2 单片机最小系统电路图单片机最小系统由单片机,晶振电路,复位电路,电源电路等四部分所组成。
1.晶振:大小由单片机时钟周期的规定而决定(用于计时,与两个电容并联使用,电容大小由你的晶振决定,一般用22pF)2.复位电路:用于对对当前电路的状态进行复位3.电源:用于供电,一般用电脑的USB口供电4.烧制程序的口:并口输入,这个要根据由使用单片机的种类决定,本设计采用ATC 可用并口。
2. 总体方案设计本系统重要涉及五个重要的模块编程:第一模块是声光报警电路的编程;第二模块是ADC0809数模转换模块编程;第三模块是液晶显示屏1602的编程;第四模块是单片机最小系统的编程;第五模块是按键设计电路的编程。
图3 原理图三、烟雾报警器的原理1. 主程序流程当烟雾报警器正常运营时,传感器感受周边的烟雾浓度,将这种微小的电压信号通过放大电路放大,转换成可观的模拟电子信号,然后送入到ADC0809中进行数模转换,之后送到ATC89C52单片机中进行解决。
2. 报警电路的子程序流程当单片机接受到ADC0809中的感应信号,发现不为零时,系统就会启动报警模式,此时,LED灯闪亮,并且时间连续30min,知道工作人员手动关闭或者周边环境的烟雾浓度减少到一定数值。
蜂鸣器鸣叫时,LED显示为“1”,于此同时会发出信号,当烟雾浓度连续30s还不下降时,说明不是误报警,此时通过单片机控制,进行紧急灭火解决,否则的话,报警系统只会LED灯亮,自动排烟系统启动,却不会启动灭火模式。
基于单片机的烟雾检测报警系统设计

基于单片机的烟雾检测报警系统设计一、本文概述本文旨在探讨基于单片机的烟雾检测报警系统的设计与实现。
我们将详细介绍该系统的整体架构、关键组成部分、设计原理以及在实际应用中的优势。
通过这一设计,我们希望能够构建一个高效、可靠且成本效益高的烟雾检测报警系统,以满足日益增长的火灾预防和安全监控需求。
我们将概述单片机的选择及其在系统中的作用,包括控制核心、数据处理和通信等功能。
接着,我们将详细讨论烟雾传感器的选型、工作原理及其与单片机的连接方式。
报警模块的设计和实现也将是本文的重点之一,包括声音报警和光报警的设计原理和实现方法。
本文还将涉及系统的电源设计、软件编程以及整体系统的集成和调试。
我们将通过实际案例和实验结果来验证系统的性能,包括烟雾检测的准确性、报警的及时性以及系统的稳定性等方面。
我们将总结基于单片机的烟雾检测报警系统的特点和应用前景,以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
二、系统总体设计本烟雾检测报警系统以单片机为核心,通过集成烟雾传感器、报报警功能。
系统设计注重稳定性、准确性和实时性,以满足各种应用场景的需求。
在硬件设计方面,单片机作为中央处理器,负责接收烟雾传感器采集的数据,并进行处理和分析。
烟雾传感器采用高灵敏度的光电式烟雾探测器,能够快速响应烟雾浓度的变化,并将模拟信号转换为单片机可处理的数字信号。
系统还配备了报警模块和显示模块,当烟雾浓度超过设定阈值时,报警模块会发出声光报警,同时显示模块会显示烟雾浓度值,以便用户及时了解环境状况。
在软件设计方面,采用模块化编程思想,将系统划分为数据采集、数据处理、报警控制和显示控制等模块。
数据采集模块负责从烟雾传感器读取数据,并进行预处理;数据处理模块根据预设算法对采集到的数据进行分析和判断,确定是否触发报警;报警控制模块在接收到报警指令后,控制报警模块发出声光报警;显示控制模块则负责将烟雾浓度值显示在显示屏上。
在系统设计过程中,还充分考虑了低功耗、抗干扰等因素。
基于单片机的烟雾报警器设计任务书

基于单片机的烟雾报警器设计任务书1.任务目的:设计一个基于单片机的烟雾报警器,可以实时监测空气中的烟雾浓度,当浓度超过预设阈值时发出警报。
Purpose of the task: To design a smoke alarm based on a single-chip microcomputer, which can monitor the smoke concentration in the air in real time and sound an alarm when the concentration exceeds the preset threshold.2.任务背景:烟雾报警器是一种重要的安全设备,可以在发生火灾时迅速发出警报,提醒人们及时逃生。
Background of the task: The smoke alarm is an important safety device that can sound an alarm quickly in the event ofa fire, reminding people to evacuate in time.3.任务范围:设计一个可靠、灵敏的烟雾报警器原型,具有良好的环境适应性和抗干扰能力。
Scope of the task: Design a reliable and sensitive prototype of the smoke alarm, with good environmental adaptability and anti-interference ability.4.任务要求:烟雾报警器应具有自检功能,能够检测传感器和报警电路的正常工作状态。
Requirements of the task: The smoke alarm should have a self-check function, which can detect the normal operation status of the sensor and the alarm circuit.5.任务方法:采用单片机作为主控芯片,配合烟雾传感器和报警电路,设计并制作烟雾报警器原型。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
基于单片机的烟雾报警器的设计毕业设计目录摘要错误!未定义书签。
Abstract 错误!未定义书签。
第一章绪论 31.1论文研究来源、目的和意义 31.1.1论文研究来源 31.1.2论文研究目的和意义 41.2烟雾报警器的国内外现状 41.3本论文主要任务 6第二章烟雾检测报警器的方案设计 62.1烟雾检测报警器设计思路 62.2烟雾传感器的选型72.2.1烟雾传感器介绍72.2.2烟雾传感器的选定132.2.3 MQ-2型烟雾传感器的工作原理142.2.4 MQ-2型传感器的特性及主要技术指标162.3烟雾检测报警器整体设计方案182.3.1烟雾检测报警器工作原理182.3.2烟雾检测报警器的结构192.3.3烟雾检测报警器的功能202.3.4烟雾检测报警器的主要技术指标212.4本章小结22第三章烟雾检测报警器的硬件设计223.1单片机的选型233.1.1单片机的选择 233.1.2 STC12C5410AD单片机的特点243.2烟雾检测报警器硬件电路设计273.2.1信号采集及前置放大电路273.2.2声音报警电路 293.2.3数码管显示电路303.2.4状态指示灯及控制键电路313.2.5报警器故障自诊断电路333.3本章小结34第四章烟雾检测报警器的软件设计344.1 STC12系列单片机调试及开发工具344.2烟雾检测报警器软件流程及设计354.2.1主程序设计及流程图364.2.2主程序初始化流程图374.2.3中位值平均滤波法数字滤波子程序设计及流程图38 4.2.4插值法线性化处理子程序设计及流程图394.2.6报警子程序设计及流程图424.2.7控制按键设计子程序及流程图 434.3本章小结44第五章实验检定及误差分析455.1烟雾检测报警器检定455.1.1爆炸下限(LEL)概念介绍455.1.2实验数据分析 465.2实验误差分析485.3本章小结50结论50参考文献52致谢54附录1 54第一章绪论1.1论文研究来源、目的和意义1.1.1论文研究来源随着科技的发展,越来越多的巨大的隐患由于工业生产和人们的日常生活而产生。
为了早期发现和通报火灾,防止和减少火灾危害,保护人身和财产安全。
保卫社会主义现代化建设,防止火灾引起燃烧、爆炸等事故,造成严重的经济损失,甚至危及生命安全。
为了减少这类事故的发生,就必须对烟雾进行现场实时检测,采用先进可靠的安全检测仪表,严密监测环境中烟雾的浓度,及早发现事故隐患,采取有效措施,避免事故发生,才能确保工业安全和家庭生活安全。
因此,研究烟雾的检测方法与研制烟雾报警器就成为传感器技术发展领域的一个重要课题。
1.1.2论文研究目的和意义为了早期发现和通报火灾,防止和减少火灾危害,保护人身和财产安全。
保卫社会主义现代化建设,防止火灾引起燃烧、爆炸等事故,造成严重的经济损失,甚至危及生命安全。
烟雾检测报警装置是能够检测环境中的烟雾浓度并具有报警功能的仪器。
该报警装置是石油化学工业、有气体泄漏可能的生产工厂及家庭防火防爆必备的仪器。
烟雾报警器属于《中华人民共和国强制检定的工作计量器具目录》中第46项,它归类于物理化学计量器具。
《建筑设计防火规范》(GBJ16-87)第10.3.2条明确规定:“散发可燃烟雾、可燃蒸汽的甲类厂房和场所,应设置烟雾浓度检测报警装置”。
2003年12月,国家执行新的烟雾探测器标准(GB 15322-2003)《可燃烟雾探测器》,2004年10月国家颁布《可燃烟雾检测报警器规程JJG693-2004》,研究新型、性能稳定、准确监测可燃性气体,并合乎国家相关规定的报警器具有极其重要得意义。
目前我国已有许多城市铺设了煤气管道,使用人口约达二亿人,煤气发生基地及中转站也达几千家。
如果这些家用燃气和煤气基地及中转站的报警率按10% 计算,烟雾检测报警器的需求量就达2000万台以上。
随着全社会对防火防爆及人身安全的重视程度的提高,这个数字会继续增长。
近十年来,农村的沼气使用也得到了极大的发展。
到2006年底,全国沼气池数量已达近1300万座,这就为检测沼气(主要成分是甲烷)浓度的仪器提供了市场。
可见,烟雾报警器具有十分广阔的市场前景。
1.2烟雾报警器的国内外现状国外从20世纪30年代开始研究及开发烟雾传感器,且发展迅速,一方面是因为人们安全意识增强,对环境安全性和生活舒适性要求提高;另一方面是因为传感器市场增长受到政府安全法规的推动。
据有关统计,美国1996年~2002年烟雾传感器年均增长率为27%~30%。
随着传感器生产工艺水平逐步提高,传感器日益小型化、集成度不断增大,使得烟雾检测仪器的体积也逐渐变小,提高了烟雾检测仪器的便携性,更加利于生产、运输及市场推广。
1963年5月,日本开发完成第一台接触燃烧式家用燃气泄漏报警器,次年12月其改良产品问世,改良的报警器可以检测燃气、一氧化碳等气体,可以安装在浴室或者采用集中监视。
我国在70年代初期开始研制烟雾报警器,生产型号多样、品种较齐全,应用范围也由单一的炼油系统扩展到几乎所有危险作业环境的各种类型报警器,产品数量也在不断增加。
但主要是在引进国外先进的传感器技术和先进的生产工艺基础上,进行研究与开发形成自己的特色。
近年来,在烟雾选择性和产品稳定性上也有很大进步。
燃气报警器可分为民用火灾烟雾报警器、工业用烟雾报警器、有毒有害烟雾报警器三大系列产品。
(1) 民用火灾烟雾报警器民用火灾烟雾报警器为居民家庭用的火灾报警器,一般安装在厨房,遇到火灾产生的烟雾时时,报警器可发出声光报警,或同时伴有数字显示,同时联动外部设备。
有的报警器可自动开启排风扇,把烟雾排出室外(2) 工业用烟雾报警器及有毒有害烟雾报警器工业用烟雾报警器及有毒有害烟雾报警器只是检测探头有差异,而在原理和应用中都很相近。
工业用燃气报警器及有毒烟雾报警器根据检测环境的不同,也可分为检漏仪、控制器和探测器。
检漏仪的体积较小,可随身携带或手持,主要应用于燃气管理的查漏与巡检。
若有燃气泄漏,检漏仪便会发出声光报警,同时数字显示烟雾浓度,以便及时采取安全措施,防止爆炸等恶性事故的发生。
控制器与探测器结合使用,可在防爆现场长期监测烟雾的浓度。
探测器安装在防爆现场,控制器壁挂在值班室等有人值守的地方,二者采用屏蔽电缆线连接。
当在现场的探测器探测到燃气泄漏之后,通过屏蔽电缆线将信号传到控制器,控制器发出声光报警,同时启动排风装置或关闭电磁阀切断气源,以确保安全。
此种仪器广泛应用于液化气站、汽车加油站、锅炉房等工业场所。
1.3本论文主要任务本篇论文是烟雾报警器的研制,主要基本部分和扩展部分:(1) 基本部分(a)对系统进行整体规划和结构设计。
(b)以STC12C5410AD单片机为中央处理器,对硬件电路进行设计和改进,使其功能更加完善。
系统硬件电路主要分为前置放大电路、键盘电路、串口通信电路、声音报警电路、状态指示灯电路、液晶显示电路六个部分。
(c)系统的软件编制。
按照软件实现的功能,主要分为主程序、初始化子程序、键盘处理子程序、滤波子程序、线性化处理子程序、浓度显示子程序、报警子程序、报警限值设置子程序、串口通信子程序。
在程序的编写过程中,加入了详细的文字注释,便于后期的改进与维护。
(d)硬件电路和软件的综合调试。
(2)扩展部分(a) 再加入一路传感器信号采集电路,利用双通道数据实现采集的优化,主要是利用辅助的一路进行修正主传感器,以提高精度和可靠性。
第二章烟雾检测报警器的方案设计2.1烟雾检测报警器设计思路烟雾检测报警器是能够检测环境中的烟雾浓度,并具有报警功能的仪器,仪器的最基本组成部分应包括:烟雾信号采集电路、模数转换电路、单片机控制电路。
烟雾信号采集电路一般由烟雾传感器和模拟放大电路组成,将烟雾信号转化为模拟的电信号。
模数转换电路将从烟雾检测电路送出的模拟信号转换成单片机可识别的数字信号后送入单片机。
单片机对该数字信号进行滤波处理,并对处理后的数据进行分析,是否大于或等于某个预设值(也就是报警限),如果大于则启动报警电路发出报警声音,反之则为正常状态。
为方便检测与监控,使仪器测试人员及用户能够直观地观察到环境中的可燃烟雾浓度值,可将浓度值送到显示屏中。
方便调节报警限,可以加入按键。
为使报警装置更加完善,可以在声音报警基础上,加入光闪报警,变化的光信号可以引起用户注意,弥补嘈杂环境中声音报警的局限。
以上是根据报警器应具备的功能,提出的整体设计思路。
烟雾传感器及单片机是可燃烟雾检测报警器的两大核心,根据报警器功能的需要,选择合适、精确、经济的烟雾传感器及单片机芯片是至关重要的。
烟雾传感器的选型在下一节详细介绍。
单片机作为硬件电路的核心,它的选型将在第三章详述。
2.2烟雾传感器的选型烟雾传感器属于气敏传感器,是气-电变换器,它将可燃性气体在空气中的含量(即浓度)转化成电压或者电流信号,通过A/D转换电路将模拟量转换成数字量后送到单片机,进而由单片机完成数据处理、浓度处理及报警控制等工作。
传感器作为烟雾检测报警器的信号采集部分,是仪表的核心组成部分之一。
由此可见,传感器的选型是非常重要的。
2.2.1烟雾传感器介绍(1) 烟雾传感器的分类烟雾传感器种类繁多,从检测原理上可以分为三大类:(a)利用物理化学性质的烟雾传感器:如半导体烟雾传感器、接触燃烧烟雾传感器等。
(b)利用物理性质的烟雾传感器:如热导烟雾传感器、光干涉烟雾传感器、红外传感器等。
(c)利用电化学性质的烟雾传感器:如电流型烟雾传感器、电势型气体传感器等。
(2) 烟雾传感器应满足的基本条件一个烟雾传感器可以是单功能的,也可以是多功能的;可以是单一的实体,也可以是由多个不同功能传感器组成的阵列。
但是,任何一个完整的烟雾传感器都必须具备以下条件:(a)能选择性地检测某种单一烟雾,而对共存的其它烟雾不响应或低响应;(b)对被测烟雾具有较高的灵敏度,能有效地检测允许范围内的烟雾浓度;(c)对检测信号响应速度快,重复性好;(d)长期工作稳定性好;(e)使用寿命长;(f)制造成本低,使用与维护方便。
(3)常见烟雾传感器简介下面对工业上常用的几种烟雾传感器作简单介绍。
(a) 半导体烟雾传感器半导体烟雾传感器包括用氧化物半导体陶瓷材料作为敏感体制作的烟雾传感器,以及用单晶半导体器件制作的烟雾传感器。
自1962年半导体金属氧化物烟雾传感器问世以来,由于具有灵敏度高、响应快、输出信号强、耐久性强、结构简单、价格便宜等诸多优点,得到了广泛的应用。
该传感器己成为世界上产量最大、使用最广的烟雾传感器之一。
按照敏感机理分类,可分为电阻型和非电阻型。
(b) 固体电解质烟雾传感器固体电解质烟雾传感器使用固体电解质气敏材料作为气敏元件,其原理是利用气敏材料在通过烟雾时产生电阻,测量其形成电动势从而测量气体浓度。