作品 基于单片机的烟雾报警器设计

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基于单片机的烟雾报警系统设计

基于单片机的烟雾报警系统设计

基于单片机的烟雾报警系统设计烟雾报警系统是一种常见的安全设备,用于检测和报警环境中的烟雾,以帮助人们及时采取措施避免火灾事故。

本文将介绍一个基于单片机的烟雾报警系统的设计。

烟雾报警系统的主要组成部分包括烟雾传感器、微控制器、报警器和电源。

在本设计中,我们选择了常用的MQ-2烟雾传感器,一个强大的单片机ATmega328P作为微控制器,一个蜂鸣器作为报警器,以及一个直流电源供电。

首先,我们需要将MQ-2烟雾传感器与ATmega328P单片机连接。

烟雾传感器有两个输出引脚,一个是信号输出引脚(AOUT)和一个是数字输出引脚(DOUT)。

我们将AOUT引脚连接到ATmega328P的模拟输入引脚(A0),以检测烟雾浓度。

DOUT引脚连接到微控制器的数字输入引脚(例如D2),以检测烟雾是否超过预定阈值。

接下来,我们需要编写程序来读取烟雾传感器的模拟输出和数字输出,并做出相应的反应。

首先,我们需要初始化串口通信,以便将系统状态信息发送到计算机。

然后,我们需要使用模拟输入引脚读取烟雾传感器的输出,并根据传感器的特性将其转换为烟雾浓度。

如果检测到的烟雾浓度超过预设的阈值,系统将触发报警程序。

关于报警程序,我们可以使用ATmega328P的数字输出引脚连接到蜂鸣器。

当烟雾浓度超过阈值时,系统将向蜂鸣器发送一个高电平信号,触发报警。

同时,系统将通过串口通信将报警信息发送到计算机。

此外,我们还可以添加一些额外的功能来增强系统的性能。

例如,可以在系统中使用LCD显示屏来显示烟雾浓度和警报状态。

配备一个人体红外传感器,当有人靠近时可以自动关闭蜂鸣器以避免误报。

还可以添加一个数据存储模块,将系统的状态信息保存下来以便后续分析。

在系统设计过程中,还需要考虑供电问题。

可以使用一个直流电源为整个系统提供所需的电力。

此外,为了确保系统稳定运行,可以添加一个电源管理模块,以防止电池耗尽,并在电池电量不足时提醒用户更换电池。

总结来说,基于单片机的烟雾报警系统设计是一个复杂而重要的项目。

基于单片机的远程烟雾报警系统的硬件电路设计

基于单片机的远程烟雾报警系统的硬件电路设计

基于单片机的远程烟雾报警系统的硬件电路设计
远程烟雾报警系统通常由传感器、控制单元、声光报警器和通信模块等组成。

硬件电
路设计是其中的重要部分,下面对基于单片机的远程烟雾报警系统的硬件电路设计进行详
细介绍。

1. 传感器部分
传感器是系统中的重要组成部分,用于检测烟雾浓度。

常见的烟雾传感器有光电式烟
雾传感器和化学式烟雾传感器。

这里选择光电式烟雾传感器进行设计。

其电路连接方式为:将传感器的VCC引脚接入单片机的供电电源,将传感器的OUT引脚接入单片机的数字输入
引脚,将传感器的GND引脚接入单片机的地线。

2. 控制单元部分
控制单元采用单片机进行逻辑控制和数据处理。

电路连接方式为:将单片机的供电引
脚VCC和地线GND与电源连接,将单片机的数字输入引脚与传感器的OUT引脚连接,将单
片机的数字输出引脚与声光报警器的控制引脚连接。

3. 声光报警器部分
声光报警器用于发出声音和光亮的警报信号,提醒用户烟雾浓度超过安全阈值。

电路
连接方式为:将声光报警器的供电引脚接入单片机的供电电源,将声光报警器的控制引脚
接入单片机的数字输出引脚。

4. 通信模块部分
通信模块用于实现远程监控和控制功能。

经典的通信模块有无线传输模块和以太网模块。

电路连接方式根据不同的通信模块而定,一般需要将通信模块的供电引脚接入单片机
的供电电源,将通信模块的数据引脚接入单片机的串行通信引脚。

在整个硬件电路设计中,需要注意各个模块之间的电源分配与设计,保证各部分工作
正常且相互配合。

需要合理设计线路布局,避免干扰和突发故障。

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

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的设计-毕业设计

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.。

基于单片机的烟雾报警器的设计

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

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

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。

基于单片机的烟雾报警器

基于单片机的烟雾报警器

第1章绪论1.1 问题由来随着社会的发展,人们对生活质量的要求越来越高,环境污染问题对人们的危害也越来越明显。

有害气体有一定的社会性,可能诱发多种疾病,多个体健康危害极大,可以引起致癌,提高心﹑脑血管疾病的发病率,引起呼吸道疾病等多种危害。

为了早期的发现和通报有害的气体,防止对环境的污染和人体得危害,保卫现代化建设,防止因有害气体而引起的中毒、污染等事故,造成严重的经济损失,甚至危害人的生命安全。

目前我国有害气体报警器使用十分广阔,不仅可以及时检测工厂的气体,还可以让我们及早做好防患措施。

现在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,有害气体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。

因此,研究有害气体的检测方法与研制报警器就成为传感器技术发展领域的一个重要课题。

1.2 论文的主要任务目前,我们已经学习了许多相关知识,如单片机与单片机控制电路,传感器与其相关电路,D/A转换电路,A/D转换电路,放大电路设计,以及语音芯片等,已经具备对信号的采集、放大、传输控制,语音芯片的语音录制及放音控制,微控制电路的应用设计等能力,并具备一定的实践创新能力。

通过对微控制器,语音电路,烟雾传感器电路以及报警电路的整合,形成一个可靠性好稳定度高,性能优良的电路,能够实现对低浓度烟雾的有效检测,并给予语音警示的功能。

如果配以精美的外壳,则可以形成一个优秀的有良好社会效益和经济效益的产品。

本设计是以单片机为核心,通过烟雾传感器发出的信号对烟雾进行报警,最后通过语音报警电路报警,达到对烟雾报警的目的。

研究内容:第一,电子语音芯片的录音和放音控制,以及音效的处理和信号的放大;第二,烟雾检测装置的选型以及在低浓度下灵敏度域有效检测的方法与算法;第三,控制电路的实现方式以及MCU的选型;第四,电路的抗干扰能力和可靠性第2章系统原理概述2.1 烟雾检测报警器的设计思路吸烟警示器是能够检测环境中的烟雾,并具有报警功能的仪器,仪器的最基本组成部分应包括:烟雾信号采集模数转换电路、单片机控制电路、录音报警电路。

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目录摘要Abstract1 绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 设计烟雾报警器的目的及意义..................... 错误!未定义书签。

1.3火灾报警器的现状及特点......................... 错误!未定义书签。

1.4火灾报警器的发展趋势........................... 错误!未定义书签。

2 系统的总体方案设计 (2)2.1烟雾报警器的工作结构和原理 (2)2.2烟雾传感器的选型 (3)2.2.1烟雾传感器的介绍 (3)2.2.2 QM-N5半导体气体烟雾传感器 (6)2.3单片机的选型 (7)2.4烟雾报警器的主要功能设计 (10)3 系统的硬件电路 (11)3.1 系统电源电路 (11)3.2 AT89C51的时钟电路和复位电路 (11)3.3信号采集及前置放大电路 (12)3.4 A/D转换电路 (14)3.5声音报警及消音键电路 (15)3.6字符显示电路 (16)3.7状态指示灯电路 (17)3.8安全保护电路 (18)3.9报警器故障自诊断电路 (19)3.10烟雾报警器硬件总电路 (19)4 系统的软件的设计 (21)4.1系统主程序设计及流程图 (21)4.2主程序初始化流程图 (22)4.3报警子程序设计及流程图 (22)4.4按键输入设计子程序流程图 (24)5 结论 ............................................ 错误!未定义书签。

参考文献致谢摘要随着社会和经济的发展,防火工作越来越重要,但是目前国内的许多研发都侧重于大型场所的火灾报警。

因此,我们就有必要研制一种结构简单、经济实用的家庭烟雾报警器以适应市场的需求。

基于供家庭使用的烟雾报警器应该具备的基本要求和功能,文章设计了一种比较适合的烟雾报警器。

本设计以传感器和单片机作为烟雾报警器设计的核心器件,配合其它器件即可实现声光报警、自动排烟换气和消防灭火等功能。

设计中单片机选用AT89C51作为控制器件,传感器选用QM-N5型气体传感器实现对烟雾的检测。

烟雾报警器主要由烟雾信号采集及前置放大电路、模数转换电路、单片机控制电路、显示电路、声光报警电路和安全保护电路构成,设计合理、简单易懂、价格低廉,使单片机在烟雾报警系统的控制中得到充分应用,具有一定的实用价值。

论文主要针对烟雾报警系统中的各个组成部分及功能进行了详细的介绍和说明,并对其主控电路和外围设备电路之间的接口连接方式,以及系统软件设计进行了重点的分析和讲解。

关键词:烟雾报警器;单片机;传感器基于单片机的烟雾报警器设计h t t p://w w w.d o c i n.c o m/p-218063308.h t m l基于单片机的烟雾报警器设计1 绪论1.1 概述单片机及烟雾传感器是烟雾报警器系统的两大核心。

单片机好比一个桥梁,联系着传感器和报警电路设备。

近几年来,单片机已逐步深入应用到工农业生产各部门及人们生活的各个方面。

各种类型的单片机也根据社会的需求而开发出来。

单片机是器件级计算机系统,实际上它是一个微控制器或微处理器。

由于它功能齐全,体积小,成本低,因此它可以应用到所有电子系统中。

同样,它也可以广泛应用于报警技术领域,使各类报警装置的功能更加完善,可靠性大大提高,以满足社会发展的需要。

而传感器作为信息技术系统的“感官”器件,如果没有“感官”感受信息,或者“感官”迟钝,都难以形成高精度、高速度的控制系统。

美国曾把二十世纪八十年代称为传感技术时代,日本更是把传感技术列为十大技术之首。

所以,根据报警器功能的需要,选择合适、精确、经济的烟雾传感器和单片机芯片是至关重要的。

在本论文中的最主要的设计是选AT89C51单片机和QM-N5半导体气体烟雾传感器为核心器件。

AT89C51单片机兼容标准MCS-51指令系统,功能强大,可供许多高性价比的场合应用,能够灵活应用于各种控制领域。

QM-N5半导体气体烟雾传感器在较宽的浓度范围内对可燃气体有良好的灵敏度,寿命长,成本低,非常适用于家庭使用的气体泄漏报警器。

由这两个核心器件设计而成的整个烟雾报警器系统可实现声光报警、报警状态字符显示、换气扇排烟和喷水灭火等烟雾报警器应有的功能,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。

目前,现代建筑都会有选择地安装不同功能的火灾自动报警系统。

因为火灾自动报警系统是建筑物的神经系统,它能够感受、接收着发生火灾的早期信号并及时报警,发出警报同时告知用户和周边居民。

它就像是一个个称职的更夫,给居住、忙碌或是休息在家庭中的人们以极大的安全感。

在火灾的早期阶段,准确的探测到火情并迅速报警,对于及时组织有序快速疏散、积极有效地控制火灾的蔓延、快速灭火和减少火灾对居住人群的损失都具有重要的意义。

2 系统的总体方案设计2.1烟雾报警器的工作结构和原理烟雾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。

该报警系统的最基本组成部分应包括:信号采集及前置放大电路、模数转换电路、单片机控制电路、字符显示电路、声光报警电路和安全保护电路等部分组成。

为适应家庭和工业等场所对可燃性易爆烟雾安全性要求,设计的烟雾报警器具有显示报警状态、故障自检、换气排烟和自动灭火等功能。

报警器采用延时的工作方式,烟雾检测报警器以AT89S51单片机为控制核心,选用QM-N5半导体气体烟雾传感器采集烟雾浓度信息,配合外围电路构成烟雾报警系统。

报警器系统结构如图2-1。

图 2-1可燃烟雾报警器系统结构框图该系统的工作由烟雾信号采集及放大电路将采集到的烟雾浓度信息转化为放大的模拟电信号。

模数转换电路再将该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处理,并对处理后的数据进行分析。

当输入A/D 转换器的放大信号不为零时,启动报警电路。

反之则为正常工作状态。

设计中为了方便检测与监控,使仪器测试人员及用户能够间接知道环境中的烟雾浓度,所以用数码管显示字符来指示报警状态。

系统采用蜂鸣器声音报警和LED 闪烁状态作为警报信号。

这种报警方法是在声音报警基础上,加入光闪报警。

因为变化的光信号可以引起用户和家庭邻居的注意,弥补了在嘈杂环境中声音报警的局限,使得报警装置更加完善。

在报警启动的同时,单片机控制器还可以控制调节阀喷水灭火和换气扇排烟动作。

系统留有继电器接口,使单片机能够控制换气风扇和调节阀的工作状态,让系统在报警的同时自动启动相关安全装置。

另外由于烟雾传感器需要在加热状态下工作,温度越高,反应越快,响应时间和恢复时间就越快。

为提高响应时间,烟雾传感器 放大电路 A/ D 转换 单 片机调节阀 LED 状态指示灯 蜂鸣器数码管字符显示 换气扇保证传感器准确地、稳定地工作,报警器需要向烟雾传感器持续输出一个5V的电压。

为了保证其可靠性,在输出5V的电压的同时,进行故障监测。

当传感器加热丝或电缆线和传感器断线或接触不良时,进行故障报警。

以上是根据报警器应具备的功能,提出的整体设计思路。

2.2烟雾传感器的选型烟雾传感器是测量装置和控制系统的首要环节。

而烟雾报警器的信号采集由烟雾传感器负责。

烟雾传感器能够将气体的种类及其浓度有关的信息转换为电信号,根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中存在的情况有关的信息,从而达到检测、监控、报警的功能。

可以说,没有精确可靠的传感器,就没有精确可靠的自动检测、控制和报警系统。

烟雾传感器作为报警器中不可缺少的核心器件,它决定了所采集的烟雾浓度信号的准确性和可靠性。

图 2-2 烟雾传感器及其结构图2.2.1烟雾传感器的介绍烟雾传感器是模拟传感器。

它能将空气中的烟雾浓度变量转换成有一定对应关系的输出信号的装置。

烟雾传感器就是通过监测环境中烟雾的浓度来实现火灾防范的。

当烟雾探头碰到烟雾或某些特定的气体,烟雾探头内部阻值发生变化,产生一个模拟值,从而对其进行控制。

烟雾传感器利用烟雾敏感元件的电阻受烟雾(主要是可燃颗粒)浓度影响阻值变化的原理向单片机发送烟雾浓度相应的模拟信号。

在智能建筑中对火灾探测器的应用主要以感烟火灾探测器选用为主。

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,使得烟雾探测器的体积也逐渐变小,提高了烟雾探测器的便携性,更加利于生产、运输和市场推广。

目前,烟雾传感器广泛应用在城市安防、小区、工厂、公司、学校、家庭、别墅、仓库、资源、石油、化工、燃气输配等众多领域。

在国内的产品中,无论哪家生产的烟雾探测器,都可以探测到火灾的发生,都具有比较高的灵敏度,而且在安装中都比较简单。

但是,由于各生产的设备不可通用,独立为正,不但不可彼此互相代替,更不可以互相通讯。

使得用户面对众多厂家生产的烟雾探测器感到不知所措。

而这也正是国内产品市场的一个重大缺陷。

(1)烟雾传感器的分类从构成气体传感器材料的形态上通常将它们分为干式和湿式气体传感器。

由于对不同气体的检测方法不尽相同,目前主要的方法有:利用半导体气体器件检测的电气法;使用电极和电解液对气体进行检测的电化学法;利用气体对光的折射率或光吸收等特性来检测气体的光学法。

(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)常见的烟雾探测器种类及工作原理为了确保家庭环境的安全,需要对各种可燃性气体、有毒性气体进行检测。

但是,由于烟雾的种类繁多,一种类型的烟雾传感器不可能检测所有的气体,通常只能检测某一种或两种特定性质的烟雾。

例如氧化物半导体烟雾传感器主要检测各种还原性烟雾,如CO、H2、C2H5OH、CH3OH等。

固体电解质烟雾传感器主要用于检测无机烟雾,如O2、CO2、H2、Cl2、SO2等。

因此目前使用的烟雾传感器有很多种,各自的检测原理也各不相同,下面就对一些常用的烟雾传感器进行介绍。

(a)半导体烟雾传感器(半导体气敏传感器)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。

半导体烟雾传感器是利用气体在半导体表面的氧化和还原反应导致敏感元件阻值变化而制成的。

按照敏感机理分类,半导体烟雾传感器可分为电阻式和非电阻式。

当半导体接触到气体时,半导体的电阻值将发生变化,利用传感器输出端阻值的变化来测定或控制气体的有关参数,这种类型的传感器称为电阻式半导体气敏传感器;当MOS场效应管在接触到气体时,场效应管的电压将随周围气体状态的不同而发生变化,利用这种原理制成的传感器被称为非电阻式半导体气敏传感器。

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