校舍分布式烟雾报警管理系统的设计

王啸东　张赛威　李作奇等

摘要:学生宿舍是高校防火安全的重点，本文介绍了校舍分布式烟雾报警管理系统的设计方法。校舍分布式烟雾报警管理系统综合应用了传感器检测技术、无线通信技术和单片机应用技术, 实现烟雾多点分布监测，集中显示报警，便于安全管理，防患未然，将事故消灭在萌芽阶段，从而杜绝重大消防安全事故的发生。

关键词:烟雾报警；校舍管理系统；单片机；A/D转换

1引言

学生宿舍是人居最为集中的地方，是学生生活的主要场所，也是高校防火安全的重点对象。公安部、教育部曾联合出台《高等学校消防安全管理规定》，进一步强化了学生宿舍消防安全的重要性和紧迫感，然而有关学生宿舍的火灾事故，仍时有发生。

为此，高校经常开展消防知识教育，规范制度管理，增设灭火装置，设置警示标志等。在这些常规预防措施之外，项目组希望利用所学知识，将传感器检测技术、无线通信技术和单片机应用技术相结合，设计开发出“校舍分布式烟雾报警管理系统”，实现烟雾多点分布监测，集中显示报警，防患未然，将事故消灭在萌芽阶段，从而杜绝重大消防安全事故的发生。本文介绍了校舍分布式烟雾报警管理系统的设计方法。

2 校舍分布式烟雾报警管理系统的设计

“校舍分布式烟雾报警管理系统”主要由烟雾传感器检测电路、无线发射电路、无线接收电路、单片机系统、LED显示电路和喇叭等部分组成。烟雾检测和无线发射电路安装在每一间学生宿舍的顶部。当检测到烟雾时，无线发射电路发出信号，安装在走廊的无线接收电路接收到信号，将信号传递给单片机系统，单片机系统自动设别出信号来自哪一间学生宿舍，在LED上显示出当前宿舍编号，同时通过喇叭发出报警声。安装在走廊的无线接收电路和单片机系统还可以采用有线的方式，将报警信息汇总到学生宿舍的一楼管理大厅。

2.1烟雾传感器检测电路

烟雾传感器检测电路(如图1)在工作时，MQ-2烟雾传感器检测电路实时检测空气中烟雾浓度，烟雾浓度越高，MQ-2烟雾传感器工作电阻越小，通过分压电路，其输出点B2引脚上得到电压越高，通过调整变阻器RP2的阻值，可以实现调整烟雾检测灵敏度的功能；调整变阻器RP1的阻值可以改变烟雾传感器的加热电路，调整传感器的预热时间。烟雾传感器的输出电压经过电阻R3限流后，提供给LM393电压比较电路，接地电容C2起到滤波的作用。在LM393电压比较电路中，RP3和RP4组成一个分压电路，分得电压经过电阻R2限流后，连接到LM393芯片的IN-(1)引脚，与连接在IN+(1)引脚上的烟雾传感器的输出电压进行比较，当IN+(1)引脚上的烟雾传感器的输出电压大于IN-(1)引脚上参考电压时，LM393电压比较电路输出端反转，由低电平转变为高电平，LM393电压比较电路输出端信号用于控制无线发射电路，发射无线信号。

2.2无线发射与接收电路

无线发射与接收电路主要围绕PT2262/2272芯片构成发射电路和接收电路。PT2262/2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，PT2262/2272最多可有12位(A0-A11)三态地址端管脚(悬空,接高电平,接低电平)，任意组合可提供531441地址码，PT2262最多可有6位(D0-D5)数据端管脚，设定的地址码和数据码从17脚串行输出。

2.3 单片机系统与LED显示电路

在单片机控制系统中，通常会采用晶体管相关电路来提升驱动能力，单片机一个输出点对应一个晶体管驱动电路，当单片机系统由多个输出点时，晶体管驱动电路就会比较多，会占用印刷电路板的空间，因此，本系统采用ULN2003A集成芯片和单片机的综合应用。LED显示电路采用动态显示方式，4BIT端、3 BIT端、2 BIT端、1 BIT端循环高电平，逐一点亮每一位数码管，使4位7段数码管高速循环显示，从而显示出当前数值。

3结束语

项目组设计“校舍分布式烟雾报警管理系统”的硬件电路，并开发软件系统，调试运行通过，制作出校舍分布式烟雾报警管理系统，其稳定性好和可靠性高。本文介绍了校舍分布式烟雾报警管理系统的设计方法，防患未然，将事故消灭在萌芽阶段，从而杜绝重大消防安全事故的发生。

参考文献：

[1]李广弟.单片机基础[M].北京：北京航空航天大学出版社,2001.

[2]白鹏等编著,刘君华主编.基于LabWindows/CVI的虚拟仪器设计[M].电子工业出版社．endprint