关于火灾自动报警器的探讨

徐顺,张娟

(云南工商学院，云南 昆明 650000)



关于火灾自动报警器的探讨

徐顺,张娟

(云南工商学院，云南 昆明 650000)

摘要：本文主要论述的火灾自动报警器是通过使用单片机为核心，烟雾传感器和温度传感器作为主要的检测器件，对单片机编程检测传感器信号并进行火灾自动报警。通过烟雾和温度两种传感器组成的复合型传感器可以减少火灾的误报率，提高火灾报警的可靠性。

关键词：传感器；自动报警；单片机；探讨

1系统组成原理

本文主要论述以89S52单片机为主控芯片控制电路，由烟雾传感器模块电路、A/D转换电路、温度传感器电路、液晶显示电路、报警电路等组成。电路的工作过程是：通过烟雾传感器模块电路检测是否有烟雾,如有烟雾产生就输出相应比值的电压，由A/D转换电路转换为数字信号送到单片机进行判断；如没有烟雾就继续检测。同时温度传感器也要检测周围环境温度送入单片机，单片机通过对两个传感器的数据比较计算判断是否有警情及警情的严重程度，然后控制液晶电路显示当时烟雾浓度、温度、发光二极管和蜂鸣器进行预警或报警。在设计中通过烟雾传感器模块输出端的数字信号来判断传感器电路是否出故障。

2各模块电路方案的设计

2.1传感器模块电路方案设计。火灾初期物质阴燃产生的烟雾粒子浓度是最重要的火灾参数。所以选用烟雾和温度同时探测的复合型传感器。MQ-2是一种体电阻控制型气敏器件，其阻值随被测气体的浓度(成分)而变化。DS18B20温度传感器是“一线总线”接口的温度传感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等优点，可直接将温度转化成串行数据信号供处理器处理。现将两个传感器模块电路设计方案简述如下:

(1)烟雾传感器模块电路设计。在电路设计中MQ-2传感器等效于一个滑动变阻器，随着烟雾气体浓度的不同而改变阻值，电路中的R3和MQ-2构成了一个分压电路，当烟雾气体浓度越大时，MQ-2的阻值越小，输出的模拟电压越大。LM393是低功率低失调电压双比较器，它被设计成能直接连接TTL和COMS。MQ-2传感器输出的模拟电压接入LM393的反相输入端，同时与电源相接的电位器的滑动端接入LM393的同相输入端，通过调节电位器来调节LM393输出的TTL电平的灵敏度。

图为烟雾传感器模块电路

(2)温度传感器模块电路设计。DS18B20采用的是单总线技术，既可传输时钟，又可传输数据，而且数据传输是双向的，因而这种单总线技术具有线路简单，硬件开销少，成本低廉，便于总线扩展和维护等优点。单总线适用于单主机系统，能够控制一个或者多个从机设备。

2.2AD转换电路方案设计。由于MQ-2烟雾气体传感器检测输出的信号是模拟量，需要进行A/D转换成数字信号才能被单片机采集到并进行计算比较。在A/D转换芯片中，ADC0809由0-5V电源供电，片内带有锁存功能，可对8路0～5V的输入模拟电压信号分时进行转换；输出具有TTL三态锁存缓冲器，可直接接到单片机数据总线上；通过适当的外接电路，ADC0809可对0～±5V的双极性模拟信号进行转换。

2.3液晶显示和报警电路方案设计

(1)液晶显示电路方案设计。液晶显示电路主要是为了显示传感器检测到的烟雾气体的浓度值范围和温度值。在电路中由单片机的P0口接上拉电阻后再接到LCD1602的D0-D7口。液晶3端为液晶对比度调节端，通过一个10KΩ电位器接地来调节液晶显示对比度。

(2)报警电路方案设计。本设计在发生火灾的时候有声光报警(即蜂鸣器和发光二极管根据不同的火情发出不同的报警声和产生不同的闪烁方式)。在电路中单片机的P2.3口控制蜂鸣器报警，P2.5口控制发光二极管的闪烁。

3系统软件方案设计

软件设计包括A/D转换、温度采集、LCD液晶显示、蜂鸣器和发光二极管报警模块。首先是A/D转换电路的程序设计，需要定义单片机的P3.0口为启动信号转换位，P3.1口为转换信号引脚，P3.2口为输出允许控制端。在程序中写入启动转换信号，查询转换结束信号，等待转换结束后进行计算比较，最后数据通过液晶显示。然后是测温及液晶显示程序设计，主要是通过DS18B20总线的数据信号输出口接到单片机的P2.4口上，并在单片机的P2.0，P2.1，P2.2控制液晶显示。最后是报警电路及烟雾传感器模块电路自检程序设计，定义蜂鸣器的控制位是单片机的P2.3口，发光二极管的控制位是单片机的P2.5口。MQ-2传感器自检信号输入口位单片机的P2.6口。如果自检输入端口的电平一直位高的话蜂鸣器发出预警声，说明烟雾传感器可能有故障。

结束语：综上所述，只要有了单个稳定性较强的火灾自动报警器，我们就可以在一定的区域内实现多点式和智能化的火灾自动报警方案的设计，并可以及时的掌握火情，的预警及灭火措施，做好预警、报警及灭火措施，挽救大量的生命和财产。

参考文献：

[1]胡建主编.单片机原理及接口技术实践教程.北京：机械工业出版社，2004.8.

[2]彭军.传感器与检测技术.西安电子科技大学出版社，2003.

[3]马忠梅，籍顺心等编著.单片机的C语言应用程序设计.北京：北京航空航天大学出版社，1991.1.

中图分类号:X924.4

文献标志码：A

文章编号：1671-1602(2016)06-0022-01

作者简介：徐顺，男，汉，云南省宣威市，云南工商学院教师，研究方向:电子电路。

引言：火灾自动报警器可以根据烟雾的浓度和温度的高低进行提前预警，使人们做好预防措施避免火灾的发生，并可以在发生火灾时根据不同的烟雾浓度和室内温度来判断火灾的严重情况同时发出不同的声光报警和自动拨打报警电话。