一种烟雾浓度监测及处理装置

李忠任+毛新权+刘慧洁+周舰

摘 要：本文设计一款简易烟雾检测装置。核心器件选用MQ-2烟雾传感器、DS18B20温度传感器以及STC89C52单片机，通过STC89C52单片机控制传感器对检测地点的烟雾、温度进行实时检测，并把检测结果进行数据信息处理，实现声光报警、浓度显示。设计实用性强，具有一定推广意义。

关键词：MCU；烟雾浓度；声光报警

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.098

1 研究背景

目前烟雾浓度监测装置在国内外的应用发展很快，虽然生产的产品种类比较多，样式众多，但并不尽如人意，不能达到十分好的效果。不尽如人意方面除了体现在管理上方面，主要体现在技术方面，对烟雾浓度的实时监测，对温度的实时监测，对检测的范围以及检测的灵敏性，以及对实时报警无延迟这些问题的解决是当前需要解决的关键技术问题。对烟雾浓度的监测检测是此技术问题的关键所在，常规的烟雾报警器，采用几对红外发射、接收管作为传感器，这种方法精度差，更无法准确的识别气体的濃度，或者受到其他气体的影响等蒙混过关。尤其工业场所的气体不是单一的，容易受到其他气体的干扰，容易造成误报警等现象。

2 研究内容综述

本论文所研制的烟雾浓度监测装置，在设计中烟雾传感器选用了MQ-2烟雾传感器，该传感器价格低廉，灵敏度高；温度传感器选用的是DS18B20温度传感器，该装置的核心选用了常用的STC89C52单片机等中心的重要的器件，采用这些器件设计了一款烟雾浓度监测及处理预警装置，其具有烟雾浓度检测的功能和具有声光报警功能。该方法具有精确度高等特点，很大程度的提高了烟雾浓度监测的灵敏度，避免不必要的经济损失。

随着互联网技术的发展和全社会信息化进程的加快，未来的报警器将向着整体性、前瞻性和集成性方面发展，将在公众的家庭、产业园区等发挥着重要的作用，减少失火对人群的损失都具有重要的意义。

3 系统结构

设计主要包含声光报警、温度显示、浓度显示、报警限设置、手动报警以及自动报警等功能；在这个设计中，所选用的检测温度的温度的传感器是DS18B20，来进行测量温度的传感器，测量烟雾的传感器使用MQ-2的型号的烟雾的传感器。还有最常用的STC89C52的单片机来作为这个系统的控制核心；如果把它比喻成一颗“心脏”，那么它就是整个控制系统的重中之重，此系统通过STC89C52单片机来控制温度传感器和烟雾浓度传感器，它可以对所控地点的烟雾的浓度进行测量，当然也可以对温度进行及时的检测[2]；在我的设计中烟雾传感器我选用了用了MQ-2烟雾传感器，该传感器价格低廉，灵敏度高；温度传感器选用DS18B20温度传感器，本设计为具有烟雾浓度检测功用和当超阈值可以进行发出警报声音和黄光LED报警功用的烟雾浓度监测及处理警系统，其结构更简单、使用更方便、价格更低廉、性能更稳定、更加的智能化等特点。

主要的设计思想为以STC89C52单片机和M-Q2烟雾传感器为重要核心设计的烟雾报警器，可实现发生和发光来进行报警、可以像温度计一样测量出来温度值而且能够显示出来的、而且可以对烟雾测量值实时显示，显示出厌恶浓度浓度。并且本装置可以对我们想要的报警值来进行阈值设置、还可以进行手动来报警以及有情况发生之后自动报警这些强大的功能，检测数据通过STC89C52单片机进行判别实现信息数据采集、处理，并可以实现实时监测、报警[3]。

烟雾检测及温度检测系统装置工作过程：接通电源，使本文设计的烟雾浓度监测及处理系统处于正常的工作状态下，观察到当前数码管显示的温度为当前的室温24摄氏度，此时室温低于该系统设置的报警值30摄氏度，烟雾的浓度为零，低于烟雾浓度设置的报警值4单位，所以，正常工作的系统不会发生报警；我们将手指接触到温度传感器DS18B20，可以明显的看到数码管显示模块的数值在不断上升，当达到设定的报警数值时，声光报警电路马上开始报警，蜂鸣器发出尖锐报警声，同时LED发光二极管也会发出闪亮的光；按下复位键，系统重新开始工作，用特定实验仪器释放出被检测气体，当靠近时，MQ-2气体传感器检测到气体浓度，气体的浓度值在不断的上升。当达到设定的报警数值时，声光报警电路马上开始报警，蜂鸣器发出尖锐报警声，同时LED发光二极管也会发出闪亮的光；此次试验说明该模块可以十分稳定的工作；经过多次、反复的进行实验证明，此模块的设计是正确的，可以灵敏的、准确的工作。

当我们将温度的报警值设置为29摄氏度，烟雾浓度设置为4个单位时，我们进行测试。首先我们就用手按住温度传感器，我们将看到数码管显示的测得的温度在不断升高，当温度达到29摄氏度时，声光报警器开始报警，此时，我们按下复位键，报警解除，声光报警器停止报警；同理，我们特定待测气体装置将气体打开，放到MQ-2附近，可以观察到数码管显示测得的的浓度在不断上升，当达到4个单位时，声光报警器开始报警，蜂鸣器响起，状态灯不断闪烁；此时，我们按下复位的按键，报警就会马上的解除了，声光报警器就会停止报警；在无温度和烟雾浓度超标的情况下，我们科技按下手动报警键，此时，声光报警器开始报警，蜂鸣器响起，状态灯不断闪烁，当我们按下复位键，报警解除，声光报警器停止报警。

4 结论

文中详细介绍了设计该系统所涉及到多种硬件和软件的结构原理。众所周知，烟雾检测报警器越来越多的出现在人们的视野之中，得到广泛的应用。它可以有效的保护着我们的生产与生活的安全，而且可以广泛地应用到多种场合，它具有广阔的市场空间与发展前景。

参考文献：

[1]宋文绪，杨帆.传感器与检测技术[M].高等教育出版社，2003.

[2]胡显华.火灾探测器误报警的原因及改进方法[J].电脑开发与应用，2007，20（11）.

[3]张玉莲.传感器与自动检测技术[M].北京：机械工业出版社，2010.endprint