基于单片机的车载智能火灾预警系统研究

刘兴源

摘要：车载火灾预警系统是驾驶人员行驶安全的重要保障，随着车载电器的老化和漏油现象逐渐增多，汽车自燃事故也日渐受到重视。因此，本文介绍了基于车身环境考虑的单片机火灾探测的工作原理，分析了单片机及传感器的选型和火灾预警所采用的控制方法，研究了基于单片机的车载智能火灾预警系统。

关键词：单片机;火灾预警;光电式烟感探测

中图分类号：TU892 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）05-0019-02

0 引言

随着私家车的保有量不断增多，现役车辆的使用年限不断增长，车辆内部的电器线路的老化程度也会不断加重，汽车发动机的高温环境，润滑油、液力传动液的可燃性，均可能会引发火灾。电源系统、点火系统等的电气线路绝缘层老化后，遇可燃物易引发火灾。鉴于汽车发动机舱中集中了众多可燃因素，考虑智能火灾预警传感器应集中布置在发动机舱内部。

1 烟感传感器的选型和火灾预警的监测方式

本系统所采用的是光电式烟感探测，火灾初始阶段产生烟雾，采用烟感符合预警系统所需要的提前时效性。光电式烟感传感器原理由发光元件和光敏元件成对组成，发光元件发出的光由于隔板的阻挡无法照射到光敏元件上，当有烟雾介入时，通过颗粒物对发光元件造成的光散射，使得一部分光照到光敏元件上，此时在光敏元件上的光强就发生了变化，流过光敏元件的电流也会相应的发生改变，所以通过检测电流的变化即可检测到是否有烟雾。

2 基于单片机的车载智能火灾预警系统研究

2.1 车载智能火灾预警系统的硬件开发

硬件系统由传感器、控制系统、执行机构和电源等部分组成，其电路见图1。中控系统选用的是MSP430F2002单片机，其具有低功耗、集成ADC、运算速度快等优势。传感部分主要由多个烟感传感器组成，布置在汽车可能发生火灾的部位。烟雾探测部分由红外光电二极管和接收三极管构成，给LED1接了电阻R4以达到限流的目的，电阻R5作用是提供烟感信号输出电压。经过C1电容滤波处理后的电压信号由信号放大器（LM324）进行信号放大，系统选用反相放大，放大倍数-50倍。放大后的电压信号经过C2（0.01μF）的滤波处理，传入到中控系统中进行模数转换。

执行机构由灯光和声音两部分构成。声音预警部分由三极管（8550）的基极串入1kΩ电阻接入系统，集电极接蜂鸣器，由单片机控制声音的发出与停止;灯光预警由LED发光二极管构成。在系统判定有烟时，发出声光预警。

汽车电源需要通过LM7805进行稳压处理，处理成为5V的电压后通过LM317控制端的变阻器调整至输出电压为最终了、可通入系统的电压3.0V。考虑到误判情况可能会出现，硬件系统中加入了手动操作部分来控制整个系统的开关。当系统出现误判，可以通过重启系统来关闭错误预警。

2.2 车载智能火灾预警系统的软件开发

软件系统设计如图2所示。汽车启动，系统通电进入初始化，设置中断，设置模数转换器，设置定时器，打开中断，单片机进入低功耗工作模式，定时器唤醒单片机退出低功耗模式。然后系统判断烟感数字信号值是否超过预先设定的阈值，若没有则返回到进入低功耗步骤;若超过则判为有效信号，并多次判断，反复确认信号是否准确，最终由中控输出声光预警指令，由喇叭和灯光向车内人员反馈有效的预警信息。如经检查并没有出现火情或是故障處得到处理，则可通过手动控制关闭处于预警状态系统。

3 结语

由于近几年汽车火灾事故频繁发生，使得汽车火灾预警逐渐受到重视。虽然国内外在智能火灾预警方面已研究多年，但是针对私家车的智能火灾预警研究还是初始阶段，所以针对汽车提出一种能够实现全面的、低功耗的、智能的火灾预警系统，对减少汽车火灾事故具有积极意义。

参考文献

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