智能家庭防火检测报警系统

韩璐斌 胡小峰

摘要：如今人口密度越来越大，尤其城市的人口密度更是不断增加，人口密度的增加带来的问题也是非常明显，人均土地面积变少，同等面积下所容纳的人口更多，家庭火灾也更容易发生，火灾隐患日益加剧，烟雾检测也越来越受到人们的重视。为了早发现早解决，尽最大可能防止和减少火灾危害，保护人身和财产安全，避免事故发生，就必须对各个房间烟雾进行现场实时检测。本系统的硬件电路主要有数据的采集部分、报警部分、显示部分组成，并以STC89C52作为软件部分的设计基础，通过C语言实现程序的最优化。

关键词：烟雾检测;STC89C52单片机;红外传感器

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）02-0157-02

1 課题背景

如今人口密度越来越大，尤其城市的人口密度更是不断增加，人口密度的增加带来的问题也是非常明显，人均土地面积变少，同等面积下所容纳的人口更多，家庭火灾也更容易发生，火灾的隐患日益加剧，为了早发现早解决，尽最大可能防止和减少火灾危害，保护人身和财产安全，及早发现事故隐患，采取有效措施，避免事故发生，就必须对各个房间烟雾进行现场实时检测。目前火灾隐患日益加剧，烟雾检测也越来越受到人们的重视。[3]但智能化大型系统价格尤为昂贵，所以需要开发出小型、可靠、廉价的烟雾报警系统以适应当前发展形势。本设计就是以STC89C52单片机为中心，通过DS18B20及MQ-2检测外部环境的小型智能家庭防火检测报警系统，实时报警和显示采集信息，已达到第一时间发现、第一时间采取措施的目的，确实有效的保障家庭安全。

2 总体设计

本系统的硬件电路主要有数据的采集部分、报警部分、显示部分组成，并以STC89C52作为软件部分的核心，通过C语言实现程序的最优化。总体设计如图1所示。

2.1 烟雾检测部分

通过烟雾报警器对烟雾的检测，将获取的信号以一定的规则变成电信号，以实现模拟信号的转换。最后，经过STC89C52的处理将报警信号在报警装置上输出，达到警告的效果。

烟雾检测模块的核心器件为MQ-2烟雾传感器，其中Vc连接输入端的+5V的电压，VRL连接输出端的+5V的电压，VH接入+5V电压，经过A/D模块转换后，可以得到一定数量的烟雾浓度值[1]，通过主控芯片分析各浓度的大小，设置出适合进行烟雾预警的浓度，并通过实例不断对该浓度进行优化，得到最佳浓度显示于显示屏中，实时监测。

2.2 红外感应部分

2.2.1 BISS0001芯片简介

BISS0001的作用是实现传感信号的处理，设计时，按需要，可利用运算放大器OPl和外置传感器的输入信号组成预处理电路。[2]通过对输入信号进行两次放大输入双向鉴幅器，从而实现对有效信号的检测。

2.2.2 信号采集处理模块

信号采集模块电路的工作过程是放大热释红外感应2脚中的输入信号，二次放大是在运算放大器中实现，最后在双向鉴幅器和主控芯片中处理。

3 系统的硬件电路

3.1 单片机的时钟电路与复位电路设计

本系统采用内部方式的时钟电路和加电自复位的复位电路，如图2、图3所示：

使用I/O口是需要外接上拉电阻以正常输出高、低电平。

3.2 烟雾检测AD采集电路

为实现对烟雾强度报警数值的设定，使用MQ-2来检测烟雾浓度，主要通过ADC0832的采集得到不同浓度烟雾下对应的电压值。

3.3 声音报警电路

为实现在一定强度的烟雾条件下蜂鸣器的报警启动，则通过单片机的P3.6端口与串联电阻的三极管的连接。

3.4 按键控制电路

设置报警值通过按键控制电路的设置键和加、减键来实现，蜂鸣器在实际值超过该值时报警。在发生紧急事件时按下报警键直接启动蜂鸣器工作，该电路由这四个按键组成。

4 结语

此次设计对保证家庭安全有着较大作用，切实有效地避免火灾和爆炸事故以及煤气中毒的发生，如今智能家居越来越受到关注，将本次设计和智能家居结合到一起，不仅可以减轻人们的生活还能保证家庭的安全，具有广阔的市场空间与发展前景。

参考文献

[1] 孙波，刘士彩，郭帅，等.基于AT89C51单片机的烟雾报警装置设计[J].实验室科学，2018，21（06）：45-50.

[2] 生为.红外热释电处理芯片BISS0001和应用[N].电子报，2013-12-01（011）.

[3] 田亚立，梁波，尹少荣，等.基于单片机的烟雾报警系统设计[J].电子测试，2015，333（21）：9-10.

Intelligent Home Fire Detection and Alarm System

HAN Lu-bin， HU Xiao-feng

（College of  Electrical Engineering， Northwest Minzu University， Lanzhou  Gansu  730124）

Abstract：At present，it is a widespread phenomenon that the density of population is growing， particularly in the city.In addition，it is an obvious problem brought by it. The per capital land area is becoming smaller， the population under the same area is more， the family fire is more likely to happen， and the hidden danger of fire is increasing. In order to find and solve the problem early， we should try our best to prevent and reduce the fire hazards and protect it Personal and property safety， to avoid accidents， it is necessary to carry out on-site real-time detection of smoke in each room.This system is consist of data collection part，alarm part and display part .At the same time，STC89C52 is used for the design basis of the software part and creating the optimization of program through language.

Key words：smoke detection; STC89C52;infrared sensor