语音数字联网火灾报警器

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1、摘要：电子报警这门综合技术的正在不断的发展。研制一种结构简单、价格低廉的语音数字联网火灾报警器是非常必要的。使用AT89C51单片机，选用集成温度传感器AD590作为敏感元件，利用传感器技术，开发了可用于小型单位火灾报警的语音数字联网报警器。现场火灾报警器通过对传感器火情信息的检测，使用智能识别算法实现对火灾的监测。当报警器监测到火情信息后，直接通过Modem经公用电话交换网迅速向消防指挥中心报告火情信息。本文将详细介绍小型防火单位语音数字联网报警器的设计与实现。关键词：单片机传感器信号处理火灾报警器复

2、位电路一、语音数字联网火灾报警器的基本原理使用AT89C51单片机，选用集成温度传感器AD590作为敏感元件，利用传感器技术，开发了可用于小型单位火灾报警的语音数字联网报警器。一般小型防火单位火灾报警系统如下图所示：消防指挥中心火灾监控模块modem声光报警modem传感器当报警器监测到火情信息后，直接通过Modem经公用电话交换网迅速向消防指挥中心报告。二、设计方案报警器硬件由温度信号采集模块、声光报警模块以及单片机与Modem通信模块组成。其中，温度传感器，将现场温度非电信号转化为电信号；信号调理电

3、路，将传感器输出的电信号进行调理(放大、滤波等)，使之满足A/D转换的要求；A/D转换电路，完成将温度传感器和烟雾传感器输出的模拟信号到数字信号的转换。声光报警模块由单片机和报警电路组成，由单片机控制实现不同的声光报警功能。单片机与Modem通信模块由单片机、串行端口扩展芯片GM16C550和RS232电平转换电路组成，实现报警器经Modem与消防指挥中心的通信。处理器采用51系列单片机AT89C51。整个系统是在系统软件控制下工作的。当红外检测装置检测到有人时，信号经放大电路和非门将相应的电平送至单片

4、机的p1.0端口，在单片机内，经软件查询、识别判决等环节实时发出入侵报警状态控制信号。驱动电路将控制信号放大并推动声光报警设备完成相应动作。当报警延迟10s一段时间后自动解除，也可人工手动解除报警信号，当警情消除后复位电路使系统复位，或者是在声光报警10s钟后有定时器实现自动消除报警。从设计的要求来分析该报警器设计须包含如下结构：热释电红外传感探头电路、报警电路、单片机、复位电路、；它们之间的构成如下总体设计框图所示：AT89C51复位电路信号检测电路报警执行电路LED发光显示放大驱动驱动三、硬件设计3

5、.1检测模块要准确地进行火灾报警，选择合适的温度传感器是准确报警的前提。综合考虑各因素，本文选择集成温度传感器AD590用作采集系统的敏感元件。由于AD590是电流型温度传感器，他的输出同绝对温度成正比，即1μA/k，而数模转换芯片ADC0809的输入要求是电压量，所以在AD590的负极接出一个10kΩ的电阻R1和一个100Ω的可调电阻W，将电流量变为电压量送入ADC0809。通过调节可调电阻，便可在输出端VT获得与绝对温度成正比的电压量，即10mV/K。应用电路如下图：图1AD590的应用电路A/D转

6、换电路采用了常用的8位8通道数模转换专用芯片ADC0809，电路如图5所示。温度、烟雾传感器的输出分别接到ADC0809的IN0和IN1。ADC0809的通道选择地址A，B，C分别由89C51的P0．0～P0．2经地址锁存器74LS373输出提供。当P2.7=0时，与写信号WR共同选通ADC0809。图中ALE信号与ST信号连在一起，在WR信号的前沿写入地址信号，在其后沿启动转换。例如，输出地址7FF8H可选通通道IN0，实现对温度传感器输出的模拟量进行转换；输出地址7FF9H可选通通道IN1，实现对烟

7、雾传感器输出的模拟量进行转换。图中ADC0809的转换结束状态信号EOC接到89C51的INT1引脚，当A/D转换完成后，EOC变为高电平，表示转换结束，产生中断。在中断服务程序中，将转换好的数据送到指定的存储单元。图2数据采集模块电路3.2时钟电路的设计TAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。因为一个机器周期含有6个状态周期，而每个状态周期为2个振荡周期，所以一个机器周期共有12个振荡周

8、期，如果外接石英晶体振荡器的振荡频率为12MHZ，一个振荡周期为1/12us，故而一个机器周期为1us。如图所示为时钟电路。图3时钟电路图3.3复位电路的设计复位方法一般有上电自动复位和外部按键手动复位，单片机在时钟电路工作以后,在RESET端持续给出2个机器周期的高电平时就可以完成复位操作[6]。例如使用晶振频率为12MHz时，则复位信号持续时间应不小于2us[7]。本设计采用的是外部手动按键复位电路。如图7示为复位电路。图4复位电路图3