一种实用型智能消防报警器的设计

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1、http://www.gtjia.com一种实用型智能消防报警器的设计梁一凡，黄巧玲(广东省韶关钢铁集团有限公司，广东韶关512123)摘要:设计一种智能型消防报警器，其以单片机为核心，与DS18B20温度传感器、MQ－2烟雾传感器相结合，硬件结构简单，生产成本低，能及时稳定可靠预报火灾险情，具有较高的实用性．关键词:消防报警;温度传感器;烟雾传感器;单片机0引言为了能够预报火灾险情并有充分的时间采取有效措施，将火灾扑灭在萌芽状态，最大限度减少生命财产的损失，设计一种智能型消防报警器，以单片机为核心，与DS18B20温度传感器、MQ－2烟雾传感器相结合，硬件结构简单，生产成本低，能及时稳

2、定可靠预报火灾险情，具有较高的实用性．1整体设计方案本设计方案重点在于智能报警器能及时、准确无误的预测到火灾险情，做到对火灾险情先知先觉，并及时自动报警，防范火灾险情在萌芽状态．基于上述的设计思想和原则，智能型消防报警器具有快速探测在火灾险情刚发生时的烟雾浓度和温度大小，并能自动判断当前环境状态下是否真的已发生火灾或可能即将发生火灾险情．一旦确定这两种情况中的任意一种情况已发生就立即自动灯光和声音报警、启动灭火装置设备并指示灾情发生的具体位置．整体方案模型如图1所示2消防报警器的硬件设计智能消防报警器的硬件电路由主控单元、温度检测电路、烟雾检测电路、灯光和声音报警电路、火灾灾情位置指示电

3、路、消防启动控制电路等6个部分组成．该智能消防报警器的硬件电路结构简单，无须外加A/D转换电路就能实现快速温度检测和烟雾检测．硬件电路原理图如图2所示．http://www.gtjia.com主控制器选用在系统可编程的STC12C2052AD单片机．此单片机内部自带有8路8精度A/D转换器，实现那路进行A/D转换只需要通过软件设置即可，无须外加A/D转换电路，可以简化硬件电路，降低生产成本．而且该单片机内部还具有256个字节片内RAM数据存储器，2K个字节片内FLASH程序存储器，完全能够满足系统程序运行和数据存储的需要．此外该单片机宽电压工作，抗干扰能力强，能在电源环境比较恶劣下稳定的

4、工作．温度检测电路和烟雾检测电路是智能消防报警器的技术关键．智能消防报警器能否及时、准确无误地判断是否有火灾险情并报警，并为人们将火灾险情扑灭在其萌芽状态赢得宝贵的时间，完全取决温度检测电路和烟雾检测电路能否快速探测到在当前环境状态下温度变化的快慢和烟雾浓度大小．温度检测电路主要是由DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器DS18B20组成．该传感器将半导体温敏器件、A/D转换器、存储器等器件做在一个很小的集成电路芯片上，且其信号输出采用单总线结构直接输出温度信号的数字值，这种单总线结构数据传输方式增加了信号的传输距离，提高了抗干扰能力，使系统电路结构更趋简单，测温更加准确可靠可．同时

5、也支持多点组网功能，多个DS18B20并联在总线结构上实现多点分布测温［1］．而传统的半导体温度传感器通常以负温度系数的热敏电阻(NTC)为温度敏感元件，其输出的模拟信号必须经过A/D转换得到数字信号后才能与单片机接口［3］．因此这种温度控制系统硬件结构比较复杂，生产成本较高，而且NTC负温度系数热敏电阻可靠性相对较差，测量的准确性低，经A/D转换后系统检测的温度精度更差．此外数字温度传感器DS18B20功耗甚微，可工作在3～5．5V的宽电压，测量温度范围在是－55～+125℃，精度可达到0．0625℃，且其硬件上与单片机接口极其简单，较之NTC具有明显的技术优势．烟雾检测电路主要是由半

6、导体烟雾传感器MQ－2组成．半导体烟雾传感器MQ－2对液化气、丙烷、氢气的灵敏度高，对天然气和其它可燃蒸汽的检测也很理想．当半导体烟雾传感器MQ－2在清洁空气环境时其的电导率较低，随着空气环境可燃气体浓度的增加，半导体烟雾传感器MQ－2的电导率也随着增大，利用半导体烟雾传感器MQ－2这种特性可以很容易的将空气环境可燃气体浓度的变化转换为相对应的电压输出信号，再经过A/D转换后变成数字信号．此外半导体烟雾传感器MQ－2具有良好的抗干扰性，可准确排除有刺激性非可燃性烟雾的干扰信息，而且驱动电路简单，响应时间短，长时间工作性能稳定．http://www.gtjia.com当消防报警器启动后，主

7、控制器不断通过烟雾检测电路检测当前工作环境下的烟雾浓度，通过温度检测电路检测当前工作环境下的温度，然后与预定的工作环境下的烟雾浓度限值、工作环境下的温度限值及其温度变化的快慢进行比较，如果工作环境下的烟雾浓度超过限值，那么主控制器则预测可能会有火灾险情并且亮黄色报警指示灯;如果工作环境下的烟雾浓度超过限值，并且工作环境下的温度变化快而且高，那么主控制器则可以判断为已经发生了火灾险情，主控制器亮红色报警指示灯，响蜂鸣器进行声音报警，同