單片機(jī)控制的火災(zāi)報(bào)警及自動(dòng)噴淋系統(tǒng)

閆紅來(lái)

（西安外事學(xué)院，陜西 西安710077）

我國(guó)的火災(zāi)報(bào)警及自動(dòng)噴淋系統(tǒng)經(jīng)歷了從無(wú)到有、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的發(fā)展過(guò)程，其智能化程度也越來(lái)越高。 目前國(guó)內(nèi)廠家多偏重于大型倉(cāng)庫(kù)、商場(chǎng)、高級(jí)寫字樓、賓館等場(chǎng)所大型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的研發(fā)，他們采用集中區(qū)域報(bào)警控制方式，其系統(tǒng)復(fù)雜、成本較高。 而在居民住宅、機(jī)房、辦公室等小型防火單位，需要設(shè)置一種單一或區(qū)域聯(lián)網(wǎng)、廉價(jià)實(shí)用的火災(zāi)報(bào)警及自動(dòng)噴淋裝置，因此，研制一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的火災(zāi)報(bào)警及自動(dòng)噴淋系統(tǒng)是非常必要的。

本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能：

1）當(dāng)溫度上升到上限溫度以上時(shí)，高溫發(fā)光二極管閃爍，蜂鳴器報(bào)警；

2）數(shù)碼管即時(shí)顯示溫度；

3）啟動(dòng)報(bào)警和打開噴水開關(guān)。

1 整體方案設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)由火災(zāi)檢測(cè)模塊、A/D 轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)處理模塊、聲光報(bào)警模塊和自動(dòng)裝置模塊組成。 火災(zāi)檢測(cè)模塊由溫度檢測(cè)和煙霧檢測(cè)構(gòu)成，其溫度傳感器選用DS18B20，煙霧傳感器選用MQ-2 煙霧傳感器。A/D 轉(zhuǎn)換模塊選用常用的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0809。聲光報(bào)警模塊分為聲音報(bào)警和光報(bào)警，聲音報(bào)警由蜂鳴器報(bào)警。 光報(bào)警模塊采用高亮度紅色光LED 閃爍實(shí)現(xiàn)。 噴淋裝置模塊由一個(gè)繼電器實(shí)現(xiàn)，通過(guò)對(duì)煙霧和溫度的檢測(cè)來(lái)啟動(dòng)報(bào)警和打開噴水開關(guān)。

2 按鍵電路設(shè)計(jì)

鍵盤共有三個(gè)鍵，判斷K3～K5 鍵是否按下，可采用軟件查詢和中斷的方法，當(dāng)某個(gè)鍵按下時(shí)，低電平有效。 3 個(gè)鍵K3～K5 的功能分別設(shè)置定義，K3 鍵為功能轉(zhuǎn)換鍵，此鍵按下，顯示溫度設(shè)定值，按鍵松開，顯示當(dāng)前溫度；K4 鍵為加1 鍵，設(shè)定溫度值加1；K4 鍵為減1 鍵，設(shè)置溫度值減1。

3 煙霧傳感器及AD 轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)

煙霧傳感器電路設(shè)計(jì)主要包含煙霧檢測(cè)電路、 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)控制電路、聲光報(bào)警電路、電源指示電路和按鍵電路構(gòu)成。 AD 轉(zhuǎn)換電路用來(lái)完成對(duì)煙霧傳感器檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后傳到到單片機(jī)，進(jìn)而完成對(duì)對(duì)煙霧信號(hào)的檢測(cè)過(guò)程

4 溫度傳感器電路設(shè)計(jì)

它的整體思想是先通過(guò)鍵盤輸入設(shè)定溫度的范圍， 保存在AT89S52 的指定單元中， 再利用溫度傳感器DS18B20 進(jìn)行信號(hào)的采集，送入單片機(jī)中。 然后把采樣值與設(shè)定值進(jìn)行比較運(yùn)算，得出控制量，來(lái)進(jìn)行報(bào)警，實(shí)現(xiàn)提醒溫度超出預(yù)定范圍。單片機(jī)控制系統(tǒng)是一個(gè)完整的智能化的集數(shù)據(jù)采集、顯示、處理、控制于一體的系統(tǒng)。 由傳感器、LED 顯示單片機(jī)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制部分等組成。

5 顯示模塊電路設(shè)計(jì)

在本設(shè)計(jì)中采用了四位七段數(shù)碼管， 用動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)來(lái)顯示溫度的值。

LED 數(shù)碼管是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件， 其基本單元是發(fā)光二極管，通過(guò)對(duì)其不同的管腳輸入相對(duì)的電流，會(huì)使其發(fā)亮，從而顯示出數(shù)字。可以顯示：時(shí)間、日期、溫度等可以用數(shù)字代替的參數(shù)。

6 報(bào)警電路設(shè)計(jì)

在煙霧檢測(cè)控制系統(tǒng)中，為了安全生產(chǎn)，對(duì)于一些重要的參數(shù)或系統(tǒng)部位，都設(shè)有緊急狀態(tài)報(bào)警系統(tǒng)，以便提醒操作人員注意，或采取緊急措施。其方法就是把計(jì)算機(jī)采集的數(shù)據(jù)或記過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、數(shù)字濾波，標(biāo)度變換之后，與該參數(shù)上下限給定值進(jìn)行比較，如果高于上限值則進(jìn)行報(bào)警，否則就作為采樣的正常值，進(jìn)行顯示和控制。

7 軟件設(shè)計(jì)

溫度傳感器DS18B20 采集溫度信號(hào)， 直接傳送給單片機(jī), MQ-2型半導(dǎo)體可燃?xì)怏w敏感元件煙霧傳感器將采集到的煙霧信號(hào)以模擬量參數(shù)傳送給A/D 轉(zhuǎn)換器，再傳送給單片機(jī)，然后單片機(jī)將對(duì)兩個(gè)信號(hào)分別進(jìn)行顯示和分析，與提前設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，如果超出標(biāo)準(zhǔn)范圍則啟動(dòng)報(bào)警裝置和自動(dòng)噴淋系統(tǒng)。