校舍分布式煙霧報警管理系統的設計

王嘯東　張賽威　李作奇等

摘要:學生宿舍是高校防火安全的重點，本文介紹了校舍分布式煙霧報警管理系統的設計方法。校舍分布式煙霧報警管理系統綜合應用了傳感器檢測技術、無線通信技術和單片機應用技術, 實現煙霧多點分布監測，集中顯示報警，便于安全管理，防患未然，將事故消滅在萌芽階段，從而杜絕重大消防安全事故的發生。

關鍵詞:煙霧報警；校舍管理系統；單片機；A/D轉換

1引言

學生宿舍是人居最為集中的地方，是學生生活的主要場所，也是高校防火安全的重點對象。公安部、教育部曾聯合出臺《高等學校消防安全管理規定》，進一步強化了學生宿舍消防安全的重要性和緊迫感，然而有關學生宿舍的火災事故，仍時有發生。

為此，高校經常開展消防知識教育，規范制度管理，增設滅火裝置，設置警示標志等。在這些常規預防措施之外，項目組希望利用所學知識，將傳感器檢測技術、無線通信技術和單片機應用技術相結合，設計開發出“校舍分布式煙霧報警管理系統”，實現煙霧多點分布監測，集中顯示報警，防患未然，將事故消滅在萌芽階段，從而杜絕重大消防安全事故的發生。本文介紹了校舍分布式煙霧報警管理系統的設計方法。

2 校舍分布式煙霧報警管理系統的設計

“校舍分布式煙霧報警管理系統”主要由煙霧傳感器檢測電路、無線發射電路、無線接收電路、單片機系統、LED顯示電路和喇叭等部分組成。煙霧檢測和無線發射電路安裝在每一間學生宿舍的頂部。當檢測到煙霧時，無線發射電路發出信號，安裝在走廊的無線接收電路接收到信號，將信號傳遞給單片機系統，單片機系統自動設別出信號來自哪一間學生宿舍，在LED上顯示出當前宿舍編號，同時通過喇叭發出報警聲。安裝在走廊的無線接收電路和單片機系統還可以采用有線的方式，將報警信息匯總到學生宿舍的一樓管理大廳。

2.1煙霧傳感器檢測電路

煙霧傳感器檢測電路(如圖1)在工作時，MQ-2煙霧傳感器檢測電路實時檢測空氣中煙霧濃度，煙霧濃度越高，MQ-2煙霧傳感器工作電阻越小，通過分壓電路，其輸出點B2引腳上得到電壓越高，通過調整變阻器RP2的阻值，可以實現調整煙霧檢測靈敏度的功能；調整變阻器RP1的阻值可以改變煙霧傳感器的加熱電路，調整傳感器的預熱時間。煙霧傳感器的輸出電壓經過電阻R3限流后，提供給LM393電壓比較電路，接地電容C2起到濾波的作用。在LM393電壓比較電路中，RP3和RP4組成一個分壓電路，分得電壓經過電阻R2限流后，連接到LM393芯片的IN-(1)引腳，與連接在IN+(1)引腳上的煙霧傳感器的輸出電壓進行比較，當IN+(1)引腳上的煙霧傳感器的輸出電壓大于IN-(1)引腳上參考電壓時，LM393電壓比較電路輸出端反轉，由低電平轉變為高電平，LM393電壓比較電路輸出端信號用于控制無線發射電路，發射無線信號。

2.2無線發射與接收電路

無線發射與接收電路主要圍繞PT2262/2272芯片構成發射電路和接收電路。PT2262/2272是臺灣普城公司生產的一種CMOS工藝制造的低功耗低價位通用編解碼電路，PT2262/2272最多可有12位(A0-A11)三態地址端管腳(懸空,接高電平,接低電平)，任意組合可提供531441地址碼，PT2262最多可有6位(D0-D5)數據端管腳，設定的地址碼和數據碼從17腳串行輸出。

2.3 單片機系統與LED顯示電路

在單片機控制系統中，通常會采用晶體管相關電路來提升驅動能力，單片機一個輸出點對應一個晶體管驅動電路，當單片機系統由多個輸出點時，晶體管驅動電路就會比較多，會占用印刷電路板的空間，因此，本系統采用ULN2003A集成芯片和單片機的綜合應用。LED顯示電路采用動態顯示方式，4BIT端、3 BIT端、2 BIT端、1 BIT端循環高電平，逐一點亮每一位數碼管，使4位7段數碼管高速循環顯示，從而顯示出當前數值。

3結束語

項目組設計“校舍分布式煙霧報警管理系統”的硬件電路，并開發軟件系統，調試運行通過，制作出校舍分布式煙霧報警管理系統，其穩定性好和可靠性高。本文介紹了校舍分布式煙霧報警管理系統的設計方法，防患未然，將事故消滅在萌芽階段，從而杜絕重大消防安全事故的發生。

參考文獻：

[1]李廣弟.單片機基礎[M].北京：北京航空航天大學出版社,2001.

[2]白鵬等編著,劉君華主編.基于LabWindows/CVI的虛擬儀器設計[M].電子工業出版社．endprint