基于STC12C5A60S2單片機(jī)的智能煙霧報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

邵陽學(xué)院信息工程系 江云亮 梁高衛(wèi)

基于STC12C5A60S2單片機(jī)的智能煙霧報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

邵陽學(xué)院信息工程系 江云亮 梁高衛(wèi)

基于STC12C5A60S2單片機(jī)的智能煙霧報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要為防火智能化報(bào)警系統(tǒng)，已經(jīng)保證針對(duì)于防盜監(jiān)測和火警報(bào)警24小時(shí)性，也就是報(bào)警器全天都處在工作狀態(tài)，當(dāng)有煙霧或者火災(zāi)等可檢測的事物發(fā)生時(shí)，報(bào)警器會(huì)自動(dòng)報(bào)警與此同時(shí)發(fā)出一種人們所能接收到的信息。基于STC12C5A60S2單片機(jī)的智能煙霧報(bào)警系系統(tǒng)中的中央處理器主要是由單片機(jī)STC12C5A60S2來處理實(shí)現(xiàn)的，闡述了煙霧報(bào)警系統(tǒng)對(duì)外界所產(chǎn)生的信號(hào)是如何進(jìn)行安排與解析，從而實(shí)現(xiàn)煙霧、火災(zāi)等現(xiàn)象的監(jiān)測。本文是把單片機(jī)和芯片進(jìn)行了一個(gè)有機(jī)的結(jié)合，從而達(dá)到了一個(gè)超過預(yù)期的效果，實(shí)現(xiàn)預(yù)報(bào)和防火這兩個(gè)主要過程，具有非常快的報(bào)警速度、小巧并且漂亮的外觀、具有相當(dāng)高的可靠性、易于和方便使用等優(yōu)點(diǎn)。

STC12C5A60S2單片機(jī)；智能防火；報(bào)警系統(tǒng)

火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)從實(shí)際，并且有助于消防人員展開工作為前提，一方面為設(shè)計(jì)智能報(bào)警器的研發(fā)創(chuàng)立了一個(gè)統(tǒng)一合理的依據(jù)，另一方面也為有關(guān)部門的檢測和監(jiān)控提供了很大一部分的便力。他就像恪盡職守的看門狗，給忙碌中無暇顧及隱患和危險(xiǎn)的人們帶來安全，再而言之，煙霧報(bào)警系統(tǒng)的產(chǎn)生可以提防人們及時(shí)注意，有效避免財(cái)產(chǎn)和各類經(jīng)濟(jì)損失。

一、設(shè)計(jì)方案

本文主要運(yùn)用STC12C5A60S2單片機(jī)檢測傳感器所發(fā)出的信號(hào)以此來判斷防火還是防盜，并且作出相應(yīng)的回應(yīng)，以達(dá)到能時(shí)時(shí)預(yù)防在意外發(fā)生的時(shí)候作出及時(shí)的防范措施。設(shè)計(jì)由兩個(gè)部分組成：信號(hào)監(jiān)視部分和信號(hào)處理部分。信號(hào)監(jiān)視部分根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，主要是用于防火的溫度傳感器。溫度傳感器設(shè)定有一個(gè)極限值，當(dāng)溫度超過這個(gè)上限時(shí)，系統(tǒng)檢測電路就會(huì)輸出一個(gè)低電平的溫度信號(hào)。紅外發(fā)射器發(fā)出特定頻率的紅外信號(hào)經(jīng)過傳播傳遞給紅外接收器，對(duì)于大多數(shù)情況來說，發(fā)生器、接收器兩者之間是并不存在物體阻隔的，接收器接到的信號(hào)就是連續(xù)的，而當(dāng)它中間有物體阻礙時(shí)，接收器接到的信號(hào)就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)信號(hào)跳變，與此同時(shí)接收器輸出低平信號(hào)給單片機(jī)表示有信號(hào)輸入該區(qū)域。信號(hào)處理部分是為承接上下兩部分而存在的，它的工作是對(duì)單片機(jī)接受監(jiān)視部分發(fā)過來的信號(hào)來做相應(yīng)的處理，并調(diào)用相應(yīng)部分的程序來處理突發(fā)情況。

二、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

在火災(zāi)發(fā)生的情況下，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)檢測和報(bào)警。尤為重要的是，防火和防盜報(bào)警已經(jīng)能通過紅外探測器來實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)由信號(hào)檢測、區(qū)域控制和報(bào)警控制等幾部分組成。負(fù)責(zé)收集和轉(zhuǎn)換不同信號(hào)的是執(zhí)行設(shè)備和探測器它們主要分布于最底部，與此同時(shí)把源源不斷的信息傳遞給控制。設(shè)計(jì)包括硬件部分和軟件部分。處理器在本文中采用STC12C5A60S2芯片。開關(guān)電路用于把手動(dòng)的按鈕操作轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，替代紅外傳感器發(fā)出檢測信號(hào)，總共兩個(gè)，分別是一同接在P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.5、P2.6、P2.7（除了P2.4）的SW1和接在P2.4上的SW2。SW1表示的是由七個(gè)紅外接收管傳來的信號(hào)。為了防止類似落葉這樣的干擾，程序應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)為至少有兩條紅外發(fā)射線被遮擋時(shí)系統(tǒng)才認(rèn)為有非法入侵，發(fā)出警報(bào)。SW2的引入目的是表示自己的系統(tǒng)不會(huì)因?yàn)橹挥|發(fā)一個(gè)紅外傳感器而出現(xiàn)報(bào)警情況。SW2接入低電平時(shí)表示只有一個(gè)探測器被觸發(fā)，根據(jù)仿真，當(dāng)只有一個(gè)傳感器被觸發(fā)時(shí)系統(tǒng)不會(huì)發(fā)生報(bào)警，所以程序運(yùn)行正確。

如果有發(fā)現(xiàn)入侵艾瑪，上圖電路數(shù)碼顯示管會(huì)自動(dòng)顯示并報(bào)警。根據(jù)電子參考手冊(cè)，所選的3mm數(shù)碼管額定電流為1-10mA選擇5mA。額定電壓為1.9V而單片機(jī)的輸出額定電壓是5V所以需要限流電阻，根據(jù)歐姆定律I=U/R，可知數(shù)碼管的限流電阻大約是0.6k數(shù)碼管顯示運(yùn)用查表法，所以電路通過數(shù)碼管的各個(gè)引腳限流電阻與單片機(jī)的引腳進(jìn)行連接，主要是共陰、共陽連接，本電路選用共陰數(shù)碼管。聲音報(bào)警電路由一個(gè)小型電動(dòng)式揚(yáng)聲器并聯(lián)一個(gè)10μF的電容組成，直接連接在P2.1上即可。要發(fā)出警報(bào)聲，只需在P2.1口加入個(gè)方波信號(hào)。光報(bào)警信號(hào)就是讓LED不斷閃爍，只要在P2.0加上方波信號(hào)即可。

三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)部分

當(dāng)從DS18B20讀取數(shù)據(jù)時(shí)，主機(jī)生成讀時(shí)間隙。當(dāng)主機(jī)把數(shù)據(jù)線從高電平拉到低電平時(shí)，寫時(shí)間隙開始。]數(shù)據(jù)線必須保持至少1μs，從DS18B20輸出的數(shù)據(jù)在讀時(shí)間隙的下降沿出現(xiàn)后15μs 內(nèi)有效。因此，主機(jī)在讀時(shí)間隙開始后必須停止把I/O 腳驅(qū)動(dòng)為低電平15μs，以讀取I/O 腳狀態(tài)。在讀時(shí)間隙的結(jié)尾，I/O 引腳將被外部上拉電阻拉到高電平。所有讀時(shí)間隙必須最少60μs，包括兩個(gè)讀周期間至少1μs 的恢復(fù)時(shí)間。DSl8B20工作過程協(xié)議如下：初始化 ROM 操作命令處理數(shù)據(jù)，然后再對(duì)ROM進(jìn)行操作命令，比如，總線監(jiān)測DS18B20的可疑指令。

四、結(jié)論

本文的主要內(nèi)容是對(duì)紅外報(bào)警器控制系統(tǒng)進(jìn)行原理設(shè)計(jì)，采用自頂向下的方法，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、各模塊的設(shè)計(jì)到Proteus建模和C程序設(shè)計(jì)，再進(jìn)行仿真，最后進(jìn)行硬件制作和整機(jī)聯(lián)調(diào)，得到紅外報(bào)警控制系統(tǒng)，至此基本完成了對(duì)該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析。隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的飛速進(jìn)步，智能報(bào)警系統(tǒng)的單片機(jī)也發(fā)也有了突飛猛進(jìn)的變化，智能煙霧報(bào)警帶給我們的好處越來越多，功能也愈來愈明細(xì)化，為我們的財(cái)產(chǎn)、生命安全帶來了極大的保障。同時(shí)煙霧報(bào)警系統(tǒng)與其他系統(tǒng)相結(jié)合，比如與攝像系統(tǒng)結(jié)合，使人們清楚的知道事故發(fā)生的原因等。

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