智能家庭防火檢測報警系統

韓璐斌 胡小峰

摘要：如今人口密度越來越大，尤其城市的人口密度更是不斷增加，人口密度的增加帶來的問題也是非常明顯，人均土地面積變少，同等面積下所容納的人口更多，家庭火災也更容易發生，火災隱患日益加劇，煙霧檢測也越來越受到人們的重視。為了早發現早解決，盡最大可能防止和減少火災危害，保護人身和財產安全，避免事故發生，就必須對各個房間煙霧進行現場實時檢測。本系統的硬件電路主要有數據的采集部分、報警部分、顯示部分組成，并以STC89C52作為軟件部分的設計基礎，通過C語言實現程序的最優化。

關鍵詞：煙霧檢測;STC89C52單片機;紅外傳感器

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）02-0157-02

1 課題背景

如今人口密度越來越大，尤其城市的人口密度更是不斷增加，人口密度的增加帶來的問題也是非常明顯，人均土地面積變少，同等面積下所容納的人口更多，家庭火災也更容易發生，火災的隱患日益加劇，為了早發現早解決，盡最大可能防止和減少火災危害，保護人身和財產安全，及早發現事故隱患，采取有效措施，避免事故發生，就必須對各個房間煙霧進行現場實時檢測。目前火災隱患日益加劇，煙霧檢測也越來越受到人們的重視。[3]但智能化大型系統價格尤為昂貴，所以需要開發出小型、可靠、廉價的煙霧報警系統以適應當前發展形勢。本設計就是以STC89C52單片機為中心，通過DS18B20及MQ-2檢測外部環境的小型智能家庭防火檢測報警系統，實時報警和顯示采集信息，已達到第一時間發現、第一時間采取措施的目的，確實有效的保障家庭安全。

2 總體設計

本系統的硬件電路主要有數據的采集部分、報警部分、顯示部分組成，并以STC89C52作為軟件部分的核心，通過C語言實現程序的最優化?？傮w設計如圖1所示。

2.1 煙霧檢測部分

通過煙霧報警器對煙霧的檢測，將獲取的信號以一定的規則變成電信號，以實現模擬信號的轉換。最后，經過STC89C52的處理將報警信號在報警裝置上輸出，達到警告的效果。

煙霧檢測模塊的核心器件為MQ-2煙霧傳感器，其中Vc連接輸入端的+5V的電壓，VRL連接輸出端的+5V的電壓，VH接入+5V電壓，經過A/D模塊轉換后，可以得到一定數量的煙霧濃度值[1]，通過主控芯片分析各濃度的大小，設置出適合進行煙霧預警的濃度，并通過實例不斷對該濃度進行優化，得到最佳濃度顯示于顯示屏中，實時監測。

2.2 紅外感應部分

2.2.1 BISS0001芯片簡介

BISS0001的作用是實現傳感信號的處理，設計時，按需要，可利用運算放大器OPl和外置傳感器的輸入信號組成預處理電路。[2]通過對輸入信號進行兩次放大輸入雙向鑒幅器，從而實現對有效信號的檢測。

2.2.2 信號采集處理模塊

信號采集模塊電路的工作過程是放大熱釋紅外感應2腳中的輸入信號，二次放大是在運算放大器中實現，最后在雙向鑒幅器和主控芯片中處理。

3 系統的硬件電路

3.1 單片機的時鐘電路與復位電路設計

本系統采用內部方式的時鐘電路和加電自復位的復位電路，如圖2、圖3所示：

使用I/O口是需要外接上拉電阻以正常輸出高、低電平。

3.2 煙霧檢測AD采集電路

為實現對煙霧強度報警數值的設定，使用MQ-2來檢測煙霧濃度，主要通過ADC0832的采集得到不同濃度煙霧下對應的電壓值。

3.3 聲音報警電路

為實現在一定強度的煙霧條件下蜂鳴器的報警啟動，則通過單片機的P3.6端口與串聯電阻的三極管的連接。

3.4 按鍵控制電路

設置報警值通過按鍵控制電路的設置鍵和加、減鍵來實現，蜂鳴器在實際值超過該值時報警。在發生緊急事件時按下報警鍵直接啟動蜂鳴器工作，該電路由這四個按鍵組成。

4 結語

此次設計對保證家庭安全有著較大作用，切實有效地避免火災和爆炸事故以及煤氣中毒的發生，如今智能家居越來越受到關注，將本次設計和智能家居結合到一起，不僅可以減輕人們的生活還能保證家庭的安全，具有廣闊的市場空間與發展前景。

參考文獻

[1] 孫波，劉士彩，郭帥，等.基于AT89C51單片機的煙霧報警裝置設計[J].實驗室科學，2018，21（06）：45-50.

[2] 生為.紅外熱釋電處理芯片BISS0001和應用[N].電子報，2013-12-01（011）.

[3] 田亞立，梁波，尹少榮，等.基于單片機的煙霧報警系統設計[J].電子測試，2015，333（21）：9-10.

Intelligent Home Fire Detection and Alarm System

HAN Lu-bin， HU Xiao-feng

（College of? Electrical Engineering， Northwest Minzu University， Lanzhou? Gansu? 730124）

Abstract：At present，it is a widespread phenomenon that the density of population is growing， particularly in the city.In addition，it is an obvious problem brought by it. The per capital land area is becoming smaller， the population under the same area is more， the family fire is more likely to happen， and the hidden danger of fire is increasing. In order to find and solve the problem early， we should try our best to prevent and reduce the fire hazards and protect it Personal and property safety， to avoid accidents， it is necessary to carry out on-site real-time detection of smoke in each room.This system is consist of data collection part，alarm part and display part .At the same time，STC89C52 is used for the design basis of the software part and creating the optimization of program through language.

Key words：smoke detection; STC89C52;infrared sensor