基于单片机的火灾报警系统设计

唐欢+彭森

摘 要：随着“信息时代”的到来，传感器技术得到了显著的进步，其应用领域越来越广泛，对其要求越来越高。传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。本论文以电阻式烟雾传感器和单片机技术为核心并与其他电子技术相结合，设计出一种技术水平较好的烟雾报警器。其中选用MQ-2型半导体可燃气体敏感元件烟雾传感器实现烟雾的检测，具有灵敏度高、响应快、抗干扰能力强等优点，而且价格低廉，使用寿命长。选用的AT89S52单片机，其整合了A/D转换、硬件乘法器、硬件脉宽调制器等资源，具有高速、低功耗、超强抗干扰等优点，是目前同类技术中性价比较高的产品。以AT89S52单片机和MQ-2型半导体电阻式烟雾传感器为核心设计的烟雾报警器可实现报警、故障自诊断、浓度级别显示、报警限设置、温度显示及与温度报警值设定等功能。是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的烟雾报警器。具有一定的实用价值。

关键词：烟雾；报警器；AT89S52；传感器

1 引言

火灾作为危害人类生存的大敌，越来越受到人们的重视。火灾自动报警系统可作为城市消防系统的单元，通过城市消防专用网与城市消防报警中心联网，及时将报警信息传递到消防报警中心，城市消防报警中心会自动查找到火灾发生的位置，并为消防队员制定消防路线图，以便消防队员可以迅速抵达火灾地点。火灾自动报警系统能对火灾进行实时监测和准确报警，有着防止和减少火灾危害、保护人身安全和财产安全的重要意义，有着很大的经济效益和社会效益。

2 硬件电路设计

图1为火灾报警系统的结构框图。报警系统主要由数据采集模块、单片机控制模块、声光报警模块组成。单片机是整个报警系统的核心，系统的工作原理是：先通过传感器将现场温度、烟雾等非电信号转化为电信号，调理电路将传感器输出的电信号进行调理，使之满足A/D转换的要求，最后由A/D转换电路，完成将温度传感器和烟雾传感器输出的模拟信号到数字信号的转换，单片机判断现场是否发生火灾。如果发生火灾，系统以声光的形式报警。

图2为DS18B20测温电路。DS18B20的1脚接地，2脚数据端接单片机的P3.4，3脚接VCC，为了确保DS18B20工作可靠，2脚要接10K的上拉电阻。

图3为报警电路。本系统中采用蜂鸣器报警，由于单片机输出电流较小，所以用三极管9013驱动蜂鸣器发出声音。

图4为四位数码管显示电路。4位数码管为共阳管，由于单片机输出电流比较小，故用4个PNP型的三极管9015来驱动数码管。单片机输出低电平时三极管导通，使数码管的4各公共端1、4、5和12脚为高电平，此时数码管的数据端输入低电平后数码管被点亮，120欧电阻R12到R19为三极管的限流电阻。

3 结论

本设计以单片机作为控制内核，四段数码管作为显示部分，及其他电路，共同组成了数字温度计。首先设计的是它的硬件电路，最重要的部分是89S51控制内核，所有的数据处理都是采用的单片机，其次是DS18B20温度采集电路，其他还有晶振电路，复位电路，报警点及上下限温度调整电路。最后设计了它的灵魂软件电路，通过用C语言编程實现对器件的控制。

参考文献

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作者简介

唐欢，邵阳学院信息工程系电子科学与技术专业学生。

通讯作者（指导老师）

彭森，邵阳学院信息工程系教师。