基于LabVIEM 的烟雾报警系统设计

向红娓 彭韬

（1.湖南化工职业技术学院，湖南株洲 412000；2.株洲中车电力机车研究所有限公司，湖南株洲 412000）

0 引言

随着社会经济的快速发展，在给人们的生活带来便捷的同时也增加了火灾隐患，尤其是在人口分布密集的城市[1]。据相关数据统计显示，在所有火灾中，家庭火灾占全国火灾的30%左右，这意味着家庭火灾几乎每天都有发生[2]。如果火灾发生时，能在最短的时间内预测，就可避免或大大降低不必要的损失。

为了减少火灾发生，降低损失，就需设计一款可靠性强、实时性强的烟雾报警器系统。烟雾报警系统基于LabVIEM 编程，可根据实际需求修改远程端的操作指令，具有灵活性[3]。经实验验证，基于Lab‐VIEM编程的烟雾报警系统能满足预期设计要求。

1 系统硬件选项与设计

1.1 传感器的电路设计

本次设计选用Mq-2 型传感器[4]。QM-N10 起到感应烟雾浓度的作用，主要将感应到的烟雾信号转换成电压信号传入比较器中。

当“+”输入端电压低于“-”输入端时，比较器输出为低电平，此时发光二极管正向导通灯亮；反之，发光二极管截止灯不亮。其中R3 为限流电阻，起到保护发光二极管的作用。P1有四个端口，“1”端VCC主要为电路提供电源，“2”端用来接收数字信号，“3”端用来接收模拟信号，“4”端为公共端。

1.2 数据采集卡选型

本次设计选用NI USB-6008 数据采集卡[5]。提供模拟I/O、数字I/O 和32位计数器。USB-6008提供基本的数据采集功能，用于简单的数据记录、便携式测量和大学实验室。本机采用轻质机械外壳，采用总线供电，运输方便。传感器和信号可以通过螺栓终端接口轻松连接到USB-6008。NI-DAQmx驱动程序及其附带的配置实用程序简化了配置和测量。该采集卡与本次设计的烟雾报警系统的采集十分契合，因此本次设计选择NI USB-6008数据采集卡。

2 系统软件设计

2.1 登录程序设计

首先用两个字符串控件，用作用户名和密码的输入，利用布尔按钮、文本以及图片等控件，设计出登录程序前面板。用一个布尔按钮作为登录按钮，设置一个登录验证。

当用户输入的用户名和密码与设计者设置的用户名和密码一致时，登录验证通过，此时按下登录按钮即可登录。

2.2 采集程序设计

利用NI-DAQmx 和布尔按钮、布尔指示灯、波形图、仪表盘等控件，设计出采集程序前面板。

按下开始/暂停键即刻开始采集烟雾信号，并在波形图、仪表盘中清晰显示。当烟雾浓度低于设定值时，不产生报警信号，布尔灯亮绿灯；当烟雾浓度大于设定值时，产生报警信号，布尔灯亮红灯。再次按下开始/暂停键时暂停采集，当按下查询按钮时，暂停采集，此时打开查询界面即可查询每日采集到的信号。

2.3 储存数据程序设计

数据储存功能是一项非常重要的功能，烟雾报警系统存储的数据就能够记录着我们平时生活中的烟雾浓度是否超标。

本次设计选用TDMS 文件进行数据储存，TDMS文件放置，通过While循环、结构条件、局部变量、创建数组等并将所用控件连线，得TDMS储存数据框图。

2.4 查询数据程序设计

查询数据程序设计是用多个按钮分别完成查询、清除、退出功能，用字符串输入控件输入需要查询的日期，用字符串显示控件显示其查询到的数据总数，再使用波形图表客观显示出所查询的数据起伏，以及用表格显示出精确的数据。

利用While循环结构、事件结构、TDMS文件的读取等与之前放置的各种控件进行连线排版使其正常运行。

3 实验测试

搭建好数据采集系统所需要的后台程序后，可以运行程序进行测试。连接外部设备后再打开软件的主界面。

为了验证烟雾采集系统设计的数据准确性，选用了USB 的烟雾传感器进行烟雾浓度采集，该烟雾传感器操作方便快捷，能够直观的将数据传输到上位机，采集到的数据将通过LabVIEW 界面显示。

设置好连接通道后，打开串口，采样速率设置为1.00，为1S 采集1 个点的数据。开始数据采集，采集的数据波形。

运行程序点击查询，就会弹出查询界面，输入需要查询的日期，单击查询就会显示出查询的波形数据以及表格数据。

运行程序时也对数据的保存和清除功能进行了测试，当点击保存后，在对应的目录下的数据库存储了接收到的数据，点击清空后，对应的数据得到清空。该系统可以流畅、准确的采集烟雾浓度信号数据，实现了对信号数据的有效分析和快速保存。

4 结论

基于LabVIEW 设计的烟雾报警系统可以流畅、准确、实时采集烟雾浓度信号数据，实现对信号数据的有效分析和快速保存。与其他大数据信息采集处理系统相比，基于LabVIEW 设计的烟雾报警系统价格低廉，使用量大，开发周期短，数据处理简单，而且LabVIEW 具有极高的灵活度，具有较高的技术和操作潜力，应用范围广泛。