基于单片机的智能烟雾报警系统设计

基于单片机的智能烟雾报警系统设计内容摘要：

14P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 2D1 DI O DE L E DD2 DI O DE L E DD3 DI O DE L E DD4 DI O DE L E DD5 DI O DE L E DD6 DI O DE L E DD7 DI O DE L E DD8 DI O DE L E DR175R275R375R475R575R675R775R875 图 红外发射电路 红外线接收电路 由于仿真中不含红外接收头，现运用分立元件对其功能进行模拟。 对于目前市场上来说主要是一体化接收头，其中有接收、放大、整形电路。 运用信号源模拟接收到的微弱信号，假设是 5mv 再运用 741 和电阻组成的同相比例运算放大器，因为要把微弱信号取出来，那么输入阻抗就要比较大，所以选择同相比例运放电路。 所以选择同相比例运算电路和施密特触发器组合即可以提高输入电 阻，又可以解决同相比例运算放大电路的共模输入电压不为 0 的情况。 图 同相比例运算 9 A=1+Rf/R1，通过计算可知该电路将信号 Ui 放大 1000 倍。 这时收到的信号 Uo 是模拟的原始信号，波形变换缓慢，幅度连续变化，将放大的信号接入由电阻、电容、 555 组成的施密特触发器，该触发器为反向施密特触发器，正负向阔值电压分别为： VT+=2/3VccVT=1/3Vcc 当输入电压上升至 2/3Vcc =2/35=，下降至 1/3Vcc =1/35=，输出波形将分别发生由高至低和有低至高的跳变。 采用该施密特触发器对波形整形的好处在于可以把输入不规则的波变换为有规律的宽窄方波。 电路如图。 R2( 1 )R4DC7Q3GND1VCC8TR2TH6CV5U25 5 5C11 0 n32674 1 5U37 4 1R21kV11 2 VV21 2 VR61kR39 9 9 k 图 红外接收电路图 上图中 R2（ 1）模拟接收到的微弱信号， 555 的引脚 3 输出经过整形后的波形。 开关 模拟输入 电 路 开关电 路用于把手 动 的按 钮 操作 转换 成 电 信 号 ，替代红外 传 感器 发出检测 信 号 ， 总 共两个，分别是一同接在 、 、 、 、 、 、（除了 ）的 SW1 和接在 上的 SW2[9]。 SW1 表示的是由七个红外接收管传来的信号。 为了防止类似落叶这样的干扰，程序应当设计为至少有两条红外发射线被遮挡时系统才认为有非法入 10 侵，发出警报。 SW2 的引入目的是表示自己的系统不会因为只触发一个红外传感器而出现报警情况。 SW2 接入低电平时表示只有一个探测器被触发，根据仿真，当只有一个传感器被触发时系统不会发生报警，所以程序运行正确[10]。 电路如图。 图 开关 模拟输入 电 路 数码管 驱动电 路 如果有发现入侵艾玛，上图电路数码显示管会自动显示 并报警。 根据电子参考手册，所选的 3mm 数码管额定电流为 110mA 选择 5mA。 额定电压为 而单片机的输出额定电压是 5V 所以需要限流电阻，根据欧姆定律I=U/R，可知数码管的限流电阻大约是 数码管显示运用查表法，所以电路通过数码管的各个引脚限流电阻与单片机的引脚进行连接，主要是共阴、共阳连接，本电路选用共阴数码管 [11]。 电路图如图。 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 2S W 1S W S P D TS W 2S W S P D TS W 1 ( N C )红外探测器经整形后的输出C61nFC71nFX2CR Y S T A LC81 0 u FR58 .2 kX T A L 218 X T A L 119A L E30 EA31 P S E N29 RS T9P 0 .0 /A D 0 1 380 .2 /A 2 37P .3 D 3 360 .4 /A 4 5 34P 0 .6 /A D 6 7 32P 1 .0 /T 21 .1 2 E X2 1 . 23 P . 34 1 . 45 . 56 P 1 . 67 . 78 P 3 .0 /R X D 10P 3 .1 /T 113 .2 /I NT 0 12P .3 /I 1 13P 3 .4 /T 0 14P 3 .7 / R D 17P 3 . 6 / W R 1 15P 2 .7 /A 1 5 28P 2 .0 / A 8 / 9 22P 2 .2 /A 1 0 1 242 .4 /A 1 2 3 4 27U1A T 8 9 C5 2S W 1S W S P D T S 2S W S P D T S W 1 ( N C )红外探测器经整形后的输出C61nF C71nFX2CR Y S T A L C81 0 u F R58 .2 k 11 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 2R10 .6 kR20 .6 kR30 .6 kR40 .6 kR50 .6 k R60 .6 k R7 图 数码管 驱动电 路 声光 报 警 电 路 声音 报 警 电 路由一 个 小 型电动 式 扬声 器并 联 一 个 10181。 F 的 电 容 组 成，直接 连 接在 上即可。 要 发 出警 报声 ，只 需在 口加入 个 方波信 号。 光报警信号就是让 LED 不断闪烁，只要在 加上方波信号即可。 方波信 号的子程序如下： for（ u=0； u10000； u++） { faguang=1； for（ t=0； t50； t++） { fasheng=1； delay（）； fasheng=0； delay（）； } faguang=0； for（ t=0； t50； t++） { fasheng=0； 12 delay（）； fasheng=1； delay（）； } } void delay（） { Ink 1 ； for（ k=0； k2； k++） for（ l=0； l2； l++）； } 由于程序在判断红外探测器的状态是否变换时需不停的采集数据，现为简单起见，直接将生成数据检测的频率用来发声，声音在 1000HZ 左右，符合人的听力范围。 由于报警电路除了发声外还要求发光，而发光的频率不能像声音那样，否则光的闪烁频率太大，人眼辨别不出来，基于此，先 让光点亮，然后发一段声音让灯熄灭，再让灯停止点亮，停止点亮的间隔是和上面扬声器发声的时间是相同的，这样就实现了简单的声光报警。 扬声 器采用旋 转 式 绕线 方式，在 电 路中并 联 一 个电 容是 为 了中和 线 圈通电时 所表 现 出的 电 感性。 电 容的值取典型值 5181。 F。 主控与现场控制器的数据传输电路 要实现控制器之间的数据传输可以由以下两个方案实现： 方案一：使用无线数传模块。 无线电把主控制和现场控制有机的联系在一起，这样有非常多优点，比如成本的到来很大的降低，在维护方面也得到了很大的优化，尤其是本报警器是以居民小区应用为基础来 设计的，长期辐射对人体有害，加上居民小区楼比较高且靠得紧，障碍物比较多，实现起来比较困难。 方案二：使用有线传输。 主控制器与现场控制器通过有线传输，通过RS485 总线实现，实现功能的 MAX487 芯片价格便宜，传输距离远，距离达到 1200 米左右，完全胜任工作要求，有线传输速度快 ，带宽宽，无辐射， 13 但是不便于移动。 基于上面的分析，由于小区安装不需移动，居民强调环保 ，还有方案一在居民楼区数据传输难以实现， 基于此，本课题选择方案二。 电路图如 图。 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 2X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A。