厨房烟雾报警器的设计与制作

0 引言
本文以传感器和单片机作为烟雾报警器的主要器件，与其它电路元器件相互配合工作以达到烟雾及温度报警的作用。

其基本组成部分包括：单片机控制电路，显示电路，模数转换电路和声光报警电路等。

其中以STC89C52单片机为控制核心，结合MQ-2半导体烟雾传感器及DS18B20温度传感器来对厨房环境进行监控，当监测点上的烟雾检测探头检测到烟雾变换为电信号并且送出模拟信号给AD 采集电路，在单片机内经过软件的查询与识别判断后实时发出烟雾报警状态的控制信号，最后驱动指示灯及蜂鸣器报警。

该报警器具有灵敏度高、性能稳定、实用性强、性价比高、结构简单等特征，能广泛应用在厨房、实验室和较小的封闭空间中。

1 总体设计
烟雾报警器能够检测环境中的烟雾浓度与温度。

该报警器采用延时的方式，以STC89C52单片机为控制核心，选用MQ-2半导体烟雾传感器及DS18B20温度传感器采集烟雾浓度和温度信息，与其余电路一起构成烟雾报警系统，其包含五大部分：烟雾检测部分，温度检测部分，STC89C52单片机控制部分，报警部分以及AD 采集部分，其框架如图1所示。

即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。

该传感器具备灵敏度高、电导率变化大、响应和恢复时间短、抗干扰能力强、输出信号大、寿命长和工作稳定等优点。

图1 总体方案设计框图
1.2 STC89C52单片机
STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 可编程Flash 存储器。

在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供灵活、高效的解决方案。

空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。

掉Keywords: smoke calyx; single-chip microcomputer; smoke sensor; temperature sensor
厨房烟雾报警器电路主要包括：采集电路、显示电路、按键控制电路、声音报警电路和温度传感器电路共6部分构成，其整体设计原理如图2所示。

采集电路：烟雾检测采用MQ-2传感器，经过ADC0832采集后就可以得到各种烟雾浓度下的电压值。

从而设定出理想的烟雾强度报警值；显示电路：显示器所显示的数值受单片机的控制，把相应探测到的模拟信号经过单片机数字化指示数码管，从而让数码管实时的显示出精准数值；按键控制电路：该电路共有四个按键，一个设置键、一个加键、一个减键、一个紧急报警键，当遇到紧急情况时，可按下紧急报警键，蜂鸣器进行报警；声音报警电路：该部分的工作状态受单片机控制，单片机把接收到的数字信息进行判断，如果超过所设定的临界值，则将指令传达给蜂鸣器所在的系统部分，从而驱动蜂鸣器进入报警状态；温度传感器电路：DS18B20有六条控制命令，温度转换44H 启动DS18B20进行温度转换，读暂存器BEH 读暂存器9个字节内容，写暂存器4EH 将数据写
调试包括软硬件调试和电路测试，在硬件调试过程中：首先检查是否存在电路断开或者电路重合的情况，如存在应及时采用焊锡等材料与工具进行修改。

除此之外，还应该对焊点进行仔细检查，看是否有虚焊和毛刺等。

然后通过万用表检查系统的电路存在比较细的情况，从而排除断路以及电源线与地线之间是否存在短路等现象。

再通过对烟雾报警系统进行加电，在系统通电过程中用万用表检查电源端是否符合系统需要的电压值以及接地端的电压值是否为零。

软件测试包括程序检查和模拟测试：对单片机注入已写好的程序，如果有指令不正确，就会导致相应的电路功能不能实现，延时过长或过短等；然后将烟雾报警系统置于有一定烟雾或一定丁烷等气体的环境中，在该环境中调试其烟雾传感器对探测烟雾浓度的临界值，看是否调试到一定的临界值时报警系统是否发生相应的报警。

再将烟雾报警系统置于一定的温度环境中，再调试烟雾传感器对温度探测的临界值，看是否调试到一定的临界值时报警系统会不会发生相应的报警。

化时间误差在0.5秒之内，且错误报警的次数几乎没有，即性能非常稳定，实物性能测试如图三所示。

4 结语
本设计主要由两大部分组成，及信号采集电路和单片机
[5]刘捷.基于STC 单片机的轮胎气压自动控制与报警系统
设计[J].现代电子技术,2016,39（17）：109-111.
[6]蔡晓艳,胡朝阳.基于STC89C52单片机的火灾语音报
警器的设计与实现[J].电子设计工程,2015(07):67-69.
由以上分析可知，分光光度测定中条件的选取，是通过正交试验得出来的，回归方程中只能有一个自变量和一个因变量，其它条件都应该是固定不变的。

显然，比色分析中两个变量的存在，是不可能得出浓度与吸光度成正比的唯一结论的，一个变量可以形成二元函数关系曲线，可以用最小二乘法作直线拟合；而两个变量，就会产生三元函数关系，显然，此时作线性关系的直线模拟不合理，除非其中有一个变量无足轻重，否则相关系数会受到影响，相关系数的自由度会发生改变。

至于国标分析方法《甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法测定气态污染物二氧化硫（HJ 482—2009）》和《环境空气 氮氧化物（一氧化氮和二氧化氮）的测定 盐酸萘乙二胺分光光度法（HJ 479—2009）》，何以在测定时即使保持了两个变量仍能够进行直线关系拟合，或许是因为在测定环节里，甲醛固定二氧化硫的作用未占据主导地位，或许作为固定剂的甲醛作用不大，也或许是分析运气好的缘故导致的。

参考文献
[1]王艳秋.环境空气中二氧化硫的测定——甲醛吸收
一副玫瑰苯胺分光光度法验证报告[J].江西化工,2018(02):202-204.
[2]邹晓刚.大气中二氧化硫测定方法的比对分析[J].中国金
属通报,2017(11):140+139.
[3]蒋慧芳.甲醛法测定大气中二氧化硫方法实验条件的探
讨[J].化学工程与装备,2017(09):334-335+249.
[4]郑莉.甲醛法测定环境空气中二氧化硫方法改进[J].现代
农业,2017(03):75-76.
[5]杨仁钢.关于甲醛溶液吸收法在环境空气二氧化硫测定
中的运用分析[J].科技经济导刊,2016(31):101+59.[6]温雪娟.甲醛缓冲溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度
法测定空气中二氧化硫几点探讨[J].资源节约与环保,2016(08):21.
[7]陈雪芬,周俊.甲醛法测定空气中二氧化硫测定条件探讨
[J].现代农业科技,2016(04):202+204.
[8]熊杏茹.工作场所中二氧化硫的测定方法研究[J].中国校
医,2015,29(10):790-791.
[9]张静,胡勇.甲醛吸收法测定大气中二氧化硫的探讨[J].
技术与市场,2015,22(06):220+222.
[10]乔晓平,薄维平,陈士新,顾军玲.两种国标方法测
定大气中二氧化硫的比较实验[J].环境研究与监测,2014,27(04):40-41+64.
[11]钟文苑.分光光度法测定大气中二氧化硫的含量[J].能
源与环境,2014(02):91-92.
[12]洪哲.工业废气中二氧化硫处理方法研究综述[J].山东
化工,2013,42(09):39-42.
（上接第97页）。