无线烟雾探测及自动报警传感器设计(DOC)

无线烟雾探测及自动报警传感器设计

山阳县职业教育中心万平

摘要：本文介绍了一种无线火灾烟雾传感器节点的设计方法，该传感器利用红外光束在烟雾中产生散射光的原理由专用烟雾探测集成芯片实现火灾探测和自动本地报警。该传感器还采用可设置地址的数字编码与无线模块，在探测到烟雾时向监控中心发射长波信号，可克服红外光不能够穿透物体的缺点，实现报警信号的远程无线传送。

Abstract: This article introduced one wireless fire smog sensor node's design method, this sensor use infrared beam has the diffused light principle in the smog to realize the fire survey by the special-purpose smog survey integration chip and automatic local reports to the police. This sensor also uses may establish the address the digital coding and the wireless module, when surveys the smog to the monitoring center launch long wave signal, may overcome the infrared light not to be able to penetrate the object the shortcoming, realizes the alarm long-distance wireless transmission.

关键字：烟雾探测；火灾报警；红外线；无线传感器

Key words: Smog survey; Fire warning; Infrared; Wireless sensor

1 引言

火灾报警系统探测火灾隐患，肩负安全防范重任，是智能建筑中建筑设备自动化系统 (CBS）的重要组成部分。实现火灾报警功能离不开一种安全可靠的检测火灾的器件，本文将要介绍一种新型的火灾烟雾探测及自动报警无线传感器设计。

无线火灾烟雾探测传感器是一种在消防管理、安全防范系统中常用的报警器材，它工作可靠、体积小巧，并且把无线发射和火灾烟雾传感器有机地结合，使得安装、使用非常方便、灵活。无线火灾烟雾传感器能在智能建筑中火灾自动报警系统中起到非常关键的作用。下面，说明这种无线火灾烟雾传感器的设计方法。

2 传感器的设计

无线火灾烟雾传感器由烟雾探测模块、输解码模块和无线发射接收模块组成，传感器原理图如图 1 所示．其中输解码器采用 MC14502 和 MC145027 ，收/发模块为 T630或T631 。烟雾探测模块负责探测火灾初期阴燃阶段产生的烟雾，然后实现本地报警，同时，启动编码器通过信号发射装置将本地的报警信号发射到远处，远处的接收装置接收到信号以后启动远程报警。

图1 无线火灾烟雾传感器原理图

2.1 烟雾探测部分

烟雾探测部分采用一个AM700-1无线光电式烟雾探测器检测烟雾信号，此芯片是美国摩托罗拉公司生产的 CMOS 构造芯片，内部含有低功耗的模拟和数字电路，它的工作电压很宽，并具有防静电保护功能。

2.1.1产品描述：

美国专用芯片设计，性能可靠

安装简单，无需调试，可与无线报警主机或小区智能化系统配套使用精密传感器，保证了高度一致性和稳定性 , 有效避免吸烟等引起的误报火警。

采用专业发射芯片，直线发射距离大于 200 米，发射频率 315M , 编码芯片PT2622。

全自动检测功能 , 确保了探测器最佳的工作状态。

明快高效报警音响≥ 85dB。

人工测试按钮，方便测试，可临时增加报警灵敏度以检测探测器的报警功能。外壳采用防火 ABS 工程塑料，外观简洁明快，美观大方。

2.1.2、技术参数：

传感器：光电探测

供电电压：DC9V 碱性电池

静态电流：≤ 10uA

报警电流：≤ 10mA

报警联动：独立声光报警 , 发射无线报警信号

报警音响：≥ 85dB

工作温度：-10℃～50℃

相对湿度：≤95％RH(40℃±2℃）

产品尺寸：φ108*36mm

烟雾探测芯片内部结构框图和外部电路连接分别如图 2 、图 3 所示：

图2 烟雾探测芯片的内部结构框图

由于检测到火灾烟雾，红外发光二极管 V3 发出的光会产生散射，红外光敏接收二极管 VZ 接收到散射光信号以后，通过内部时序逻辑电路的处理、延时后会引起 LEO 发光二极管闪亮，同时峰鸣器 X ，发出报警声音。 MC145010 的旧EO 引脚控制 V3 的导通，并控制 switCh 接通编码器和无线模块的电源。

2.2 编／解码部分

编／解码部分分别由三态编解芯片MC145026 和MC145027 组成，MC145026 是采用 CMOS 工艺制造的低功耗集成电路， MC145027 是可以与MC145026 配对使用的解码器，它们是摩托罗拉公司生产用于通信配对使用的新芯片，用于实现需要远程多路或多点的数据通信和控制操作。

MC145026127 的编译码方式

MC145026127 是 Motorola 公司生产的用于通信的配对芯片，它是一种低压CMOS 编译码器件，具有较强的抗干扰能力，广泛应用于遥控遥测电路。

编码器 MC145026 的引脚功能和外部电路如图3所示。

图3 MC145026 管脚图

A1 用 1 一 9 用 9 为地址或数据输入端，当作地址使用时有 3 种状态（高电平、开路、低电平），当作数据使用时有两种状态（高电平、低电平）。 RTc 和CTC 决定 MC145026 的内部时钟频率； TE 是内部时钟振荡器的控制端，当 TE 为低电平时，振荡器工作， DO 端送出经过编码的串行数据。

MC145027 是与 MC145026 配套的译码器，它的引脚功能和外部电路如图4所示。它具有 5 位地址编码端 Al 一 AS 和 4 位数据输出端 D6 一 Dg 。 DI 为串行数据输人端， R1 、 Cl 是脉冲鉴别器外接定时元件，决定对输人的编码信号中宽窄脉冲的识别； RZ 、 CZ 是时间鉴别器外接定时元件，用对串行数据整个发送周期的辩别。 VAUD 为译码器输出端。