最新火灾探测与控制系统设计

单片机系统原理图
温度检测及变换电路
上图为温度-电压变换电路。集成稳压器7905输出的-5V电压 经可调电阻R11接至精密运放OP07的反相输入端。AD590的 正极接+12V电压，设通过R11、R12的电流分别为I0、I1，则 AD590的电流表达式为I=I0+I1。因OP07的电压增益A>>1， 故图中M点为虚地（VM=0V）,只要在某温度下调整R11使I0 等于AD590在该温度下的工作电流值，I0就为恒定值。
火灾探测与控制系统设计
主要内容
一、设计背景与目的 二、所用元器件简介 三、设计过程及成果 四、设计缺点及展望
甲烷气体传感器
型号 TYPE GS-B1
特点：
具有长期稳定性
对甲烷有高度灵敏度
有良好的看干扰能力
（氢、乙醇、丁烷、一氧化碳、温度等）
良好的重复性
工作环境： 温度：-10℃～+45℃
此外，目前火灾探测已经大量应用于工厂、学校、住宅， 而城市公交系统则相对应用较少，我们希望能将火灾探测 项目向城市公交系统推行。由于车内环境和室内环境差别 较大，因此对火灾探测器的要求也有所不同，例如：考虑 到室外温度较高，温度报警下限应相应提高等。
谢谢！
结束语
谢谢大家聆听！！！
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Fra Baidu bibliotek
单片机系统设计
该系统是89C51的最小应用系统。 P1.0、P1.1位分别与温度传感器 信号、烟雾传感器信号线相连 接，即可通过这两个引脚采集 温度和烟雾传感器信号；P1.2 为正常显示位，该指示灯亮表 明系统正常工作。P1.4与报警 系统相连，当单片机判断有火 灾时，它输出控制信号实现使 火灾报警声响起，进行火灾报 警；P1.5为喷水阀门控制位， 控制打开和关闭喷水阀门。
湿度：≤95%RH
甲烷气体传感器
传感器结构
传感器测量电路
甲烷气体传感器灵敏特性
设计过程及结果
设计思路：
该系统主要以单片机系统为核心控制与信息 判断处理中心，对温度传感器和烟雾传感器 检测传输过来的信息进行判断和处理，若单 片机系统判断信号为火灾信号，则单片机系 统发送信号给报警系统报警，并控制喷水阀 门打开，进行自动灭火。等灭火完毕，由人 工复位，则停止报警，喷水阀门关闭，系统 重新进入火灾检测阶段。
报警电路设计
单片机 P 2 .7发出的电压 信号需要放大才能带动蜂 鸣器工作。R 8使这个电 压信号的放大倍数可调， 此报警电路的输入引脚由 单片机的P 2.7控制，系统 中设置下限报警温度为5 0 ℃。在软件设计中，当 采集到的温度高于5 0 ℃ 时，令P 2.7 =1则可实现 蜂鸣器报警，如右图所 示。
否 是否为火灾
是
火灾报警子程序 、喷水阀门开
是否人工
否
复位
是
停止报警、 喷水阀门关
缺点
1、设计时的忽略了温度传感器的特性，本组所使用的温度 传感器AD590其本身存在一定限制条件，如精确度低、测温 点数量少、电路复杂等。此外，AD590对线阻的要求较高， 这是我们没有预计到的，因此导致在试验检验时，芯片出 现故障。这也是本组无法完成课题的主要原因。
系统硬件组成框图
其中，AD590温度传感器和甲烷传感器及A/D转换 电路构成数据采集系统。
温度传感器系统 烟雾传感器
电源
单 片 机 系 统
报警系统 初期灭火系统
功放
设计原理
单片机是整个系统的核心。其工作原理是先通过传 感器(包括温感和烟感)将现场温度、烟雾等非电信 号转化为电信号，再将传感器输出的电信号进行放 大、滤波等，使之满足A／D转换的要求，最后完 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。设定报警下限，当判断为报警信号， 由单片机蜂鸣器报警，并控制喷水阀门打开。报警 后等待人工复位，若有按键按下，则停止报警，喷 水阀门关闭，重新进入检测阶段。
报警电路图
甲烷传感器检测电路
甲烷传感器产生一个与甲烷的含量成比例的微弱信 号，经过放大电路放大后产生一个输出信号，送入 单片机片内A/D转换输入口，将此模拟量信号转换 为数字信号。然后单片机对此信号进行处理，并实 现报警功能。
软件设计流程图
初始化
设置检查循环周期
调用温度数据 采集子程序
调用烟雾数据 采集子程序
2、甲烷探测器灵敏度较低，对烟雾量要求较高，测试过程 中，无法快速检测。
3、在课题设计中，我们提出了添加自动喷水部分，但在实 际操作中缺少元件，从而无法完成。
展望
火灾探测与控制系统在应用中相当普遍，在课题设计中， 我们提出了将语音报警系统和自动喷水系统与火灾探测系 统结合的思路。这体现了自动化、高效化与智能化。