烟雾探测器

基于嵌入式系统上的烟雾探测器的响应时间的测试设备的设计

摘要：

响应时间，它代表探测器的敏感水平，是烟雾探测器最重要的技术参数之一。如今，没有规范的专用检测设备准确测量响应时间。在本文中，它是基于嵌入式系统提供的设计，可用于测量烟雾探测器准确的响应时间。它操作简便，成本低，移动方便。

一引言:

烟雾探测器，这是在我们的安全问题的关系，被广泛应用于火灾。响应时间是指从检测到烟雾的时候，到定时器被脉冲停止的连续时间。响应时间是一个检查烟雾探测器合格与否的非常重要技术指标，但一些生产单位和使用单位只能通过个人的主观感觉或通过观察输出波形从比较确定的响应时间示波器大约[ 2 ] 。本文提出的设计准确的测试设备，用于烟雾检测器的响应时间。在系统中的低计算机是MC9S12XS128推飞思卡尔公司，和上层1使用MCGS系统，这会导致操作简单，系统稳定，准确的测量。

二。工作原理

该测试设备包括烟箱和控制箱，里面有间烟箱和控制箱的绝缘板上的圆孔。在控制箱处有一个可移动的挡板覆盖圆形的孔，在控制盒的另一侧有一个是对应的圆孔的位置圆孔保温板。烟检测器被放置在所述控制箱的外侧的测试中，该控制箱包括嵌入的主机系统时，微控制单元，步进电机模块和电源模块，该装置的整体设计示于图1。

主计算机系统发出一个测试命令给微处理器通过RS232通信，然后，微处理器开始定时从所测量的烟检测器，同时接收到响应脉冲后，微处理器控制的步进电机，通过PWM信号来移动挡板远，使得在烟箱烟可以进入控制箱，烟雾探测器可以检测烟雾从通过两个圆孔上的隔热板和控制箱的面板上的其他圆孔的烟箱。同时，在烟检测器发送一个脉冲信号提供给微控制单元，那么微控制单元停止计算的响应时间和响应时间数据发送到嵌入式主机系统和发送一个PWM控制信号给步进电机，关闭挡板。嵌入式主机系统显示的响应时间的测量

值，并建议测量结束。

图1检测烟雾探测器响应时间的设备组成框图

三硬件设计

A.系统设计

系统电路的框图，如图2所示，在该装置中，TPC1062K ，本MCGS 家族之一，一直在嵌入主机系统中使用的微控制单元使用

MC9S12XS128芯片推飞思卡尔公司，该步进电机使用DM366 / LHA 推BERGERLAHR公司。电源模块采用开关电源和LM2940CT -5.0芯片。

图2系统电路图

B. CPU

MC9S12XS128是S12XS系列推飞思卡尔公司的一个16位增强型微控制器。它采用CPU12x V2内核，可以在40MHz的总线频率运行。它被广泛应用于汽车电子，工业控制，电气产品和其他应用领域。微型计算机的功能[ 3 ]如下：

1 ）内存：128KB字节的FLASH ，2KB字节的EEPROM ;

8KB字节的ARM

2 ）A / D转换:16 -通道的模拟- 数字转换器; 8/10/12位分辨率

3 ）PWM ：最多8通道x 8 - bit或4通道x 16位脉宽调制器

4 ）两个串行通信接口（SCI）和两个串行外设接口模块（SPI ）

5 ）时钟和复位产生程序（CRG ）：COP看门狗;实时间中断，时钟monitor.Fast从STOP自醒时钟模式

6 ）I2C总线

7 ）背景调试模式（BDM ）

8 ）每秒1兆位，CAN 2.0 A ，B软件兼容模

C.主机系统

MCGS组态软件，它采用的是嵌入式主机系统，是一个嵌入式，集成触摸屏，它集成了ARM处理器和速度可以高达400MHz ，它有64M 字节的内存，128M字节的FLASH ，电阻式触摸屏，TFT LCD显示屏，网络接口，USB接口和串行接口。这里我们使用了RS232与微处理器进行通信[ 4 ] 。

D.步进电机模块

步进电机采用DM366/LHA推BERGERLAHR公司，持有扭矩1.5牛米和电流5.8 A /相，每步旋转数可以按照用户的要求分别设定为500,1000,5000,10000 ，由于利用正弦电流驱动时，电机的空载起动频率高达4.3KHz至5.3KHz 。微处理器发出PWM控制信号，以通过选择耦合隔离的步进电机驱动器，烟雾检测器的动作的脉冲信号访问的microprofessor有着相同的选项耦合隔离也是如此，所以，微处理器的工作原理出干扰的稳步..光电发送和接收电路与外部信号输入查询的电路示于图3和图4。

E.电源模块

功率模块是最重要的组合物系统中的单元的硬件设计1 。这里，我们使用的开关电源和LM2940CT -5.0芯片供应微处理器和步进电动机的电源，以确保向系统中的功率模块的电路的正常运行时，如图5所示。

四。软件设计

软件设计包括上层计算机软件和基部软件。通过RS232两部分连通。该程序代码采用C语言编写。

A在软件设计上电脑

我们可以通过MCGS触摸屏控制整个测试过程。上层计算机的软件流程图显示在图6，当开始测试时，主计算机发送一个启动命令至低的计算机，那么，微处理器开始运行。同时，上位机测试是否有从基础

的计算机接收数据。当基计算机发送多数据，上层计算机接收数据，并显示响应时间。

B.软件设计的基础电脑

基电脑的软件设计采用模块化设计方法，每个模块是独立的，这使得程序结构清晰。碱的软件设计

计算机包括步进电机，通讯模块和数据采集模块的初始化模块，控制模块。

图6上电脑的软件流程图

图7软件流程的基本电脑图

基座计算机的软件流程图如图7所示，基座计算机已准备好后，微处理器单元从上层计算机系统等待启动指令。当它接收到开始命令时，microprofessor测试是否存在具有对应的测量脉冲的烟雾探测器或没有，如果有有，本microprofessor开始定时，并发送该步进电机的PWM信号来驱动的挡板，然后判断该烟检测器响应或没有在一定的时间。如果它的反应，烟检测器发送一个时脉信号的微处理器。该microprofessor停止定时和响应时间数据发送到上位机系统和发

送步进电动机的PWM控制信号，关闭挡板，Simulateous ，基地计算机是在从上层计算机等待命令的位置。

4实验结果

我们收集的实验数据通过测量两个不同的感烟探测器的响应时间，表I是测得的感烟探测器的响应时间数据理论响应时间为2.0ms的。表二是测得的感烟探测器，其理论响应时间是3.3ms的响应时间数据。响应时间，我们测量的是真正的响应响应时间和系统误差的总和，烟雾探测器的系统误差为2ms ，并为± 0.5ms的误差范围。

表I

一种将被测烟雾探测器其理论响应时间为2.1MS响应时间数据

表二

一种将被测烟雾探测器其理论响应时间为3.3MS响应时间数据

经过计算，平均响应时间，我们从表一测量是3.71ms ，远程处理不可避免的系统误差2ms的，1.71ms和实际响应时间2.1ms之间的