智能防火系统设计(4)

邵阳学院毕业设计(论文)

3.2.2光电感烟探测器

本节着重探讨光电感烟探测器电路设计。作为发光器件，目前多采用大电流发光效率高的红外发光管，受光器件多采用半导体硅光电管，受光器件的阻抗是随烟雾浓度的增加而降低的，本电路所用的探测头采用的是OPTEK公司的OP231和

OPSOlSL光电组合套件作为发射管和接收管，其中，发射管典型供电电压为1.5V，

接收管使用5V的直流电压供电。 散射光式光电感烟火灾探测器的工作原理

利用烟雾微粒对光的散射作用，在一定的烟雾浓度范围内，散射光的强度与烟雾的浓度成比例，因而可以利用光散射检测到烟雾浓度的变化。对子由烟雾引起光散射的测量，特别是对于近距离产生的光散射测量，因为烟雾的测量限于小的范围，对那些影响测量的干扰可以比较容易的消除，因此，利用光散射测量烟雾微粒是一种较理想的方法。

正常情况下，在发射与接收管之间有光隔离板，用以消除无烟时红外发射管发出的光被光电三极管接收，因而无烟时接收管不会产生光电流。集烟盒内壁为黑色粗糙面，可将盒内的光反射减至最小。集烟盒外侧开有气、烟对流孔，烟雾进口处敷以不锈钢网，以防止杂物进入集烟盒造成误报。在火灾发生时，当有烟雾进入检测室时，由于烟粒子的作用，发光器件发射的光产生漫散射，这种漫散射的光被光电三极管接收，使光电三极管的阻抗发生变化，产生光电流，从而实现了将烟雾信号转变为电信号的功能，探测器给出报警信号电平。 光电感烟探测器电路设计

红外发射电路中的555电路用于产生频率可调的脉冲波形，使用555电路的一个主要优点是输出脉冲的占空比可调，便于设计不同要求的驱动输出。同时，较之用直流电源供电可以达到减小功耗的目的。电路原理如图3.11所示。上电后，555振荡输出信号经过8050放大并反相，使红外发射管OP231上获得调制后的方波电压信号，电路设计中，振荡电路输出的方波信号为7ms的高电平和139ms的低电平输出，频率约为7Hz，设计时以发射管高电平供电时间满足单片机采样时间为准，同时满足低功耗要求。

接收电路部分中的光电三极管接收到烟雾粒子散射的光信号后，以变化电流的形式送给三极管9014，放大后的射极电流变换成电压信号作为输出，其中输出端可变电阻用于调节输出为合适的电压信号以备计算机采样用。

13

邵阳学院毕业设计(论文)

R7U11RGND10kRRVCCQ2ZTX1053A8R310kC11nF2TRIGGECompDischarging Transistor.DIS7R23OUTPUD2LEDR810kOUTPUTSTAGETHDLIPLOP610kCOMPR110k4RESETVref555MixMode Timer icCV5555_FMLY_FAIRCHILDD11N914Q1ZTX1053AC21nFR410kR510kVR1CU3225K11G2图3.11散光型光电感烟探测器电路图 3.2.3 CO气体探测器

CO气体探测器是采用MQ-7一氧化碳气体传感器作为CO敏感元件，对CO

响应的选择性好，并具有灵敏度高，稳定性好等特点。电路图如图3.12所示。555振荡输出Q端驱动C9013给CO敏感元件的加热丝间断供电，节省功耗。由CO引起的敏感元件电阻的变化最终反应在输出电阻R5上。

IRGB4B60KD1R110kR210kQ1123QDIS4VccRTRI0678R510k5GNDTHRCVQ2C11nFZTX1053AD11N914R610kC21nFR310kR410kC322u图3.12 CO探测器电路图 14

邵阳学院毕业设计(论文)

第4章 用户端自动报警器设计

4.1用户端自动报警器总体设计

用户端自动报警器是本课题的设计重点，自动报警器组成框图如图4.1所示，主要包括拨号模块、语音模块、电话接口模块、键盘/密码显示模块以及电源模块。报警器功能已在1.2节具体描写过，这里不再详述，本节着重介绍与自动拨号功能相关的硬件电路设计及其软件编制。

看门狗电路 热释电红外线 防盗探侧器 徽波防盗 探测器 温度探测器 通信接口 逻辑与非门 神经网络智能 用户端自动报警器CPU AT89C51 DTMF拨号电路 语音检测电路 输入输出 控制电路 电话接口电路 开关电路 光电感烟探测器 CO探测器 键盘密码 控制电路 备用电源 LCD显示电路 图4.1用户端自动报警器组成框图

系统微处理器采用美国ATMEL公司生产的AT89C51单片机。 AT89C51采用COMS工艺，是一种低功耗、高性能的，与INTEL 8051系列单片机完全兼容的8位微控制器。AT89C51内部具有4K字节的Flash(闪速)存储器，可反复擦写，在设计程序时可反复修改原程序、编译、并烧写到单片机，适合单片机最小系统的开发与研制。

4.1.1自动报警器电路设计

自动报警器电路见图4.2。时钟电路由两个30P的电容和12MHz的晶振构成。复位电路由电阻、电容、二极管和按键开关构成，具有上电复位和手动复位的功能。单片机的INTO, INTl分别与盗警、火警传感器相连，实现各种警情的采集。为防止环境干扰信号对触发中断的影响，当响应中断后，对中断信号多次(如5次)巡检，确认是中断信号时，才去执行中断处理子程序，否则认为是外界干扰信号不执行报警处理，有效降低误报几率。

15

邵阳学院毕业设计(论文)

C122uD11N914R210kC31nF1234HELP5A6789101112Alarm013Ararm114151617181920P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RSTP3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RDXTAL2XTAL1GNDVccP0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7EAALEPSENP2.7/A15P2.6/A14P2.5/A13P2.4/A12P2.3/A11P2.2/A10P2.1/A9P2.0/A84039383736353433323130292827262524232221R1SISOSCKCS10kBAC OFF-POWERDETECTOR OFFHPDE/REVOICEC222uC41nF图4.2自动报警器电路 P2.1与语音电路相连，实现语音的回放控制。P2.2接通讯接口转换芯片的数

据发送、接收片选端DE /RE。P2.3与电话接口电路相连，实现模拟摘挂机的控制。

P2.4接探头掉线检测端，单片机对该口定时查询，正常时为高电平，当检测到低电

平即发出掉线警报。P2.5接交流电源掉电报警信号(交流断电后由直流电源继续供电，直流电源放电低于预警值后向自动报警器发直流断电预警信号)。P1.0, P1.1,

P1.2为接键盘电路的三根I/0口线，Pl.3接紧急呼救按键。P1.5接液晶显示器的串

行时钟输入端，Pl.6接液晶显示器的数据输入端。Pl.7接多路开关CD4051的片选端INH, P1.4, P2.6分别接多路开关的输入端A, B。多路开关输出分别接报警LED、蜂鸣器，有警报发生时开关的输出I/0口给出高电平信号。P0.0, P0.1, P0.2和P0.3分别与MT8888的D0,Dl,D2和D3相连，用作数据总线。P2.0与MT8888的 RSO相连，控制MT8888内部寄存器的选择。P2.7与MT8888的CS相连，控制MT8888的选通。P3.6,P3. 7分别与MT8888的WR和初相连，控制MT8888的读写。P0.4,

P0.5接EEPROM的串行输入和串行输出端，P0.6,P0.7分别接EEPROM的串行

时钟输入和片选输入端。 4.1.2串行EEPROM-X25045

本设计中采用了具有可编程的串行EEPROM-X25045。X25045是美国公司

XICOR低功耗CMOS的产品(备用电流l0uA、工作电流3mA)，它把看门狗定时

器、VCC监控电路和EEPROM三种常用功能组合在单个封装内，增大了电路密度，

16

邵阳学院毕业设计(论文)

减少了体积，提高了系统的可靠性，是设计成直接与许多通用的微控制器系列的同步串行外设接口(SPI)相接的512X8位EEPROM。本系统中X25045依次存储了标志字段、用户编号、话机号码、报警器编号、警情代号、系统设置等数据信息。VCC监控功能是指只要VCC电平降至低于最小转换电压或者看门狗定时器达到其编程的超时极限值，RESET的输出为高电平。

X25045的工作原理:

X25045包括一个8位指令寄存器，它可以通过SI (P0.4)输入来访问，数据

在SCK (P0.6)的上升沿由时钟同步输入。在整个工作周期内，/CS (P0.7)必须为低电平，/WP必须为高电平。X25045监视总线，如果在预置时间内没有总线活动，那么它将提供RESET信号输出。在ST线上输入的数据在/CS变为低电平后的SCK的第一个上升沿被采样，由SCK的下降沿输出到SO(P0.5)线上。SCK是静态的，允许用户停止时钟并在其后恢复操作。所有的指令、地址和数据都以MSB(最高有效位)在前的方式传送，读和写指令的指令格式中均包含有地址高位AB，此位用于选择器件的上半部或下半部。在上电和字节、页或状态寄存器写周期完成以后及/WP变为低电平时，写使能锁存器被复位(即禁止写操作)，因此写操作前必须设置写使能锁存器。

本系统中对X25045的读数据、写数据、置位写使能的操作过程简述如下： (1)从X25045中读数据的操作为:把/CS拉低以选择芯片；发送8位的读(READ)指令；送8位的字节地址；将所选定地址的存储器中的数据移到SO线上。继续提供时钟脉冲可连续读出接下的地址空间中的数据。每移出一个字节数据之后，字节地址自动增加到下一个较高地址。达到最高地址($1FFH)时，地址计数器翻转至$OOH，无限循环下去。把/CS置为高电平，可以中止操作。

(2)置位写使能锁存器操作为:/CS先被拉到低电平；由时钟同步送入写使能指令；将/CS变为高电平，否则写操作忽略。

(3)写数据到X25045的操作为:拉低/CS并保持在低电平；发送写指令；写数据。可以连续写多达4个字节的数据，但必须是这4个字节驻留在同一页上。否则计数器将翻转到页的首地址并重新写可能已有数据写入的任何单元。

X25045具有允许简单的三线总线工作的串行外设接口(Serial Peripheral Interface, SPI)，最高可达1MHz串行时钟频率。这里用单片机的三根口线P1.3, Pl. 4,P1.5

来模拟SPI接口。P0.4与X25045的串行输入脚SI相连，用于输出操作码、字节地址以及写入数据；P0.5与X25045的串行输出引脚SO相连，用于读出数据；P0.6

17

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库智能防火系统设计(4)在线全文阅读。