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以單片機(jī)MSP430F149為主控芯片，設(shè)計(jì)出一款高精度、高集成度、超低功耗的智能火災(zāi)安防報(bào)警系統(tǒng)。以環(huán)境溫度、煙霧濃度作為判斷火災(zāi)的依據(jù)，完成了對(duì)火災(zāi)的預(yù)警。主要由單片機(jī)控制模塊、時(shí)鐘模塊、煙霧濃度測(cè)量模塊、DS18B20 溫度測(cè)量模塊、聲光報(bào)警模塊、1602液晶顯示模塊和電源構(gòu)成。并且該系統(tǒng)以MSP430F149 為下位機(jī)，完成數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理以及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)裝置的控制，以 PC 機(jī)為上位機(jī)，完成各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理和對(duì)單片機(jī)的控制。設(shè)計(jì)的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)具有較高的可靠性、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確度高，對(duì)不同類型的火災(zāi)都具有較高的靈敏度，達(dá)到了降低誤報(bào)率的目的。

溫度測(cè)量模塊設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)中采用支持“一線總線”接口、抗干擾性強(qiáng)、外部電路簡(jiǎn)單、精確度高的DS18B20溫度傳感器對(duì)溫度的實(shí)時(shí)測(cè)量。其中，DS18B20 管腳2 即DQ 接在MSP430F149 的P2.0 管腳，如圖所示。

圖2 溫度測(cè)量

聲光報(bào)警模塊設(shè)計(jì)

蜂鳴器在微處理器判斷為火災(zāi)時(shí)發(fā)出報(bào)警指示音。由于單片機(jī)的I/O 口驅(qū)動(dòng)能力有限，選用PNP型晶體管2N5401 組成晶體管驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)壓電式蜂鳴器。

圖3 聲光報(bào)警模塊圖

1602液晶顯示模塊設(shè)計(jì)

在液晶模塊上顯示時(shí)間、測(cè)量溫度、煙霧濃度等參數(shù)，以便我們更加方便的讀出目前溫度值、煙霧濃度值。

圖4 1602 液晶顯示模塊圖

串口通信模塊設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)采用 MSP430F149 作為下位機(jī)，PC 機(jī)作為上位機(jī)，通過(guò)RS-232 將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C 機(jī)上，我們可以更加方便的監(jiān)測(cè)各個(gè)測(cè)量參數(shù)。電路圖如下：

圖5 串口通信電路

時(shí)鐘模塊設(shè)計(jì)

DS1302 是DALLAS 公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片內(nèi)含有一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷和31 字節(jié)靜態(tài)RAM 通過(guò)簡(jiǎn)單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷電路提供秒、分、時(shí)、日、日期、月、年的信息每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整時(shí)鐘操作可通過(guò)AM /PM 指示決定采用24 或12 小時(shí)格式。DS1302 與單片機(jī)之間能簡(jiǎn)單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信僅需用到三個(gè)口線RES 復(fù)位、I/O 數(shù)據(jù)線、SCLK 串行時(shí)鐘。

圖6 時(shí)鐘電路

煙霧濃度測(cè)量模塊設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)決定采用NIS-09C型離煙霧探測(cè)器，它是NEMOTO 公司專為檢測(cè)煙霧而精心設(shè)計(jì)的新型探測(cè)器。內(nèi)部使用了微量的放射性物質(zhì)镅241，傳感器本身被金屬制電極所覆蓋，放射性物質(zhì)不會(huì)泄露。NIS-09C 屬于低功耗、靈敏度高的探測(cè)器，適用于火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中。火災(zāi)是一種在時(shí)間和空間上失去控制的燃燒所造成的災(zāi)害，由此引發(fā)的重大安全事故比比皆是，對(duì)人類生命財(cái)產(chǎn)和社會(huì)安全構(gòu)成了極大的威脅。由此可見，對(duì)火災(zāi)進(jìn)行準(zhǔn)確、及時(shí)、有效地報(bào)警顯得愈來(lái)愈重要，這是防火減災(zāi)的重要研究課題之一。該系統(tǒng)提高對(duì)火災(zāi)探測(cè)的快速性、準(zhǔn)確性和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力，有效降低火災(zāi)誤報(bào)的概率，提高了靈敏度和整個(gè)系統(tǒng)的智能化程度。