煙霧檢測的火災自動探測報警系統(tǒng)設計
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接收控制部分的結構圖如圖3所示。此部分主要實現(xiàn)信號的接收和報警功能。nRF401從PCB天線上接收到調(diào)頻信號時，單片機置TXEN端為低電平，功率放大器被關斷從而進入接收狀態(tài)。調(diào)頻信號依次經(jīng)低噪聲放大器放大，經(jīng)混頻器變成中頻(其作用是抵消本機發(fā)送器與接收器之間的高頻干擾)，再經(jīng)帶通濾波器濾波和調(diào)制器解調(diào)后，成為數(shù)據(jù)輸出。這時單片機切換到發(fā)射模式，回送握手信號，nRF401把得到的數(shù)據(jù)輸送給單片機，經(jīng)處理后利用P0(段碼)和P1(位碼)口采用動態(tài)顯示輸出到兩位數(shù)碼管上顯示(火情來源地信息：房間編號)，同時驅動報警器報警。相比檢測發(fā)射端電路，接收控制端電路更簡單。各引腳接線方式兩者基本相同，只是軟件實現(xiàn)稍有不同。接收控制端電路可直接采用多位LED顯示，不用擴展任何接口。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/156422.htm
3 系統(tǒng)硬件設計
整個系統(tǒng)可以分為兩個模塊：檢測發(fā)射模塊和接收控制模塊。檢測發(fā)射模塊又可分為檢測部分(包括聲光報警及啟動滅火裝置)、單片機控制部分以及射頻發(fā)射部分；而接收控制模塊又可以分為接收部分、單片機處理部分、聲光報警部分和顯示部分。
3．1 單片機外圍電路
本系統(tǒng)中，單片機的主要功能是進行外部器件的控制與報警，在數(shù)據(jù)處理方面主要是以中斷方式進行數(shù)據(jù)的串行傳輸。在整個系統(tǒng)中它是控制核心，在檢測發(fā)射端和接收控制端都必須用到。本系統(tǒng)選用一種帶4 KB閃爍可編程可擦除，高性能CMOS八位微處理器AT89C51作為控制器件。檢測發(fā)射端單片機控制部分硬件電路包括看門狗復位電路、晶振電路，以及手動報警按鈕等附屬單片機電路。P1．0口連接了手動報警按鈕，只要有人提前發(fā)現(xiàn)火災，不用等待系統(tǒng)自動報警，可以直接按下此報警按鈕進行報警。單片機的其他接口連接發(fā)射芯片nRF401部分的電路。單片機在此電路中的作用主要是完成一些數(shù)據(jù)的接收，通過外部中斷1(INT1)檢測系統(tǒng)是否發(fā)生火災，并且隨時接收外部直接報警按鈕的輸入信號，一旦有火災發(fā)生(即外部中斷1有中斷)和P1．0口為低電平，則通過串口傳送到接收端。在接收控制端也用單片機進行數(shù)據(jù)處理和報警，電路的結構基本相似，包括看門狗復位電路、晶振電路，以及2位數(shù)碼管顯示部分和報警模塊。其功能主要是完成數(shù)據(jù)的接收、報警和顯示。
3．2 檢測報警電路
由MC14468構成的煙霧檢測報警電路如圖4所示。MC14468的1腳(檢測輸出端)直接連接單片機的中斷口。當檢測到煙霧時，其輸出的高電平通過中斷控制單片機內(nèi)部定時器T0工作，定時90 ms，T0溢出中斷，進入中斷服務程序，通過串口發(fā)送數(shù)據(jù)(房間號或之前對該系統(tǒng)設置的有意義編碼)給單片射頻收發(fā)器nRF401。
MC14468自身的100 mV的滯后電壓會防止其他外界因素(如飛蟲)造成的誤報警，輔以單片機產(chǎn)生90 ms的延時，更能提高系統(tǒng)的可靠性。 nRF401的串行口直接和單片機的串行口連接(DIN接TXD，DOUT接RXD)，TXEN端的高／低電平由軟件設置，可實現(xiàn)nRF401發(fā)射模式與接收模式之間的相互切換。當需要發(fā)射數(shù)據(jù)時，由晶振電路產(chǎn)生的4 MHz頻率作為其內(nèi)部鎖相環(huán)的基準頻率，經(jīng)鎖相環(huán)和壓控振蕩器進行N倍頻后，最后經(jīng)功率放大器放大后從PCB天線上發(fā)射出去。該裝置采用9 V疊層電池供電，其中Rt和Ct分別為振蕩電阻和振蕩電容。LED采用高亮度發(fā)光二極管，R1為限流電阻。T2為壓電陶瓷蜂鳴器(或壓電揚聲器)。T1為離子源，采用镅241，其放射性強度低至0．8μCi(即0．8微居里)，不會對人體造成傷害，也不會污染環(huán)境。R4和R5為分壓電阻。在此系統(tǒng)中MC14468的第2腳(I／O)接有繼電器，這是為自動啟動滅火裝置而設計的。只要煙霧傳感器檢測到煙霧，不但可以給單片機提供中斷信號，而且能夠自動通過繼電器啟動滅火的設備(此滅火設備可以是水龍頭開關等，具體視實際情況而定)。
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