闫红来
（西安外事学院，陕西 西安710077）
我国的火灾报警及自动喷淋系统经历了从无到有、从简单到复杂的发展过程，其智能化程度也越来越高。 目前国内厂家多偏重于大型仓库、商场、高级写字楼、宾馆等场所大型火灾报警系统的研发，他们采用集中区域报警控制方式，其系统复杂、成本较高。 而在居民住宅、机房、办公室等小型防火单位，需要设置一种单一或区域联网、廉价实用的火灾报警及自动喷淋装置，因此，研制一种结构简单、价格低廉的火灾报警及自动喷淋系统是非常必要的。
本系统实现的功能：
1）当温度上升到上限温度以上时，高温发光二极管闪烁，蜂鸣器报警；
2）数码管即时显示温度；
3）启动报警和打开喷水开关。
1 整体方案设计
本系统由火灾检测模块、A/D 转换模块、信号处理模块、声光报警模块和自动装置模块组成。 火灾检测模块由温度检测和烟雾检测构成，其温度传感器选用DS18B20，烟雾传感器选用MQ-2 烟雾传感器。A/D 转换模块选用常用的模数转换芯片ADC0809。声光报警模块分为声音报警和光报警，声音报警由蜂鸣器报警。 光报警模块采用高亮度红色光LED 闪烁实现。 喷淋装置模块由一个继电器实现，通过对烟雾和温度的检测来启动报警和打开喷水开关。
2 按键电路设计
键盘共有三个键，判断K3～K5 键是否按下，可采用软件查询和中断的方法，当某个键按下时，低电平有效。 3 个键K3～K5 的功能分别设置定义，K3 键为功能转换键，此键按下，显示温度设定值，按键松开，显示当前温度；K4 键为加1 键，设定温度值加1；K4 键为减1 键，设置温度值减1。
3 烟雾传感器及AD 转换电路设计
烟雾传感器电路设计主要包含烟雾检测电路、 模数转换电路、单片机控制电路、声光报警电路、电源指示电路和按键电路构成。 AD 转换电路用来完成对烟雾传感器检测到的信号进行模数转换，转换后传到到单片机，进而完成对对烟雾信号的检测过程
4 温度传感器电路设计
它的整体思想是先通过键盘输入设定温度的范围， 保存在AT89S52 的指定单元中， 再利用温度传感器DS18B20 进行信号的采集，送入单片机中。 然后把采样值与设定值进行比较运算，得出控制量，来进行报警，实现提醒温度超出预定范围。单片机控制系统是一个完整的智能化的集数据采集、显示、处理、控制于一体的系统。 由传感器、LED 显示单片机及执行机构控制部分等组成。
5 显示模块电路设计
在本设计中采用了四位七段数码管， 用动态驱动来显示温度的值。
LED 数码管是一种半导体发光器件， 其基本单元是发光二极管，通过对其不同的管脚输入相对的电流，会使其发亮，从而显示出数字。可以显示：时间、日期、温度等可以用数字代替的参数。
6 报警电路设计
在烟雾检测控制系统中，为了安全生产，对于一些重要的参数或系统部位，都设有紧急状态报警系统，以便提醒操作人员注意，或采取紧急措施。其方法就是把计算机采集的数据或记过计算机进行数据处理、数字滤波，标度变换之后，与该参数上下限给定值进行比较，如果高于上限值则进行报警，否则就作为采样的正常值，进行显示和控制。
7 软件设计
温度传感器DS18B20 采集温度信号， 直接传送给单片机, MQ-2型半导体可燃气体敏感元件烟雾传感器将采集到的烟雾信号以模拟量参数传送给A/D 转换器，再传送给单片机，然后单片机将对两个信号分别进行显示和分析，与提前设定的标准值进行比较，如果超出标准范围则启动报警装置和自动喷淋系统。
