基于AT89S52单片机的火灾报警器的设计

摘 要：本设计以烟雾传感器MQ-2、火焰红外传感器、数字温度传感器DS18B20以及AT89S52单片机为核心器件并与其他电子技术相结合，通过AT89S52单片机控制各个传感器对监测地点的烟雾、火焰、温度等信息进行实时监测，并把监测结果进行数据信息处理。若是超过预设警戒值，则通过单片机驱动蜂鸣器响和LED灯闪烁达到报警效果。

关键词：AT89S52单片机；红外传感器；MQ-2；DS18B20； The design of fire alarm based on AT89S52

Abstract：This project designs a better smoke alarm with smoke sensor MQ-2, Infra-red sensor,DS18B20 and SCM technology as the core, and combines with other

electronic technology. Each module is controlled by the SCM for monitoring the smoke, fire, temperature and other information in real-time and the SCM will process the

information. The SCM will drive the buzzer rang and LED lights when the information More than the preset alert value.

Key words: AT89S52; Infra-red sensor; MQ-2; DS18B20; 1 引言

研究发现,虽然火灾的起因和燃烧过程千差万别,但所有的火灾过程本身都有一定共同的物理特征,物质在燃烧的过程中产生的气（燃烧气体）、烟（烟雾粒子）、热（温度）、光（火焰）是表征火灾信号的物理化学参量,也称为火灾参量,特征性较强。火灾探测器是通过对这些参量的测量来确定是否发生火灾,并发出报警信号。1874年至今,各种类型的火灾探测器相继出现,为火灾的防治做出了巨大贡献。不同类型的火灾探测器是根据对火灾发生时不同生成物的特殊反应而起作用的,它们分别作用于不同的场合,也有各自的局限。 2 系统总体设计方案

火灾报警器的系统构成框图如图1所示。本设计可对检测地点的温度、烟雾浓度及火焰情况进行实时采集和检测，当检测地点的温度高于预警值或者有烟雾、火焰红外产生时自动报警。选用MQ-2型半导体可燃气体敏感元件烟雾传感器实现烟雾的检测，具有灵敏度高、响应快、抗干扰能力钱等优点，并且价格低廉，使用寿命长。选用的AT89S52单片机，它具有高速、低功耗、超强抗干扰等优点，是目前同类技术中应用最为广泛的。本设计不仅用了烟雾传感器还用到数 字温度传感器DS18B20和火焰红外传感器，这使得报警器的精确性更加的完善。

图1系统构成框图 3 硬件系统设计

火灾报警器的硬件电路图如图2所示。其包含以下几个模块：单片机最小控制系统，烟雾探测模块、火焰红外探测模块、温度探测模块以及报警模块。单片机最小系统包含AT89S52单片机芯片、复位电路和振荡电路三个部分；烟雾探测模块是通过MQ-2检测烟雾情况，当烟雾颗粒进入传感器时改变了传感器的电阻值，从而改变电压信号，然后采用ADC0804转换芯片将电压信号转换为数字信号输入单片机进行处理；火焰红外模块是由远红外火焰传感器和ADC0804模数转换芯片构成，当远红外火焰传感器加+5V电压时，从输出口输出的电压会随着检测到的红外光的强弱在0~+5V之间改变数值，在没有探测到红外光的情况下输出电压为0V，红外线越强输出值越大。再将输出的电压值通过ADC0804将其转换成数字信号输入给单片机；温度探测模块是利用DS18B20芯片来实现对空气中的温度进行实时性的检测。 4 软件系统设计

软件系统主要解决的问题是检测传感器的信号，然后对信号进行模数转换，分析数据是否达到境界值，并驱动报警器声光报警。软件程序主流程图如图3所示。初始化程序后，烟雾传感器、火焰红外传感器、温度传感器对监测地点的烟雾、火焰、温度等信息进行实时监测，并把监测结果传输给单片机进行数据信息 处理。烟雾/火焰采集处理流程图如图4所示，温度采集计算流程图如图5所示。若检测到烟雾浓度达到一定程度或有火焰出现或者温度升高到警戒值（45°C）以上，则通过单片机驱动蜂鸣器响和LED灯闪烁达到报警效果。

结束语：

本设计是在对烟雾、温度、火焰红外传感器以及报警技术进行深入研究的基础上，全面比较国内外同类产品的技术特点，合理地确定系统的设计方案，并对仪器的整体设计和各个组成部分进行了详细分析和设计。根据设计要求、使用环境、成本等因素，选用MQ-2型半导体电阻式烟雾传感器，DS18B20数字温度传感器，火焰红外传感器。它们的灵敏程度适中，具有响应与恢复特性好，长期工作稳定性强等优点。在系统单片机控制电路的设计上，采用了高性能的AT89S52单片机作为核心芯片，充分利用了其高速数据处理能力和丰富的片内外设，实现了仪器的小型化和智能化。使仪器具有结构简单、性能稳定、体积小、成本低等优势。通过报警装置发出警告，及时得到处理，从而满足现场需要，具有广泛的应用前景。 参考文献：

[1] 杨晓光.火灾自动报警系统的发展和前景[J].广东公安科技，89期：53页. [2].胡皓,王兴. 基于烟雾监测火灾自动报警系统[J].传感器世界,2004年12期

[3].何希才.传感器技术及应用[M].北京：航空航天大学出版社，2005年6月.79页 [4].孔夸成.火灾报警控者器的干扰来源及对策[J].清防技术与产品信息1997年7月.30页

图2 硬件电路图

图3 系统主程序流程图 图4 物理量采集处理流程

图5 温度采集计算流程图