摘  要：使用AT89C51單片機(jī)，選用集成溫度傳感器AD590和氣體傳感器TGS202作為敏感元件，利用多傳感器信息融合技術(shù)，開發(fā)了可用于小型單位火災(zāi)報(bào)警的語音數(shù)字聯(lián)網(wǎng)報(bào)警器。

    關(guān)鍵詞：單片機(jī)；傳感器；信號(hào)處理；火災(zāi)報(bào)警器

    1  引  言

    我國的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制系統(tǒng)經(jīng)歷了從無到有、從簡單到復(fù)雜的發(fā)展過程，其智能化程度也越來越高。目前國內(nèi)廠家多偏重用于大型倉庫、商場、高級(jí)寫字樓、賓館等場所大型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的研發(fā)，他們采用集中區(qū)域報(bào)警控制方式，其系統(tǒng)復(fù)雜、成本較高。而在居民住宅區(qū)、機(jī)房、辦公室等小型防火單位，需要設(shè)置一種單一或區(qū)域聯(lián)網(wǎng)、廉價(jià)實(shí)用的火災(zāi)自動(dòng)探測報(bào)警裝置，因此，研制一種結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉的語音數(shù)字聯(lián)網(wǎng)火災(zāi)報(bào)警器是非常必要的。

    一般小型防火單位火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)如圖1所示。現(xiàn)場火災(zāi)報(bào)警器通過對(duì)傳感器火情信息的檢測，使用智能識(shí)別算法實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)的監(jiān)測。當(dāng)報(bào)警器監(jiān)測到火情信息后，直接通過Modem經(jīng)公用電話交換網(wǎng)迅速向消防指揮中心報(bào)告火情信息(包括火災(zāi)單位編碼、單位名稱、火情級(jí)別以及報(bào)警時(shí)間等)，同時(shí)產(chǎn)生聲光報(bào)警信號(hào)，并按事先預(yù)留的電話號(hào)碼自動(dòng)撥號(hào)通知單位有關(guān)負(fù)責(zé)人。消防指揮中心根據(jù)接收到的火警信息，立即在消防信息數(shù)據(jù)庫中查詢單位位置、周圍道路、交通、水源情況等基本信息，根據(jù)所獲得的信息迅速確定最佳救火方案，通過網(wǎng)絡(luò)將出警命令直接下達(dá)各消防中隊(duì)。本文將詳細(xì)介紹小型防火單位語音數(shù)字聯(lián)網(wǎng)報(bào)警器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。
                  
     2  報(bào)警器硬件設(shè)計(jì)

    2．1  硬件組成

    如圖2所示，報(bào)警器硬件由溫度煙霧信號(hào)采集模塊、聲光報(bào)警模塊以及單片機(jī)與Modem通信模塊組成。圖中1，2，3組成數(shù)據(jù)采集模塊，4，5組成聲光報(bào)警模塊，5，6，7組成與Modem通信模塊。其中，1為傳感器(包括煙感和溫感)，將現(xiàn)場溫度、煙霧等非電信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；2為信號(hào)調(diào)理電路，將傳感器輸出的電信號(hào)進(jìn)行調(diào)理(放大、濾波等)，使之滿足A/D轉(zhuǎn)換的要求；3為A/D轉(zhuǎn)換電路，完成將溫度傳感器和煙霧傳感器輸出的模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換。聲光報(bào)警模塊由單片機(jī)和報(bào)警電路組成，由單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)不同的聲光報(bào)警(異常報(bào)警、故障報(bào)警、火災(zāi)報(bào)警)功能。單片機(jī)與Modem通信模塊由單片機(jī)、GM16C550串行端口擴(kuò)展芯片和RS232電平轉(zhuǎn)換電路組成，實(shí)現(xiàn)報(bào)警器經(jīng)Modem與消防指揮中心的通信。下面對(duì)上述各模塊進(jìn)行簡要介紹。
                    
       2．2  溫度煙霧信號(hào)采集模塊

    要準(zhǔn)確地進(jìn)行火災(zāi)報(bào)警，選擇合適的溫度和煙霧傳感器是準(zhǔn)確報(bào)警的前提。綜合考慮各因素，本文選擇集成溫度傳感器AD590和氣體傳感器TGS202用作采集系統(tǒng)的敏感元件。

    AD590是美國Analog Devices公司生產(chǎn)的一種電流型二端溫度傳感器。電路如圖3所示。由于AD590是電流型溫度傳感器，他的輸出同絕對(duì)溫度成正比，即1μA/k，而數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片ADC0809的輸入要求是電壓量，所以在AD590的負(fù)極接出一個(gè)10 kΩ的電阻R1和一個(gè)100Ω的可調(diào)電阻W，將電流量變?yōu)殡妷毫克腿階DC0809。通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻，便可在輸出端VT獲得與絕對(duì)溫度成正比的電壓量，即10 mV/K。
                      
    2．2  溫度煙霧信號(hào)采集模塊

    要準(zhǔn)確地進(jìn)行火災(zāi)報(bào)警，選擇合適的溫度和煙霧傳感器是準(zhǔn)確報(bào)警的前提。綜合考慮各因素，本文選擇集成溫度傳感器AD590和氣體傳感器TGS202用作采集系統(tǒng)的敏感元件。

    AD590是美國Analog Devices公司生產(chǎn)的一種電流型二端溫度傳感器。電路如圖3所示。由于AD590是電流型溫度傳感器，他的輸出同絕對(duì)溫度成正比，即1μA/k，而數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片ADC0809的輸入要求是電壓量，所以在AD590的負(fù)極接出一個(gè)10 kΩ的電阻R1和一個(gè)100Ω的可調(diào)電阻W，將電流量變?yōu)殡妷毫克腿階DC0809。通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻，便可在輸出端VT獲得與絕對(duì)溫度成正比的電壓量，即10 mV/K。