實(shí)驗(yàn)室為學(xué)校及研究機(jī)構(gòu)的重要工作地址，其間存放著很多危險(xiǎn)品和寶貴的實(shí)驗(yàn)器械，實(shí)驗(yàn)室的安全辦理是對(duì)師生生命安全以及學(xué)校工業(yè)安全的重要確保。據(jù)此本規(guī)劃為一款實(shí)驗(yàn)室安全智能報(bào)警系統(tǒng)，用于防備實(shí)驗(yàn)室失竊、火災(zāi)等意外事故的產(chǎn)生。它在從前的報(bào)警器的基礎(chǔ)上進(jìn)行了很大的改善，運(yùn)用紅外、溫度、煙霧三個(gè)傳感器，全方面地確保實(shí)驗(yàn)室安全，不僅如此，它運(yùn)用單片機(jī)作為信號(hào)處理器，這樣有利于與計(jì)算機(jī)進(jìn)行聯(lián)接，便利編程與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，可以將整個(gè)學(xué)校的全部實(shí)驗(yàn)室聯(lián)網(wǎng)辦理。

1、實(shí)驗(yàn)室安全智能報(bào)警體系中單片機(jī)應(yīng)用的基本原理

　　1.1系統(tǒng)基本原理

　　系統(tǒng)根據(jù)STC89C52RC單片機(jī)控制，選用C言語(yǔ)編寫程序，由3個(gè)傳感器：煙霧傳感器、紅外傳感器和溫度傳感器接納信號(hào)，由蜂鳴器輸出報(bào)警信號(hào)，LCD閃現(xiàn)輸出實(shí)時(shí)溫度和預(yù)設(shè)溫度。本系統(tǒng)在系統(tǒng)軟件控制下工作，HC-SR501人體紅外感應(yīng)模塊承受人體紅外輻射源的信號(hào)將所勘探到的信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)展、濾波，并從這些信號(hào)中提取出信息牽動(dòng)感應(yīng)開關(guān)電子模塊，將結(jié)果反饋給主控單片機(jī)STC89C52。DS18B20溫度搜集器搜集溫度信號(hào)傳送給可編程數(shù)字溫度計(jì)，對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行處理，若溫度高于警示溫度，則將信號(hào)反饋給主控單片機(jī)STC89C52。

　　煙霧報(bào)警器首要對(duì)甲烷和液化氣可燃?xì)怏w進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)MQ-2煙霧氣敏傳感器搜集到危險(xiǎn)氣體，就會(huì)將信號(hào)反饋給主控單片機(jī)STC89C52。系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。

　　圖1 總體規(guī)劃框圖

　　在主控單片機(jī)內(nèi)部，會(huì)通過軟件對(duì)收到的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算、均勻、辨認(rèn)、判定等環(huán)節(jié)，及時(shí)牽動(dòng)報(bào)警模塊，將控制信號(hào)擴(kuò)展完結(jié)報(bào)警動(dòng)作。當(dāng)報(bào)警持續(xù)一段時(shí)間后，可以自動(dòng)免除，也可以通過按鍵模塊，手動(dòng)免除，然后在LCD閃現(xiàn)模塊閃現(xiàn)報(bào)警次數(shù)和報(bào)警原因。

　　1.2熱釋電傳感器的基本原理

　　運(yùn)用HC-SR501人體紅外感應(yīng)傳感器，該傳感器是根據(jù)紅外線技術(shù)的自動(dòng)控制模塊，當(dāng)人進(jìn)入感應(yīng)規(guī)模則輸出高電平，當(dāng)人脫離感應(yīng)規(guī)模則自動(dòng)延時(shí)封閉高電平，輸出低電平。一起該傳感器有溫度補(bǔ)償功用，在夏天溫度較高時(shí)，有用勘探間隔稍變短，以確保傳感器的工作功用。該傳感器靈敏度高，抗干擾性高，可靠性強(qiáng)，可以起到很好的防盜作用。

　　1.3溫度傳感器的基本原理

　　選用DS18B20溫度傳感器，低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)發(fā)送給計(jì)數(shù)器1，高溫度系數(shù)晶產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。測(cè)溫規(guī)模-55℃～+125℃，測(cè)溫差錯(cuò)1℃。該傳感器有一起的單線接口方法，和單片機(jī)聯(lián)接時(shí)僅需一條線，即可實(shí)現(xiàn)雙向聯(lián)接。該傳感器價(jià)格優(yōu)惠、照應(yīng)快，在運(yùn)用中不需要外圍原件，且支撐多點(diǎn)組網(wǎng)功用，最多可并聯(lián)八個(gè)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)監(jiān)測(cè)，在實(shí)驗(yàn)室這種大型區(qū)域，可以及時(shí)監(jiān)測(cè)溫度改變，進(jìn)步安全確保。

　　圖2 STC89C52控制單元電路圖

　　1.4煙霧傳感器的基本原理

　　運(yùn)用RA6-1煙霧傳感器，其輸出的信號(hào)為數(shù)字信號(hào)，可自行調(diào)理靈敏度，因而信號(hào)不用再處理，可以直接送到主控單元。氣體檢測(cè)單元首要可以對(duì)甲烷和液化可燃?xì)怏w進(jìn)行檢測(cè)，可以避免實(shí)驗(yàn)室火災(zāi)和實(shí)驗(yàn)人員中毒的情況產(chǎn)生。該檢測(cè)單元選用MQ-2煙霧傳感器，對(duì)煙霧敏感性高，運(yùn)用壽命長(zhǎng)，工作安穩(wěn)，照應(yīng)敏捷，可以很好地確保實(shí)驗(yàn)室的安全。

　　圖3 主程序流程圖

2、實(shí)驗(yàn)室安全智能報(bào)警體系中單片機(jī)應(yīng)用的系統(tǒng)軟件：

　　本系統(tǒng)有三種不同的報(bào)警方法，分別為紅外報(bào)警、高溫報(bào)警和煙霧報(bào)警。當(dāng)傳感器檢測(cè)到反常時(shí)就會(huì)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)并將信號(hào)發(fā)送給單片機(jī)的檢測(cè)單元，溫度和煙霧也是如此。每個(gè)檢測(cè)單元分別對(duì)應(yīng)不同的傳感器，互不影響，檢測(cè)單元將信號(hào)發(fā)送給主控單元，主控單元向單片機(jī)請(qǐng)求中斷，單片機(jī)照應(yīng)中斷后，發(fā)動(dòng)報(bào)警指令，根據(jù)不同的報(bào)警類別閃現(xiàn)報(bào)警原因。

3、實(shí)驗(yàn)室安全智能報(bào)警體系中單片機(jī)應(yīng)用的系統(tǒng)檢驗(yàn)：

　　檢驗(yàn)共進(jìn)行三次，分別對(duì)紅外報(bào)警、溫度報(bào)警和煙霧報(bào)警功用進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)標(biāo)明報(bào)警正常，報(bào)警原因閃現(xiàn)正常。

　　如4圖進(jìn)行了關(guān)于溫度的檢驗(yàn)，在產(chǎn)品中加入了溫度修正按鍵，通過兩個(gè)按鍵可以關(guān)于報(bào)警溫度進(jìn)行設(shè)定，檢驗(yàn)時(shí)室內(nèi)溫度為18℃，將溫度閾值設(shè)定在20℃，此刻蜂鳴器未報(bào)警。隨后將溫度設(shè)定在17℃，蜂鳴器報(bào)警。

　　在第2次實(shí)驗(yàn)時(shí)進(jìn)行對(duì)紅外報(bào)警器的檢驗(yàn)，將報(bào)警器附近放上木板阻隔，蜂鳴器未報(bào)警。隨后將手放置于紅外傳感器前，蜂鳴器正常報(bào)警。

　　最后進(jìn)行了關(guān)于煙霧傳感器的檢驗(yàn)，將燃著的木條放置于煙霧傳感器前，蜂鳴器報(bào)警。

　　綜上，本項(xiàng)目產(chǎn)品三個(gè)傳感器均正常工作。

　　圖4 檢驗(yàn)圖

4、總結(jié)：

　　本報(bào)警系統(tǒng)以STC89C52單片機(jī)為中心，熱釋電傳感器、溫度傳感器和煙霧傳感器為輔，首要處理了實(shí)驗(yàn)室的安全保衛(wèi)問題，從外物侵略、火災(zāi)防備和有毒氣體泄露三個(gè)方面確保實(shí)驗(yàn)室的工業(yè)安全和實(shí)驗(yàn)人員的人身安全，在學(xué)校、研究所等場(chǎng)全部很高的使用價(jià)值。

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