1、 烟雾传感器的设计 学院： 通信与电子工程学院 班级： 电子 07* 学号： 2007* 姓名： * 指导老师： * 日期： 2010 年 05 月 27 日 传感器技术及应用大作业 I 摘 要 在现代社会中由于由于火灾和有害气体中毒而导致死亡的人越来越多，每年给社会带来 了很大的财产损失和社会负担，但是由于其突发性如果发现不及时很容易造成重大损失，烟雾传感器就可以很好的解决这个问题。它具有实时性，可以在最快的时间内对火灾做出反应，而且具有很高的灵敏度，即使在很低的浓度下也可以进行探测，不仅如此它的成本还很低，容易被消费者接受，便于进行推广。 关键字： 实时性；高灵敏度；易于推广传感器技术及应
2、用大作业 - 1 - 目录 摘 要 . 1 第 1 章 绪 论 . - 1 - 1.1 设计背景 . - 1 - 1.2 建筑物防灾现状 . - 2 - 1.3 设计目的 . - 3 - 第 2 章 原理分析 . - 3 - 2.1 原理 . - 4 - 第 3 章 实现过 程 . - 4 - 心得体会 . - 4 - 附录 . - 7 - 传感器技术及应用大作业 - 1 - 第一章 绪 论 1.1 设计 背景 当今，火灾是世界各国人民所面临的一个共同的灾难性问题。它给人类社会造成过不少生命、 财产的严重损失。火灾是威胁公共安全，危害人们生命财产的灾害之一。俗话说： “ 水火无情 ” ； “
3、贼偷一半，火烧全光 ” 。当今，火灾是世界各国人民所面临的一个共同的灾难性问题。它给人类社会造成过不少生命、财产的严重损失。随着社会生产力的发展，社会财富日益增加，火灾损失上升及火灾危害范围扩大的总趋势是客观规律。随着社会生产力的发展，社会财富日益增加，火灾损失上升及火灾危害范围扩大的总趋势是客观规律。据联合国 “ 世界火灾统计中心 ” 提供的资料介绍，发生火灾的损失，美国不到 7 年翻一番，日本平均 16 年翻一番，中国平均 12 年翻一番。 全世界每天发生火灾 1 万多起，造成数百人死亡。近几年来，我国每年发生火灾约 4 万起，死 2000 多人，伤 3000 4000人，每年火灾造成的直
4、接财产损失 10 多亿元，尤其是造成几十人、几百人死亡的特大恶性火灾时有发生，给国家和人民群众的生命财产造成了巨大的损失。严峻的现实证明，火灾是当今世界上多发性灾害中发生频率较高的一种灾害，也是时空跨度最大的一种灾害。火灾的危害性具体体现在以下五个方面。 （ 1） 火灾会造成惨重的直接财产损失 （ 2） 火灾造成的间接财产损失更为严重 。 现代社会各行各业密切联系，牵一发而动全身 。一旦发生重、特大火灾，造成的间接财产损失之大，往往是直接财产损失的数十倍。 （ 3） 火灾会造成大量的人员伤亡 。 （ 4） 火灾会造成生态平衡的破坏 ， 据资料统计，我国年均森林火灾毁林面积达100 万公顷（我国
5、森林覆盖率仅为 13%，日本 60%），森林大面积减少，造成洪水泛滥。 （ 5） 火灾会造成不良的社会政治影响 。 然而很多火灾都是由于发现不及时导致了严重的后果，及早发现隐患对于后期的救灾具有至关重要的作用。于是烟雾传感器就应运而生了，而烟雾传感器以其独特的优势，在火灾报警和有害气体检测起到了至关重要 的作用。而基于烟雾传感器的火灾报警器也就顺应时代的要求产生了，他克服了很多的不确定性，大大减小了误报率，在实际生活中有很大的应用价值。 传感器技术及应用大作业 - 2 - 1.2 建筑物防灾现状 在建高层建筑的消防设施缺乏或不完善。由于在建高层建筑物本身的消防设施未建成或不完善，部分在建工地的
6、火灾自动报警系统尚未建立或不完善，使初期火情不易被察觉；部分虽有消防设施，但由于未接通水电，此时的消防设施只是“摆设”， 而且施工场地大多采用临时水源，水压不足，且大部分工地未设置消防水池；部分建筑工地没有配备消防器材或配备不足，切存放位置不明显 ,随意丢 放现象严重，施工周期长的工地灭火器材失效现象严重。 在建高层建筑内外可燃物质多。在建高层建筑外围的施工的脚手架和安全防护网大多用可燃材料做成；内部存放大量装饰、装修材料多为可燃易燃物品；施工人员临时搭建的仓库、食堂、工棚等，这些简易建筑大部分采用木材、竹子、油毡等可燃材料搭建，里面还存放大量施工人员的生活物品，这都增加了火灾的荷载。 在建高
7、层建筑内部情况复杂。工程在建过程中，建筑材料堆垛多，脚手架多，存放物多，物品杂乱无章；一些工地为了建筑工地、建筑材料的安全，在一些在建楼层内的通道、楼梯、库室设置临时的门、档板等障碍物，并且没有必要的安全出口指示标志，使人很难找到安全出口；但与此相反由于正在施工，楼梯间、电梯井等未做防火防烟处理，成为火势蔓延的途径。工地周边的各种建筑材料、垃圾堆积如山，严重堵塞消防通道，一旦发生火灾，这些都给人员疏散，官兵灭火救援带来极大的阻碍。 安全生产制度落实不严，电气设备设计不规范。笔者深入当地的多处在建高层建 筑工地中实地查看，从查看的情况看，虽然大部分工地的相关安全生产制度都能上墙公布，但抓落实不严
8、，安全生产管理松懈，管理人员消防安全意识淡薄，麻痹、侥幸心理严重，工地中电焊、电工等特种工操作人员缺乏专业培训。施工方为了赶进度，用人审查制度不严，不少特种工都没有特种行业许可证，属无证上岗，施工时操作不规范，违反安全生产制度现象时有发生。此外，由于施工现场用电量大，而建筑工地用电是临时性的，导致安装极不规范，电线私拉乱接、配电箱随意安装现象严重。由于电线移动频繁，致使绝缘层破损，易引起短路而引发火。这些都是在建 高层建筑实际存在但又容易被工人忽略的火灾隐患。 工人消防安全意识淡薄，生活用火用电隐患普遍。由于高层建筑工地施工用电、用气、用火量大，施工人员者大多为外来务工人员，消防安全意识淡薄，
9、消防安全素质偏低，私拉乱接电线、就地生火做饭、使用液化气、乱扔烟头等现象普遍，特别是冬季，有些施工人员甚至烧木材取暖。建筑内部设施一般达不到防火要求，临时布线过多、过乱，施工现场木料、模板、防护网、装修贴面材料、油漆、工人的生活物品等都是易燃、可燃物品多，如果生活用火用电稍有不慎，传感器技术及应用大作业 - 3 - 极易引发火灾。北京央视北配楼“ 2。 9”火灾正突出 反映了单位负责人及员工消防安全意识淡薄。 1.3 设计目的 为了能切实保障人 们 的生命安全及财产安全 不受火灾的影响，设计出一种能够在火灾刚刚发生时或者有可燃气体堆积引起的火灾隐患或人员安全时就能报警的装置，就能极大地减少不良
10、后果的发生。做到防患于未然。 报警器通过内部智能处理器感应离散光源、微小的烟粒和气雾来检测，一旦检测到烟雾，立刻通过一个内置的专用 IC 驱动电路和一个外部压电式换能器输出报警声，使人们及早得知火情，将火灾扑灭在萌芽状态。 传感器技术及应用大作业 - 4 - 第 2 章 原理分析 2.1 原理 本设计烟雾传感器采用 MQ-2，在可燃气体或烟雾中 MQ-2烟雾传感器的电阻会有相应的变化， MQ-2 气敏元件的结构和外形如图 1 所示由微型 AL2O3 陶瓷管、 SnO2 敏感层 ,测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢制成的腔体内，加热器为气敏元件提供了必要的工作条件。封装好的气敏元件
11、有只针状管脚，其中个用于信号取出，个用于提供加热电流。 图 1： MQ-2 实物图 由于当有烟雾或有害气体产生时引起传感器变化的是电阻所以用图 2 所示的驱动电路就可以将非电信号转换成电压。 H 两端接到电源的两 端起预热的作用。 图 2：典型应用电路 传感器技术及应用大作业 - 5 - 第 3 章 实现过程 当采集到电压后就可以用 ad 转换器将模拟量转换为数字量，显示出来。经过校准就可以准确的显示烟雾或者可燃气体的浓度。 图 3： protues 仿真图当前电压 2V 图 4： protues 仿真 调节活动变阻器模拟烟雾传感器检测到有害气体电压变小 传感器技术及应用大作业 - 6 - 心
12、得体会 通过这个设计使我对传感器有了根深层次的认识，了解到的传感器必须应用到实际中才能发挥它的作用，而不能只停留在理论研究的阶段。在这期间也发现了不少的问题，要真正完成好一个设计光会一方面的知识 是远远不够的，我们一定在大学期间多掌握些知识，无论是为了将来的就业还是自己创业都很有意义。 传感器技术及应用大作业 - 7 - 4 附录 单片机控制 ad 转换程序： #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit star=P26; sbit oe=P24; sbit eoc=P25; sbit d1=P20;
13、sbit d2=P21; sbit d3=P22; uchar code tab=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90; uchar code tab1=0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10;/小数点点亮 void delay(uint z) uint x,y; for(x=z;x0;x-) for(y=110;y0;y-); void main() uchar shi,getdate,ge,bai,qian,wan; P0=0; P2=0; P3=0; while(1) star=0; star=1; star=0; while(eoc=1); oe=1; getdate=P1; shi=getdate/51; bai=getdate%51; bai=bai*10; ge=bai/51; qian=bai%51; qian=qian*10; wan=qian/51; P0=tab1shi; d1=1;
