文档介绍：二氧化碳浓度监测系统设计
1前言
火灾自动报警系统,一般由火灾探测器、区域报警器和集中报警器组成;也可以根据工程的要求同各种灭火设施和通讯装置联动,以形成中心控制系统。即由自动报警、自动灭火、安全疏散诱导、系统过程显示、消防档案管理等组成一个完整的消防控制系统。火灾探测器是探测火灾的仪器,由于在火灾发生的阶段,将伴随产生烟雾、高温和火光。这些烟、气和光可以通过探测器转变为电信号报警或使自动灭火系统启动,及时扑灭火灾。区域报警器能将所在楼层之探测器发出的信号转换为声光报警,并在屏幕上显示出火灾的具体方位;同时还能监视若干位置的集中报警器输出信号或控制自动灭火系统。集中报警是将接收到的信号以声光方式显示出来,其屏幕上也具体显示出着火的方位,自动启动消防设施并迅速发出指示和向消防队报警。
二十多年前,中国的消防报警产品刚刚起步,无论产品技术含量、产品系列完整性、使用性,还是社会影响程度都是相当低的。可是中国企业抓住了机遇,顶住了挑战,先是一批国家的科研院所,后是一批国营企业、民营企业,业内也吸引和凝聚一大批国内的技术和管理精英,花了十多年时间,通过几次产品更新换代,就使自己的产品紧紧跟上了国际水平,这是典型的自力更生,走自己的路。当然目前而言,我们基本占据的是国内市场,对外还刚启动。
消防报警产品是一个系列产品,包括火灾探测设备、信息传输设备、报警分析控制器、消防控制联动,是物理传感技术、自动控制、计算机技术、数据传输和管理、智能楼宇等技术的综合集成,属于高新技术。依托中国多年的基本建设的发展,这个行业也得到发展,具备了和国外知名企业抗衡的能力。在目前中国许多冠名以高新技术的行业中,中国企业大多做的是下游的制造和服务,分取极少一部分的利润,象消防报警产品那样又拥有自我知识产权,又拥有大量市场的行业其实是很少的。
在消防报警产品的技术含量上,国内产品和国外产品差距不是很大,许多指标已经超越,存在的问题是:类似于国外消防报警产品的大批量规模化的生产才刚起步,有待于积累经验和技术;也因此在产品一致性和长期稳定性上有一些差距;国内正在形成权重的大型企业和集团,这样可以带领国内的各家企业去冲击海外市场,并最终占领海外的消防报警市场。
本论文以烟雾传感器,气敏传感器,感光探测器和51单片机技术为核心并与其他电子技术相结合, 设计出一种较好合理的火灾综合自动报警系统。选用的8051单片机,相对简单,成本较低。
以51单片机和MQ-2型半导体电阻式烟雾传感器为核心设计的烟雾报警器可实现声光报警、故障自诊断、浓度显示、报警限设置、延时报警及与上位机串口通信等功能。是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的烟雾报警器。具有一定的实用价值。
2总体方案设计

烟雾检测报警器以STC12C5410AD单片机为控制核心,采用MQ-2型电阻式半导体传感器采集烟雾信息。
首先,传感器送来的烟雾浓度对应的微小的电压信号经过放大,转化成较大的电压信号送入STC12C5410AD单片机;然后,在STC12C5410AD单片机内A/D转换、浓度比较,对数据进行线性化处理, 将数字化电压信号转化成为对应的十进制浓度值;最后,将实际可燃性气体浓度送入液晶,并判断浓度值是否超出报警限,当浓度处于正常状态绿灯长亮,当烟雾浓度超出设定的限定值时,发出声音报警并伴随红灯闪亮。

为适应家庭和工业等场所对可燃性易爆烟雾安全性要求,设计的可燃性烟雾报警仪应不仅能在较宽的温度范围工作,而且应具有显示可燃烟雾浓度、故障自检、延时报警功能及可接计算机进行现场远测和实时控制等功能。其目标是在传统的烟雾报警仪的基础上,尽量提高准确性,降低成本,缩小体积。-1所示。

传感器
放
大
电
路
A/D
转
换
单片机
状态指示灯
声音报警
串口通信
浓度显示
安全控制装置
-1 系统结构图
由于烟雾传感器需要在加热状态下工作,温度越高,反应越快,响应时间和恢复时间就越快。为提高响应时间,保证传感器准确地、稳定地工作,报警器需要向烟雾传感器持续输出一个5V的电压。为了保证其可靠性,在输出5V的电压的同时,进行故障监测。当传感器加热丝或电缆线和传感器断线或接触不良时,进行故障报警,发出声光报警信号。当然几种状态的报警信号是各不相同的。

现代火灾自动报警系统与传统火灾自动报警系统之间的区别主要在于探测器本身性能。由开关量探测器改为模拟量传感器的质的飞跃,将烟浓度、上升速率或其他感受参数以模拟值传给控制器,使系统确定火灾的数据处理能力和智能化程度大为增加,减少了误报警的概率。区别之二