发布时间 : 星期日 文章基于单片机的火灾防盗监控系统的设计与仿真_毕业设计(论文)更新完毕开始阅读eefe731e2e60ddccda38376baf1ffc4ffe47e2bd
探测头通过气体传感器对气体样品进行调理，通常包括滤除杂质和干扰气体、干燥或制冷处理仪表显示部分。根据测量对象与测量环境、灵敏度、响应特性、线性范围我选用TGS202气体传感器作为本火灾探测的气体传感器，火灾中气体烟雾主要是CO2和CO，TGS202气体传感器能探测CO2，CO，甲烷，煤气等多种气体，它灵敏度高，稳定性好，适合于火灾中气体的探测。如上图所示，当TGS202探测到CO2或CO时，传感器的内阻变小，VA迅速上升。选择适当的电阻阻值，使得当气体浓度达到一定程度（如CO浓度达到0.06﹪）时，VA端获得适当的电压（设为3V）。图3.2 为TGS202检测电路。
图3.2 TGS202检测电路
3.1.3 温度传感器的选择
DS18B20数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，如管道式，螺纹式，磁铁吸附式，不锈钢封装式，型号多种多样，有LTM8877，LTM8874等等。主要根据应用场合的不同而改变其外观。封装后的DS18B20可用于电缆沟测温，高炉水循环测温，锅炉测温，机房测温，农业大棚测温，洁净室测温，弹药库测温等各种非极限温度场合。耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。
DS18B20采用一线通信接口。因为一线通信接口，必须在先完成ROM设定，否则记忆和控制功能将无法使用。主要首先提供以下功能命令之一：
（1）读ROM；
（2）ROM匹配； （3）搜索ROM； （4）跳过ROM； （5）报警检查。
若指令成功地使DS18B20完成温度测量，数据存储在DS18B20的存储器。一个控制功能指挥指示DS18B20的演出测温。测量结果将被放置在DS18B20内存中，并可以让阅读发出记忆功能的指挥，阅读内容的片上存储器。温度报警触发器TH和TL都有一字节EEPROM 的数据。如果DS18B20不使用报警检查指令，这些寄存器可作为一般的用户记忆用途。在片上还载有配置字节以理想的解决温度数字转换。写TH,TL指令以及配置字节利用一个记忆功能的指令完成。通过缓存器读寄存器。所有数据的读，写都是从最低位开始。DS18B20封装如图3.3所示：
图3.3 DS18B20封装图
3.1.4 无线通信模块芯片的选择
本文选用nrf24L01作为门控系统的无线通信模块，nrf24L01是由NORDIC生产的工作在2.4GHz—2.5GHz的ISM 频段的单片无线收发器芯片。无线收发器包括：频率发生器、增强型―SchockBurst‖模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器和解调器。输出功率频道选择和协议的设置可以通过SPI 接口进行设置。几乎可以连接到各种单片机芯片，并完成无线数据传送工作。
极低的电流消耗：当工作在发射模式下发射功率为0dBm 时电流消耗为11.3mA ，接收模式时为12.3mA，掉电模式和待机模式下电流消耗更低。
NRF24L01主要有以下一系列优点： 小体积，QFN20 4x4mm封装
宽电压工作范围，1.9V~3.6V，输入引脚可承受5V电压输入 (1)工作温度范围，-40℃～+80℃ (2)工作频率范围，2.400GHz～2.525GHz
(3)发射功率可选择为0dBm、-6dBm、-12dBm和-18dBm (4)数据传输速率支持1Mbps、2Mbps[2]
(5)低功耗设计，接收时工作电流12.3mA，0dBm功率发射时
11.3mA，掉电模式时仅为900nA
(6)126个通讯通道，6个数据通道，满足多点通讯和调频需要 (7)增强型―ShockBurst‖工作模式，硬件的CRC校验和点对多点的地址
控制
(8)数据包每次可传输1～32Byte的数据
(9)4线SPI通讯端口，通讯速率最高可达8Mbps，适合与各种MCU连
接，编程简单
(10)可通过软件设置工作频率、通讯地址、传输速率和数据包长度 (11)MCU可通过IRQ引脚快判断是否完成数据接收和数据发送 3.1.5 A/D转换芯片的选择
TLC549是 TI公司生产的一种低价位、高性能的8位 A/D转换器，它以8位开关电容逐次逼近的方法实现 A/D转换，其转换速度小于 17us，最大转换速率为 40000HZ，4MHZ典型内部系统时钟，电源为 3V至 6V。它能方便地采用三线串行接口方式与各种微处理器连接，构成各种廉价的测控应用系统。图3.4是TLC549的引脚图。
图3.4 TLC549的引脚图
3.1.6 键盘输入模块芯片选择
本系统的门控密码输入部分采用HD7279(A)加64个独立按键构成的键盘电路。HD7279(A)是一片具有串行接口的，可同时驱动8位共阴式数码管(或64只独立LED)的智能显示驱动芯片，该芯片同时还可连接多达64键的键盘矩阵[15]。
HD7279内部含有译码器，可直接接受16进制码，HD7279A还同时具有2种译码方式，HD7279(A)还具有多种控制指令，如消隐、闪烁、左移、右移、段寻址等。其特点如下： (1)串行接口
(2)各位独立控制译码/不译码及消隐和闪烁属性 (3)(循环)左移/(循环)右移指令
(4)具有段寻址指令，方便控制独立LED (5)64键键盘控制器，内含去抖动电路
图3.5 HD7279引脚图
3.2 系统各功能子模块设计 3.2.1 电源模块
我所用的电源是输出7V的锂电池，而本文中涉及到的电路中的电压，一个是给USB接口供电的5V，另一个是给单片机供电的5V，所以选择AMS1117来进行电压调节。