MSP430F149的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

摘要：以單片機(jī)MSP430F149 為主控芯片，設(shè)計(jì)出一款高精度、高集成度、超低功耗的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。以環(huán)境溫度、煙霧濃度作為判斷火災(zāi)的依據(jù)，完成了對(duì)火災(zāi)的預(yù)警。主要由單片機(jī)控制模塊、時(shí)鐘模塊、煙霧濃度測量模塊、DS18B20 溫度測量模塊、聲光報(bào)警模塊、1602液晶顯示模塊和電源構(gòu)成。并且該系統(tǒng)以MSP430F149 為下位機(jī)，完成數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理以及對(duì)現(xiàn)場裝置的控制，以 PC 機(jī)為上位機(jī)，完成各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理和對(duì)單片機(jī)的控制。設(shè)計(jì)的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)具有較高的可靠性、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確度高，對(duì)不同類型的火災(zāi)都具有較高的靈敏度，達(dá)到了降低誤報(bào)率的目的。

　　引言

　　火災(zāi)嚴(yán)重威脅著人類的生命財(cái)產(chǎn)安全，每年我國由火災(zāi)引起的災(zāi)難數(shù)不勝數(shù)，然而，準(zhǔn)確、及時(shí)的對(duì)火災(zāi)進(jìn)行預(yù)測已成為迫在眉睫的事情。目前，火災(zāi)探測技術(shù)是預(yù)防火災(zāi)發(fā)生的最有效的手段，根據(jù)火災(zāi)發(fā)生初期的跡象來判斷并進(jìn)行預(yù)測，從而使人們?cè)诘谝粫r(shí)間對(duì)這些跡象進(jìn)行處理，有效的減少了火災(zāi)的發(fā)生。

　　普通可燃物燃燒的表現(xiàn)形式是：首先產(chǎn)生燃燒氣體和煙霧，在氧氣供應(yīng)充足的條件下才能達(dá)到完全燃燒，產(chǎn)生火焰并發(fā)出一些可見光與不可見光，同時(shí)釋放大量的熱，使得環(huán)境溫度升高。普通可燃物由初起陰燃階段開始，到火焰燃燒、火勢漸大，最終釀成火災(zāi)的起火過程。在該系統(tǒng)中我們以環(huán)境溫度、煙霧濃度作為判斷火災(zāi)的依據(jù)。

　　傳統(tǒng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)有結(jié)構(gòu)簡單、準(zhǔn)確度低、存在誤報(bào)和漏報(bào)等問題，針對(duì)智能建筑中火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)這些問題，本文設(shè)計(jì)了基于MSP430F149 的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有較高的可靠性、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確度高。

　　1 硬件電路設(shè)計(jì)

　　該系統(tǒng)以單片機(jī)MSP430F149 為核心，以環(huán)境溫度、煙霧濃度作為判斷火災(zāi)的依據(jù)，完成了對(duì)火災(zāi)的預(yù)警。主要由單片機(jī)控制模塊、時(shí)鐘模塊、煙霧濃度測量模塊、DS18B20 溫度測量模塊、聲光報(bào)警模塊、1602 液晶顯示模塊和電源構(gòu)成。

　　圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

　　1.1 單片機(jī)微處理器

　　MSP430F149 是一種16 位的單片機(jī)，它具有集成度高，外圍設(shè)備豐富、超低功耗等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。內(nèi)部集成有8 路12 位A/D 轉(zhuǎn)換器、片內(nèi)看門狗定時(shí)器、一個(gè)硬件乘法器以及48 個(gè)I/O 引腳。

　　1.2 溫度測量模塊

　　設(shè)計(jì)中采用支持“一線總線”接口、抗干擾性強(qiáng)、外部電路簡單、精確度高的DS18B20溫度傳感器對(duì)溫度的實(shí)時(shí)測量。其中，DS18B20 管腳2 即DQ 接在MSP430F149 的P2.0 管腳，如圖所示。

　　圖2 溫度測量

　　1.3 聲光報(bào)警模塊

　　蜂鳴器在微處理器判斷為火災(zāi)時(shí)發(fā)出報(bào)警指示音。由于單片機(jī)的I/O 口驅(qū)動(dòng)能力有限，選用PNP型晶體管2N5401 組成晶體管驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)壓電式蜂鳴器。

　　圖3 聲光報(bào)警模塊圖