烟雾检测的火灾自动探测报警系统设计
接收控制部分的结构图如图3所示。此部分主要实现信号的接收和报警功能。nRF401从PCB天线上接收到调频信号时，单片机置TXEN端为低电平，功率放大器被关断从而进入接收状态。调频信号依次经低噪声放大器放大，经混频器变成中频(其作用是抵消本机发送器与接收器之间的高频干扰)，再经带通滤波器滤波和调制器解调后，成为数据输出。这时单片机切换到发射模式，回送握手信号，nRF401把得到的数据输送给单片机，经处理后利用P0(段码)和P1(位码)口采用动态显示输出到两位数码管上显示(火情来源地信息：房间编号)，同时驱动报警器报警。相比检测发射端电路，接收控制端电路更简单。各引脚接线方式两者基本相同，只是软件实现稍有不同。接收控制端电路可直接采用多位LED显示，不用扩展任何接口。
3 系统硬件设计
整个系统可以分为两个模块：检测发射模块和接收控制模块。检测发射模块又可分为检测部分(包括声光报警及启动灭火装置)、单片机控制部分以及射频发射部分；而接收控制模块又可以分为接收部分、单片机处理部分、声光报警部分和显示部分。
3．1 单片机外围电路
本系统中，单片机的主要功能是进行外部器件的控制与报警，在数据处理方面主要是以中断方式进行数据的串行传输。在整个系统中它是控制核心，在检测发射端和接收控制端都必须用到。本系统选用一种带4 KB闪烁可编程可擦除，高性能CMOS八位微处理器AT89C51作为控制器件。检测发射端单片机控制部分硬件电路包括看门狗复位电路、晶振电路，以及手动报警按钮等附属单片机电路。P1．0口连接了手动报警按钮，只要有人提前发现火灾，不用等待系统自动报警，可以直接按下此报警按钮进行报警。单片机的其他接口连接发射芯片nRF401部分的电路。单片机在此电路中的作用主要是完成一些数据的接收，通过外部中断1(INT1)检测系统是否发生火灾，并且随时接收外部直接报警按钮的输入信号，一旦有火灾发生(即外部中断1有中断)和P1．0口为低电平，则通过串口传送到接收端。在接收控制端也用单片机进行数据处理和报警，电路的结构基本相似，包括看门狗复位电路、晶振电路，以及2位数码管显示部分和报警模块。其功能主要是完成数据的接收、报警和显示。
3．2 检测报警电路
由MC14468构成的烟雾检测报警电路如图4所示。MC14468的1脚(检测输出端)直接连接单片机的中断口。当检测到烟雾时，其输出的高电平通过中断控制单片机内部定时器T0工作，定时90 ms，T0溢出中断，进入中断服务程序，通过串口发送数据(房间号或之前对该系统设置的有意义编码)给单片射频收发器nRF401。
MC14468自身的100 mV的滞后电压会防止其他外界因素(如飞虫)造成的误报警，辅以单片机产生90 ms的延时，更能提高系统的可靠性。 nRF401的串行口直接和单片机的串行口连接(DIN接TXD，DOUT接RXD)，TXEN端的高／低电平由软件设置，可实现nRF401发射模式与接收模式之间的相互切换。当需要发射数据时，由晶振电路产生的4 MHz频率作为其内部锁相环的基准频率，经锁相环和压控振荡器进行N倍频后，最后经功率放大器放大后从PCB天线上发射出去。该装置采用9 V叠层电池供电，其中Rt和Ct分别为振荡电阻和振荡电容。LED采用高亮度发光二极管，R1为限流电阻。T2为压电陶瓷蜂鸣器(或压电扬声器)。T1为离子源，采用镅241，其放射性强度低至0．8μCi(即0．8微居里)，不会对人体造成伤害，也不会污染环境。R4和R5为分压电阻。在此系统中MC14468的第2脚(I／O)接有继电器，这是为自动启动灭火装置而设计的。只要烟雾传感器检测到烟雾，不但可以给单片机提供中断信号，而且能够自动通过继电器启动灭火的设备(此灭火设备可以是水龙头开关等，具体视实际情况而定)。
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