工廠原料車間的氣體報警控制系統(tǒng)的設(shè)計

河北理工大學(xué)信息學(xué)院 摘要 1緒論1.1研究背景和目的隨著20世紀(jì)的發(fā)展，微型計算機(jī)控制技術(shù)的出現(xiàn)，我國的工廠生產(chǎn)線設(shè)備控制技術(shù)也有了新的迭代，不論是傳統(tǒng)的機(jī)械式生產(chǎn)線還是現(xiàn)代化的智能生產(chǎn)線，都無法跳過原料的存儲，工廠的原料儲存量是生產(chǎn)能力的核心表現(xiàn)，這對于任何工廠來說都是至關(guān)重要的。原料存儲車間是工廠原料的供給來源，有序、可靠的存儲可以有效的提升工廠的生產(chǎn)效率，隨之而來的是工廠原料車間的安全問題，這是原料存儲過程中非常重要的一步，強(qiáng)化安全措施是非常有必要的，在眾多車間安全事故中，火災(zāi)占比是比較多的，眾所周知，火災(zāi)的發(fā)生，對人身安全及財產(chǎn)安全都具有威脅，而且火災(zāi)產(chǎn)生的煙霧也是極具危險性的，煙霧中會有有毒的物質(zhì)，導(dǎo)致人體呼吸系統(tǒng)受損，嚴(yán)重的還會威脅生命，另外周圍的環(huán)境也會受到影響，比如空氣污染，氣候改變等。因此需要加強(qiáng)對火災(zāi)煙霧的預(yù)防，防止發(fā)生火災(zāi)的可能性是有必要的。工廠車間的安全管理，除了防止火災(zāi)煙霧的產(chǎn)生，也需要避免一些其他有毒、可燃?xì)怏w泄露造成的損害及損失，由此可見，設(shè)計出一款工廠原料車間氣體報警控制系統(tǒng)是非常有必要的，它對于工廠車間的重要性不容忽視，可以及早的發(fā)現(xiàn)危險因素，從而防止一些可能發(fā)生的危險情況，有效的保證工作人員的安全，減少原料財產(chǎn)的損失，繼而減少事故的發(fā)生，報警系統(tǒng)可以有效的監(jiān)測車間的溫度、氣體濃度等環(huán)境因素，從而保證車間的安全。1.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀隨著生產(chǎn)技術(shù)的提升，工廠車間的數(shù)量也急劇上升，對于車間的氣體報警系統(tǒng)也是有一定的發(fā)展。工廠氣體環(huán)境報警系統(tǒng)最初是在20世紀(jì)60年代的時候開始發(fā)展的，那個時候正處于科技發(fā)展的爆發(fā)期，制藥行業(yè)、化工行業(yè)等都開始快速發(fā)展，于是有工廠氣體環(huán)境報警系統(tǒng)也逐漸的進(jìn)入了人們的視野。后來隨著生產(chǎn)的需求越來越高，工廠氣體環(huán)境報警系統(tǒng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足所需要的及時需求。20世紀(jì)70年代，工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)的技術(shù)得到了進(jìn)一步的提升，采用了數(shù)字化技術(shù)，提高了監(jiān)測的準(zhǔn)確性和可靠性，系統(tǒng)采用斷電自恢復(fù)，自動控制排風(fēng)等新技術(shù)，使得工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)全天候運(yùn)行，保證了化工、制藥等行業(yè)的生產(chǎn)安全。21世紀(jì)以來，有害氣體濃度檢測報警系統(tǒng)進(jìn)一步融合了新型的無線通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了更加智能化的監(jiān)測和報警功能。同時，有害氣體濃度檢測報警系統(tǒng)也應(yīng)用于更廣泛的場合，如地鐵、商場、學(xué)校等。新一代的有害氣體濃度檢測報警系統(tǒng)不僅可以檢測有害氣體，還可以檢測到有害的有氧氣體，如一氧化碳、二氧化碳等，在這種人員密集度更高的場合，能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測到有害氣體超標(biāo)時啟動自動排風(fēng)功能，有效的保證了這些場合的安全，也為相關(guān)的行業(yè)提供了良好的安全保障。1.3.研究內(nèi)容根據(jù)上文對工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)的發(fā)展與迭代的描述得知，合理的使用新時代的檢測與控制技術(shù)可以讓整個控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性以及穩(wěn)定性大大提高。由此可見，利用當(dāng)下發(fā)展的非常完備的微控制器單元微型控制器技術(shù)以及當(dāng)下檢測精度極高的傳感器技術(shù)設(shè)計并制作出一款工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)是非常有必要的。通過筆者對微控制器單元的核心控制技術(shù)的深度了解與學(xué)習(xí)，以及對各種類型傳感器資料的查閱與分析，為本工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)制定了如下設(shè)計思路。在設(shè)計的開始我們應(yīng)先對工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)的實(shí)際工作場景進(jìn)行了解和分析，本系統(tǒng)主要用于對工廠車間環(huán)境的長期監(jiān)測，要保證監(jiān)測的穩(wěn)定性以及監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。通過對實(shí)際工作場景的分析可以確定，本設(shè)計需要一款可以穩(wěn)定運(yùn)行的微控制器單元作為控制單元，并且需要一款檢測精度較高的傳感器作為模擬量信息采集單元。本工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)應(yīng)二十四小時不間斷開啟，傳感器實(shí)時監(jiān)測環(huán)境信息，當(dāng)煙霧傳感器監(jiān)測到有害氣體的濃度超標(biāo)時，收集到的模擬量通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器向微控制器單元發(fā)送數(shù)字信號，微控制器單元通過繼電器控制風(fēng)機(jī)的啟動，進(jìn)而將有害氣體排除工廠的原料車間；如果當(dāng)溫度傳感器監(jiān)測到溫度值超標(biāo)的同時時，煙霧傳感器也監(jiān)測到有害氣體濃度超標(biāo)，此時微控制器單元應(yīng)該通過繼電器控制風(fēng)機(jī)和水泵同時啟動，以達(dá)到滅火和凈化空氣的目的。2功能與設(shè)計方案2.1系統(tǒng)的功能要求通過對工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)研究的背景調(diào)查以及對其發(fā)展現(xiàn)狀的查閱，現(xiàn)已對工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)的用處和設(shè)計方向有了大致的思路，本課題設(shè)計預(yù)計將實(shí)現(xiàn)以下兩個功能：（1）一般情況下，在工廠中所存放的原料有可能是化學(xué)制劑或是有污染的東西，當(dāng)這種產(chǎn)品燃燒或遇到特殊情況的時候，會出現(xiàn)有毒性的刺激性的氣體，對人體造成危害，所以本系統(tǒng)預(yù)計使用一個煙霧傳感器，用來檢測可燃?xì)怏w的擴(kuò)散，當(dāng)煙霧傳感器檢測到有可燃?xì)怏w出現(xiàn)的時候，報警器將發(fā)出警報聲，并且同時啟用風(fēng)機(jī)把這些氣體排出車間。（2）還有一種情況就是很多工廠存放的原料都屬于易燃易爆的產(chǎn)品原料，為防止由于泄露等問題導(dǎo)致有重大火災(zāi)的發(fā)生，我們將在系統(tǒng)中設(shè)設(shè)置一個溫度傳感器，當(dāng)溫度傳感器所檢測到的溫度超出設(shè)定的閾值，并且同時煙霧傳感器檢測到有害氣體超標(biāo)的時候，系統(tǒng)將判斷為發(fā)生了火情，警報器響起，本系統(tǒng)將會立即啟用水泵進(jìn)行滅火。本工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)的設(shè)計目的是出于對現(xiàn)實(shí)生活中的工廠原料存儲車間的實(shí)際情況而設(shè)計的，合理的運(yùn)用本工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)可以有效的杜絕火災(zāi)的大面積蔓延以及減少有害氣體泄露對人體的傷害，是一款實(shí)用性非常高的只能控制系統(tǒng)。2.2系統(tǒng)設(shè)計方案工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)作為一個非常重要的安全設(shè)備，必須經(jīng)過嚴(yán)格的檢測和認(rèn)可，它常被應(yīng)用在工廠、化工廠、石化廠等易有毒氣體泄露的場所。當(dāng)有毒氣體泄露時，這個設(shè)備可以及時的發(fā)出警報并且采取可行性的措施，以避免工作人員受到傷害和大面積的事故。本設(shè)計方案基于目前市場上已有的產(chǎn)品技術(shù)，考慮到有毒氣體泄露以及火災(zāi)等危險事件產(chǎn)生的原因和應(yīng)急需求，設(shè)計了一個滿足需求的系統(tǒng)方案，并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場景給出了較為詳細(xì)的解決方案。本設(shè)計將利用微控制器單元作為本控制系統(tǒng)的核心控制單元，對傳感器環(huán)境采集電路、繼電器電路、顯示電路等硬件模塊作出控制和信息的交互傳遞，將傳感器采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿⒖刂破鲉卧衔粰C(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和處理。本工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)所使用的電源模塊為5V的輸入電壓，5V的電壓可以安全并且穩(wěn)定的為本系統(tǒng)提供電力傳輸；利用微控制器單元作為本工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)的核心微控制器單元，它可以實(shí)現(xiàn)對傳感器所測量的信號的監(jiān)控與分析；利用煙霧傳感器檢測有毒氣體或可燃?xì)怏w的泄露，當(dāng)空氣中的有害氣體濃度達(dá)到管理員所設(shè)定的閾值時，微控制器單元將發(fā)出一個高電平信號驅(qū)動繼電器，進(jìn)而控制風(fēng)機(jī)啟動，使用風(fēng)機(jī)將這些有害氣體清理出去；利用溫度傳感器檢測廠房內(nèi)的實(shí)時溫度，當(dāng)系統(tǒng)檢測到溫度高出預(yù)設(shè)的閾值，并且同時檢測到的煙霧濃度也超標(biāo)時，微控制器單元將對此時的狀態(tài)判定為產(chǎn)生了火情，并利用繼電器控制風(fēng)機(jī)和水泵，達(dá)到滅火和清理煙霧的效果。本工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)所涉及到的硬件模塊的工作關(guān)系流程框圖如圖所示2.1所示。圖2.1系統(tǒng)硬件模塊工作框圖結(jié)合硬件模塊的工作關(guān)系流程框圖，做出了下面的詳細(xì)介紹：微控制器單元（Microcontroller）微控制器單元是一種集成電路，包含了處理器、存儲器和外設(shè)接口等多種功能模塊。它可以完成各種控制、測量、計算、存儲等任務(wù)，廣泛應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)、智能家居、汽車電子、工業(yè)自動化等領(lǐng)域。微控制器單元體積小、功耗低、性能高，能夠根據(jù)程序計算實(shí)現(xiàn)各種控制功能。微控制器單元有著很高的可編程性和靈活性，可以通過編程實(shí)現(xiàn)不同的功能和處理需求。目前，市面上常見的微控制器單元品牌有Atmel、ST、NXP、TI等，常見的微控制器單元型號有STC微控制器單元、AVR微控制器單元、STM32微控制器單元、PIC微控制器單元等。（2）電源模塊是系統(tǒng)中非常重要的組成部分。它主要負(fù)責(zé)將外部電源轉(zhuǎn)換為內(nèi)部電源，以滿足系統(tǒng)中各個電路的電力需求。電源模塊的輸出電壓和電流應(yīng)該與系統(tǒng)中各個電路的工作電壓和電流需求匹配，以避免過載、欠載或電壓不穩(wěn)等問題。電源模塊也可以提供額外的保護(hù)功能，例如過壓保護(hù)、過流保護(hù)、過熱保護(hù)等，在保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作的同時保護(hù)各個電路不被損壞。（3）利用按鍵模塊接收用戶按下按鈕等操作，將操作信息傳遞給控制器，讓控制器進(jìn)行相應(yīng)的處理，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的功能。通過按鍵模塊，用戶可以更加便捷地控制電子產(chǎn)品，提高產(chǎn)品的易用性。在本系統(tǒng)中主要用于設(shè)定溫度、煙霧濃度的報警閾值。（4）煙霧傳感器是一種能夠監(jiān)測氣體濃度的電子元件，它可以及時發(fā)現(xiàn)異情并觸發(fā)報警裝置，從而保護(hù)人們生命財產(chǎn)安全。在現(xiàn)代智能家居系統(tǒng)中，也可以將煙霧傳感器與其他智能設(shè)備聯(lián)動，如開啟緊急通風(fēng)系統(tǒng)、關(guān)閉燃?xì)夤艿赖?，以進(jìn)一步提高安全性。因此，煙霧傳感器在系統(tǒng)中不可或缺，是保障家庭和生產(chǎn)安全的重要組成部分。（5）溫度傳感器可以感知環(huán)境溫度，將溫度轉(zhuǎn)換成電信號傳送到核心控制器中。溫度傳感器可以用于自動控制系統(tǒng)，對環(huán)境溫度進(jìn)行監(jiān)測和控制，實(shí)現(xiàn)環(huán)境的智能化控制。在本系統(tǒng)中主要是通過配合煙霧傳感器采集的信號來檢測火災(zāi)的發(fā)生。（6）顯示模塊可以將系統(tǒng)收集到的信息以可視化的形式呈現(xiàn)給用戶，使用戶可以更直觀地了解系統(tǒng)的狀態(tài)，同時也可以顯示系統(tǒng)開關(guān)狀態(tài)和智能設(shè)備控制界面，方便用戶進(jìn)行控制和調(diào)整。在本系統(tǒng)中顯示模塊主要呈現(xiàn)的信息是工廠內(nèi)當(dāng)前的溫度值和煙霧濃度值。（7）繼電器是一種電氣控制設(shè)備，它具有在一個電路中打開或關(guān)閉其他電路的能力。它通常由一些線圈，控制電路和開關(guān)電路組成，當(dāng)通電時，線圈會產(chǎn)生磁場，使得開關(guān)電路中的接點(diǎn)打開或關(guān)閉，繼電器廣泛的應(yīng)用于自動化系統(tǒng)，在本系統(tǒng)中通過繼電器的控制能力實(shí)現(xiàn)了微控制器單元對風(fēng)機(jī)和水泵的間接控制，同時也變相的保護(hù)了控制電路。2.3器件方案對比經(jīng)過對本工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)硬件方面工作原理的簡單介紹，奠定并且確定了本系統(tǒng)的可實(shí)現(xiàn)性。為了讓本工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)運(yùn)行的更穩(wěn)定、更可靠，下面將對硬件部分的一些元器件進(jìn)行型號的選擇，以保證本系統(tǒng)的實(shí)際工作場景的表現(xiàn)更加優(yōu)秀。2.3.1微型控制器單元的選擇方案一：AT89C51微控制器單元AT89C51是一款8位CMOS微控制器，采用微控制器單元技術(shù)，內(nèi)部集成有4K字的可編程Flash存儲器、128個I/O口，可編程的定時器/計數(shù)器、串行口，以及兩個16位定時/計數(shù)器。AT89C51可以用于模擬控制、控制、數(shù)據(jù)采集和處理等應(yīng)用場合，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制任務(wù)，是一款通用、穩(wěn)定、可靠的微控制器單元。方案2：STC89C52微控制器單元AT89C52微控制器單元是一款8位RISC微控制器，采用了精簡指令集結(jié)構(gòu)（RISC），集成了重要的特性，如4K字的可編程閃存，256字的可編程RAM，32I/O管腳，兩個16位定時器，兩個8位定時器/計數(shù)器，串行通信接口，中斷控制器等，具有強(qiáng)大的功能和性能。AT89C52微控制器單元可廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制，家用電器控制，汽車電子，智能家居，智能控制，智能儀表，智能玩具等領(lǐng)域。通過對上述兩種系列的微控制器單元資料的查閱和學(xué)習(xí)，筆者認(rèn)為上述這兩種微控制器單元的區(qū)別并不大，但結(jié)合了本工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)的實(shí)際使用場景后，發(fā)現(xiàn)本系統(tǒng)需要長時間不間斷的運(yùn)行，需要微型控制器具有穩(wěn)定的控制能力，最終本工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)選擇了控制能力較強(qiáng)且Flash存儲能力更大、I/O口、定時/計數(shù)器更多的STC89C51微型控制器單元作為本系統(tǒng)的中心元器件。2.3.2煙霧傳感器的選擇方案一：MQ-309A煙霧傳感器MQ-309A煙霧傳感器是一款高靈敏度的氣體傳感器，它可以檢測空氣中的煙霧濃度，當(dāng)煙霧濃度超過一定的閾值時，它可以通過發(fā)出報警信號來提醒用戶。它的特點(diǎn)是體積小，重量輕，靈敏度高，抗干擾能力強(qiáng)，耐壓高，可靠性好，使用壽命長，操作簡單等，MQ-309A煙霧傳感器是一種新型的煙霧監(jiān)測傳感器，多用于家庭新風(fēng)系統(tǒng)。方案二：MQ-2煙霧傳感器MQ-2煙霧傳感器是一種常用的電子元件，它可以檢測空氣中的煙霧濃度。該傳感器由一個可燃?xì)怏w傳感器和一個可變電阻組成，可以測量空氣中的煙霧濃度。當(dāng)煙霧濃度超過設(shè)定的閾值時，傳感器會產(chǎn)生一個信號，以觸發(fā)一個報警裝置。MQ-2煙霧傳感器通常用于工業(yè)或商業(yè)環(huán)境中的火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，以及煙霧檢測系統(tǒng)。經(jīng)過對兩種電機(jī)驅(qū)動芯片的多維度分析，筆者認(rèn)為MQ-309A煙霧傳感器似乎更像MQ-2煙霧傳感器的升級版本，它在集成度方面的表現(xiàn)更為優(yōu)越，不過MQ-2煙霧傳感器和MQ-309A煙霧傳感器的其他參數(shù)和功能基本一致，都非常適合本工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)中的有害氣體監(jiān)測的使用，但考慮到性價比的問題，最終選擇了價格相對便宜的MQ-2煙霧傳感器，把設(shè)計成本控制到最低。2.2.3溫度傳感器的選擇方案一：MLX90614溫度傳感器MLX90614是一款高性能的非接觸式紅外溫度傳感器，具有良好的精度、范圍寬度及快速響應(yīng)時間。它可以準(zhǔn)確測量被測物體的表面溫度，并可以根據(jù)環(huán)境溫度進(jìn)行補(bǔ)償，以提高測量精度。它還可用于表面熱慣性測量，以檢測正常、超溫或過熱狀態(tài)。MLX90614可以直接連接到常用的I2C接口，使用起來簡單方便。方案二：DS18B20溫度傳感器DS18B20溫度傳感器是一款常用的數(shù)字溫度傳感器，它可以測量溫度范圍從-55°C到125°C的環(huán)境溫度。它可以接受一條九根線纜，每條線纜都有一個唯一的ID，可以支持多個傳感器在同一個系統(tǒng)上工作，它還支持1-Wire接口，可以通過電路和電源實(shí)現(xiàn)，也可以使用數(shù)字接口和并行接口，支持多種數(shù)字處理器，如ARM、AVR等，可以在各種應(yīng)用中使用，如溫度控制、家庭自動化、工業(yè)控制等。DS18B20溫度傳感器比MLX90614溫度傳感器的測量范圍更大、速度更快、更容易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離測試，并且前者比后者擁有者更低的成本。DS18B20可以測量低至-55°C到+125°C的溫度范圍，而MLX90614只能測量-40°C到+125°C的溫度范圍。此外，DS18B20測量溫度的速度比MLX90614要快，可以在15毫秒內(nèi)完成一次溫度測量，而MLX90614需要至少50毫秒才能完成一次測量，綜上所述最終本工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)選擇了DS18B20溫度傳感器，它能穩(wěn)定的為本系統(tǒng)提供溫度的測量。2.2.4顯示器模塊的選擇方案一：LCD1602顯示器模塊LCD1602顯示器是一款常用的數(shù)字顯示器，它具有良好的可靠性，操作簡單方便，功耗低，適用范圍廣，維護(hù)方便等優(yōu)勢，且可以顯示英文、數(shù)字和中文等多種語言。此外，它的尺寸小巧，使用它可以節(jié)省空間，可以把它安裝在任何空間，同時它的顯示效果也非常清晰，可以滿足大部分用戶的需求，是一款非常實(shí)用的數(shù)字顯示器。方案二：LCD0240C顯示器模塊LCD0240C顯示器是一款多項(xiàng)功能的可視化顯示器，具有顯示清晰、操作簡單、低耗電等優(yōu)點(diǎn)。它支持多種字符顯示，支持單色、雙色和多色顯示，可以顯示文本和圖像，支持中文、英文、日文等多語言輸入，并具有定時、時鐘、溫度和濕度顯示等功能。LCD0240C顯示器還具有豐富的接口，可以支持RS-232、USB、RS-485等多種接口，可以滿足不同的用戶需求。經(jīng)過對LCD0240C顯示器模塊和LCD1602顯示器模塊說明書的詳細(xì)翻閱，筆者發(fā)現(xiàn)LCD1602比LCD0240C的顯示更清晰，更容易識別，因?yàn)樗?6x2的像素點(diǎn)，而LCD0240C只有8x2的像素點(diǎn)；另外LCD1602顯示器也更加耐用，它的壽命可以達(dá)到50K小時，而LCD0240C只有20K小時；LCD1602還支持更大的字體和更高的亮度，擁有更高的分辨率，可以更清晰地顯示文本和圖形。綜合實(shí)際使用情況的考慮，最終本工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)選取了DS18B20溫度傳感器，它可以在工廠車間這種半開放的使用場景更穩(wěn)定的工作。3系統(tǒng)的硬件設(shè)計3系統(tǒng)的硬件設(shè)計3.1STC89C51微控制器單元STC89C51是一款基于MCS-51架構(gòu)的微控制器單元，由STC微電子公司生產(chǎn)。它具有很高的性價比，并廣泛應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)中。STC89C51微控制器單元內(nèi)部電路主要分為以下幾個模塊：

（1）中央處理器CPUCPU是STC89C51微控制器單元的核心部件，它實(shí)現(xiàn)了指令的解碼、執(zhí)行、計算、比較和控制等功能。存儲器STC89C51微控制器單元內(nèi)置了8KB的閃存程序存儲器，其中4KB的程序空間被用作內(nèi)置ISP下載器的代碼存儲器，另外4KB則可用于用戶程序的存儲。此外，STC89C51微控制器單元還支持外部程序存儲器的擴(kuò)展。定時器STC89C51微控制器單元內(nèi)部集成了3個定時器，分別是Timer0、Timer1和Timer2，它們可以被程序編程為不同的工作模式和計數(shù)器位數(shù)。串行接口STC89C51微控制器單元支持串行通信接口，包括一個UART和兩個SPI接口。UART可用于實(shí)現(xiàn)異步通信，SPI接口可用于連接外部設(shè)備，如EEPROM、DAC、ADC等。數(shù)據(jù)存儲器STC89C51微控制器單元內(nèi)部還集成了256字節(jié)的RAM數(shù)據(jù)存儲器，供程序存放中間結(jié)果、變量和參數(shù)等數(shù)據(jù)。中斷控制器STC89C51微控制器單元還集成了一個中斷控制器，它可以響應(yīng)外部中斷請求和內(nèi)部異常事件，以實(shí)現(xiàn)對程序的及時響應(yīng)和處理。振蕩器STC89C51微控制器單元的內(nèi)部具有振蕩器，可以產(chǎn)生的時鐘信號，以供CPU和其他部件使用。復(fù)位電路STC89C51微控制器單元的內(nèi)部具有復(fù)位電路，用于控制單片機(jī)的復(fù)位，使單片機(jī)從正常運(yùn)行模式回到初始狀態(tài)，可以有效的避免死機(jī)。以上是STC89C51微控制器單元的主要內(nèi)部電路模塊及其功能，它們協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)了STC89C51微控制器單元的各種功能。STC89C51微控制器單元是一款高性價比、強(qiáng)大和可靠的嵌入式微控制器單元。它在廣泛的應(yīng)用中具有可靠性和穩(wěn)定性。它可用于智能家居，自動化控制，電子產(chǎn)品、自動化測試系統(tǒng)等嵌入式應(yīng)用中。STC89C51微控制器單元的內(nèi)部電路圖如圖3.1所示：圖3.1STC89C51微控制器單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖STC89C51微控制器單元除了擁有復(fù)雜且可靠的內(nèi)部電路以外，他還擁有著40個外部接線口，STC89C51微控制器單元的引腳口資源遠(yuǎn)高于其他型號的微控制器，STC89C51微控制器單元的DIP封裝況如圖3.2所示：圖3.2STC89C51芯片DIP封裝圖3.2MQ-2煙霧傳感器在本工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)中，煙霧傳感器是最核心的模擬量采集模塊之一，只有當(dāng)煙霧傳感器測量到的煙霧濃度值超出預(yù)設(shè)閾值時，單片機(jī)才能開始控制繼電器驅(qū)動風(fēng)機(jī)工作，其他時間MQ-2煙霧傳感器都處于常態(tài)化換工作的狀態(tài)。MQ-2煙霧傳感器可以準(zhǔn)確的檢測煙霧的濃度，它利用煙霧的非線性電化學(xué)反應(yīng)來測量煙霧的濃度，通過檢測煙霧氣體（一氧化碳，二氧化碳，甲烷）的電流來檢測煙霧的濃度，當(dāng)煙霧濃度超過一定的值時，MQ-2傳感器會發(fā)出警報。MQ-2煙霧傳感器由一個可變傳感器，一個固定的傳感器，一個電路板以及一個放大器構(gòu)成。當(dāng)煙霧濃度變化時，可變傳感器會產(chǎn)生電流變化，此電流變化會被放大器放大，從而產(chǎn)生一個信號，此信號會被電路板接收，并發(fā)送出警報。當(dāng)煙霧的濃度增加時，MQ-2煙霧傳感器的電阻值會降低。MQ-2煙霧傳感器的工作原理是，當(dāng)煙霧中的氣體和煙霧粒子進(jìn)入傳感器內(nèi)部時，這些氣體和煙霧粒子會在傳感器內(nèi)部的電極上發(fā)生反應(yīng)，從而產(chǎn)生電流，從而降低傳感器的電阻值。當(dāng)煙霧濃度變化時，傳感器的電阻值也會隨之變化，這樣，通過測量電阻值的變化，就可以準(zhǔn)確地檢測出煙霧濃度。利用MQ-2煙霧傳感器可以有效的對本工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)的有害氣體進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，從而可靠的保護(hù)車間內(nèi)的工作人員的人身安全，也能可靠的較少原料的損失。MQ-2煙霧傳感器的內(nèi)部電路圖如圖3.3所示：圖3.3MQ-2煙霧傳感器的內(nèi)部電路圖MQ-2煙霧傳感器在本工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)中的實(shí)際電路連接圖如下圖3.4所示：圖3.4MQ-2煙霧傳感器的接線圖3.3DS18B20溫度傳感器在本工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)中，如果只安裝煙霧傳感器那僅僅只能避免車間內(nèi)有害氣體泄露帶來的安全隱患，不能避免火災(zāi)的發(fā)生。當(dāng)系統(tǒng)中接入一個溫度傳感器之后，本工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)同時預(yù)防火災(zāi)以及有害氣體泄露，通過兩種傳感器的密切配合，能夠以最大程度的保障工廠原料車間的人員和財產(chǎn)安全。DS18B20溫度傳感器是一種可以檢測溫度的專用半導(dǎo)體傳感器，它采用1-Wire通信技術(shù)，可以提供準(zhǔn)確的溫度測量和控制，可以在溫度范圍-55°C到+125°C之間測量準(zhǔn)確的溫度。DS18B20溫度傳感器內(nèi)部集成了溫度傳感器和一個基于溫度變化的比較器，溫度傳感器檢測當(dāng)前溫度，將溫度值轉(zhuǎn)換成電壓，然后經(jīng)過比較器和一個參考電壓進(jìn)行比較，計算出準(zhǔn)確的溫度值，最后將溫度值傳輸給1-Wire總線，由1-Wire總線傳輸給MCU，由MCU進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最終實(shí)現(xiàn)溫度傳感器的功能。DS18B20溫度傳感器是一種采用數(shù)字信號傳輸?shù)臏囟葌鞲衅鳎幸粋€內(nèi)置的集成電路，具有極高的精度和可靠性。它的工作原理是，內(nèi)置的溫度傳感元件（如thermistor）將溫度變化轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓變化，然后將電壓變化轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，最后將數(shù)字信號傳輸給微處理器進(jìn)行處理。這種傳感器具有精度高、體積小、響應(yīng)速度快、耐用性強(qiáng)、可編程溫度范圍寬等特點(diǎn)。DS18B20溫度傳感器在本工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)中的實(shí)際接線圖如3.5圖所示：圖3.5DS18B20溫度傳感器接線圖3.4ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809是一種高質(zhì)量、高性價比的8位模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片，主要用于模擬信號的數(shù)字化處理。在工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)中，ADC0809可作為重要的硬件單元，用于讀取火災(zāi)預(yù)警傳感器測得的模擬信號，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進(jìn)行處理和控制。在工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)中，火災(zāi)預(yù)警傳感器是最基礎(chǔ)且最重要的設(shè)備之一，其能夠自動感知車間內(nèi)部的溫度變化和煙霧等氣體濃度變化，當(dāng)超過設(shè)置的閾值時自動觸發(fā)警報信號。而這些預(yù)警信息是以模擬電信號的形式存在的。因此，需要使用ADC0809進(jìn)行模擬信號的采集與處理。ADC0809芯片可以實(shí)現(xiàn)對多種模擬信號的采集、處理和轉(zhuǎn)換，其中包括電源電壓、環(huán)境溫度、光強(qiáng)等參數(shù)。在火災(zāi)報警控制系統(tǒng)中，ADC0809主要用于將火災(zāi)預(yù)警傳感器探頭收集到的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并輸出給控制器進(jìn)行判斷和處理。此外，ADC0809還支持多種配置模式，可以在不同的應(yīng)用場景中靈活適配。在實(shí)際應(yīng)用過程中，我們需要將ADC0809連接到通過硬件接口與其相連的主控單元上，并使用對應(yīng)的軟件程序或編程語言對其進(jìn)行訪問和操作。在詳細(xì)設(shè)置口、時序等參數(shù)后，可啟動ADC0809芯片的工作狀態(tài)，在實(shí)時傳輸模擬信號的同時進(jìn)行數(shù)字信號轉(zhuǎn)換和處理。一旦火災(zāi)預(yù)警傳感器觸發(fā)了報警信號，程序根據(jù)特定的控制策略和優(yōu)先級執(zhí)行相應(yīng)的指令，如關(guān)閉車間內(nèi)絕大部分電氣設(shè)備、擴(kuò)散的滅火劑等，從而達(dá)到保護(hù)人員安全和防止火災(zāi)蔓延的目的。綜合來說，ADC0809芯片具有精準(zhǔn)、穩(wěn)定、高效的模數(shù)轉(zhuǎn)換能力，并可以靈活地適配不同場景和環(huán)境下的應(yīng)用需求。ADC0809芯片的應(yīng)用，增強(qiáng)了智能工廠車間火災(zāi)報警控制系統(tǒng)的安全性和可靠性，有效地保障了車間工作人員的人身安全和生產(chǎn)資產(chǎn)的安全。ADC0809在本工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)中的實(shí)際接線圖如3.6圖所示：圖3.6ADC0809接線圖3.5LCD1602顯示模塊LCD1602顯示模塊是一種常用的液晶顯示器件，主要由兩個部分組成：字符液晶顯示屏和控制電路板。在工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)中，LCD1602顯示模塊可作為重要的硬件單元之一，用于顯示火災(zāi)報警控制系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、傳感器采集數(shù)據(jù)、火災(zāi)報警提示等信息。對于火災(zāi)報警控制系統(tǒng)來說，及時、準(zhǔn)確、可讀性好的信息顯示非常重要。而LCD1602能夠滿足這些需求，并提供豐富多彩的顯示效果來幫助操作者快速獲取需要的信息。在火災(zāi)報警控制系統(tǒng)中，LCD1602顯示模塊可作為主要的信息顯示設(shè)備，用于顯示當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)、傳感器測量數(shù)據(jù)、故障信息處理等內(nèi)容。例如，當(dāng)火災(zāi)探測器檢測到異常情況時，LCD1602可以實(shí)時顯示檢測數(shù)據(jù)和火災(zāi)預(yù)警信息，幫助工人判斷是否需要采取緊急措施。在實(shí)際使用中，LCD1602要與控制模塊相連接，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送與接收。該顯示模塊支持多種設(shè)備連接方式，如并口連接、串口連接等。一旦與主控制器相連，LCD1602即可接收來自傳感器和主控制器的數(shù)字信號，并將其轉(zhuǎn)化為可讀性的字符和圖形展示在顯示屏上面。除了基本的信息顯示功能以外，LCD1602還具有廣泛的應(yīng)用空間。例如，在火災(zāi)報警控制系統(tǒng)中，LCD1602可以用于實(shí)現(xiàn)信息輸入、菜單選擇、控件添加等各種操作，使得系統(tǒng)更加人性化。同時，LCD1602還能夠適應(yīng)各種不同的環(huán)境溫度、濕度和光線照射條件，確保在高、低溫、潮濕等惡劣的環(huán)境下都能正常運(yùn)行?？傊?，LCD1602顯示模塊準(zhǔn)確、清晰的信息顯示功能能夠提高工作效率、保障生產(chǎn)安全。借助其豐富多彩的顯示特性，LCD1602顯示模塊能夠滿足不同工業(yè)場合多種應(yīng)用需求，幫助用戶更好地理解監(jiān)測數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)和處理。LCD1602顯示模塊在本工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)中的實(shí)際接線圖和讀寫程序原理圖如圖3.7和3.8所示：圖3.7LCD1602顯示模塊接線圖圖3.8LCD1602顯示模塊讀寫程序3.6按鍵模塊按鍵模塊主要由按鍵、連接線和控制電路板等部分組成。在工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)中，按鍵模塊可作為重要的硬件單元，用于接收人員的操作信號和觸發(fā)控制指令。對于火災(zāi)報警控制系統(tǒng)，及時響應(yīng)人員的控制請求非常關(guān)鍵。而按鍵模塊可以接受人員發(fā)出的控制信號，進(jìn)行相應(yīng)的處理和執(zhí)行。例如，當(dāng)工人需要對火災(zāi)檢測器故障進(jìn)行復(fù)位時，即可通過按下對應(yīng)的按鍵來實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)將立即接聽然后執(zhí)行相應(yīng)操作，從而達(dá)到強(qiáng)大的操控效果。由于按鍵的使用過程因數(shù)據(jù)信號、電磁干擾等原因容易存在干擾抖動等非預(yù)期的信號輸出，為了保證系統(tǒng)判斷準(zhǔn)確性，通常需要針對按鍵模塊進(jìn)行軟件防抖處理。由于按鍵產(chǎn)生的抖動信號往往較短暫，常常只有幾ms左右的時間。在這段時間內(nèi)，產(chǎn)生了多次重要信號，因而出現(xiàn)干擾信號，從而導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定甚至崩潰。而通過軟件防抖處理，可以有效解決這個問題。軟件防抖原理主要是利用計時器或延時程序?qū)崿F(xiàn)信號去抖動過程的延遲處理。具體地，當(dāng)按鍵激活時，引起計數(shù)器開始工作，定時器開始計時，輔助算法進(jìn)行累計、比較來判定當(dāng)前狀態(tài)并根據(jù)判斷結(jié)果修改按鈕狀態(tài)信息。如果在倒計時結(jié)束之前連續(xù)觸發(fā)，則重新計時，以保障系統(tǒng)穩(wěn)定性?？傊浖蓝兜脑硎窃谝欢螘r間內(nèi)處理輸入的按鍵信號，并忽略掉允許的噪聲信號。按鍵模塊在本工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)中的實(shí)際接線圖和軟件消抖原理圖如圖3.9和3.10所示：圖3.9按鍵模塊接線圖圖3.10軟件消抖原理4系統(tǒng)的軟件設(shè)計4系統(tǒng)的軟件設(shè)計4.1軟件介紹本工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)的軟件編程及調(diào)試工作是基于Keil4軟件完成的，Keil4軟件是一款基于英國ARM公司的32位微控制器的集成開發(fā)環(huán)境（IDE）。它包含了編譯器、調(diào)試器、仿真器和微控制器的庫文件等工具，被廣泛應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用，這款軟件具有以下特點(diǎn)：支持多種編程語言：Keil4軟件支持多種編程語言，包括C語言、C++語言、匯編語言等等。編譯器支持廣泛：Keil4軟件自帶多種編譯器，支持廣泛的架構(gòu)，包括ARM、Cortex-M、Cortex-R、Cortex-A等等。代碼編輯器功能完善：Keil4軟件代碼編輯器具有代碼補(bǔ)全、代碼提示等功能，增強(qiáng)了代碼編輯的效率。調(diào)試器功能強(qiáng)大：Keil4軟件具有強(qiáng)大的調(diào)試功能，包括硬件調(diào)試和軟件仿真調(diào)試，支持?jǐn)帱c(diǎn)調(diào)試、變量實(shí)時監(jiān)控等功能。支持多種開發(fā)板：Keil4軟件支持多種不同型號的開發(fā)板，例如STC、51、STM32、LPC、NX100等等。集成了RTX實(shí)時操作系統(tǒng)：Keil4軟件集成了RTX實(shí)時操作系統(tǒng)，可方便地進(jìn)行多任務(wù)調(diào)度和實(shí)時任務(wù)的開發(fā)?？偠灾琄eil4軟件是一個功能強(qiáng)大、易于使用的嵌入式開發(fā)平臺，通過它能夠?qū)崿F(xiàn)對各種不同型號的微控制器進(jìn)行編程、仿真和調(diào)試等操作。Keil4的軟件界面如4.1圖所示：圖4.1Keil_4軟件界面4.2軟件程序的設(shè)計4.2.1主程序流程本章節(jié)將對整個工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)的軟件邏輯流程進(jìn)行介紹和分析，任何一個設(shè)計，只有保證基層邏輯沒有錯誤才能保證成功運(yùn)行，否則將會一直出現(xiàn)報錯的情況，本工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)的軟件邏輯流程圖如圖4.2所示：圖4.2主邏輯流程圖從上面的軟件流程圖可以清晰的看出，當(dāng)本系統(tǒng)啟動的時候，溫度檢測傳感器和煙霧檢測傳感器將會持續(xù)工作，當(dāng)煙霧傳感器檢測到煙霧濃度超出設(shè)定的閾值時，將自動啟動排風(fēng)功能；當(dāng)溫度檢測傳感器檢測到溫度超過設(shè)定的閾值時，將會再次判定煙霧傳感器是否達(dá)到了設(shè)定的閾值，如若兩個傳感器所設(shè)置的閾值都已達(dá)到，則將啟動水泵進(jìn)行滅火。4.2.2按鍵模塊子流程按鍵的軟件邏輯通常包括三個部分：掃描以及處理按鍵事件。按鍵掃描的目的是為了檢測按鍵是否被按下，按鍵通常采用矩陣排列方式，在每個掃描周期中依次檢查每一行或每一列電路中的按鍵狀態(tài)，如果檢測到有按鍵按下，則進(jìn)行下一步的處理。當(dāng)確認(rèn)按鍵狀態(tài)被改變時，可以進(jìn)行一些處理，比如發(fā)出聲音、打印信息、控制燈光等。在處理按鍵事件時，還需要考慮多個按鍵同時按下的情況，需要通過程序設(shè)計來處理。按鍵模塊的軟件邏輯流程如圖4.3所示：圖4.3按鍵子流程圖4.2.2LCD1602顯示模塊子流程在本系統(tǒng)中首先要初始化LCD1602，發(fā)送命令字節(jié)，設(shè)置LCD1602顯示模式、光標(biāo)位置等參數(shù)。然后將光標(biāo)移至最開始的位置，清空屏幕上的內(nèi)容。緊接著向LCD1602的DDRAM（數(shù)據(jù)存儲器）寫入需要顯示的字符或字符串，通過控制LCD1602的AC（地址計數(shù)器）寄存器，設(shè)置光標(biāo)位置，當(dāng)所需顯示內(nèi)容大于16個字符時，可以通過滾動顯示實(shí)現(xiàn)完整展示，顯示模塊的軟件邏輯流程如圖4.4所示：圖4.4顯示模塊子流程圖5系統(tǒng)的測試PAGE23 5系統(tǒng)的測試5.1軟件硬件調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試是一項(xiàng)重要的工作，它的目的是找出系統(tǒng)中存在的各種問題并進(jìn)行修復(fù)。以下是本工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)調(diào)試的基本步驟：分析問題：首先需要分析問題，了解哪些方面存在問題以及問題的具體表現(xiàn)形式，以便更好地定位、解決問題。收集數(shù)據(jù)：在分析問題的過程中，需要收集相關(guān)的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)包括錯誤日志、系統(tǒng)性能信息、輸入輸出數(shù)據(jù)等。確定調(diào)試策略：根據(jù)問題的性質(zhì)和實(shí)際情況，確定相應(yīng)的調(diào)試策略。對于一些比較簡單的問題，可能只需要進(jìn)行單元測試或集成測試就能解決。對于較為復(fù)雜的問題，可能需要進(jìn)行深入的調(diào)試。進(jìn)行測試：進(jìn)行測試時，需要使用一系列的測試工具和技術(shù)。例如，使用調(diào)試器、性能分析工具、內(nèi)存檢測工具、模擬器等進(jìn)行測試。分析結(jié)果：在測試完成后，需要對測試結(jié)果進(jìn)行分析，了解測試中發(fā)現(xiàn)的問題，并制定相應(yīng)的解決方案。實(shí)施修復(fù)：根據(jù)測試結(jié)果，對系統(tǒng)中存在的問題進(jìn)行修復(fù)。驗(yàn)證修復(fù)效果：修復(fù)完成后，需要進(jìn)行驗(yàn)證，確保修復(fù)的效果達(dá)到預(yù)期。文檔記錄：對整個調(diào)試過程進(jìn)行文檔記錄，供以后的參考和維護(hù)。5.1.1硬件調(diào)試由于系統(tǒng)硬件調(diào)試為上電操作，所以在進(jìn)行硬件調(diào)試時，必須小心謹(jǐn)慎，避免給晶片和元件帶來損壞并造成損失。同時，必須按照正確的順序進(jìn)行操作，不能把電壓、電流等參數(shù)調(diào)整過大，且需要注意安全。本次的硬件調(diào)試大致分為以下幾個步驟：確認(rèn)硬件連接首先需要確認(rèn)硬件之間的連接是否正確。對于PCB板等自制硬件，需要對連接進(jìn)行細(xì)致的檢查。而對于市售硬件，需要確認(rèn)電纜是否插牢，端口是否正確。確認(rèn)電壓和信號應(yīng)使用測試儀器如萬用表、示波器等工具來測試定位到有問題的部位，查看電壓、電流和電阻等指標(biāo)的數(shù)值是否正常。同時，我們也可以通過讀取傳感器、開關(guān)等信號進(jìn)行確認(rèn)。修改連接或替換零件如果確認(rèn)連接或者部件出現(xiàn)了問題，可以嘗試更換電線、電纜或者零件，或者重新檢查連接是否正確。調(diào)整參數(shù)對于一些需要根據(jù)具體情況進(jìn)行參數(shù)調(diào)整的硬件，如控制器、電機(jī)等，我們需要查看相關(guān)文檔，進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的修改和調(diào)整。5.1.2軟件調(diào)試軟件調(diào)試是一項(xiàng)非常重要的任務(wù)，它可以幫助我們找出軟件中的錯誤和問題，使其更加穩(wěn)定和可靠。以下是本系統(tǒng)對軟件調(diào)試的大致步驟：收集信息：在進(jìn)行軟件調(diào)試之前，收集盡可能多的信息是非常重要的。這可能包括記錄錯誤消息、日志文件、調(diào)用堆棧和使用其他調(diào)試工具收集的信息。重現(xiàn)問題：在診斷問題之前，需要能夠重現(xiàn)該問題。通過重現(xiàn)問題，您可以了解問題的具體情況，并確定是什么導(dǎo)致了問題。使用調(diào)試工具：調(diào)試工具可以確定問題的根本原因，使用調(diào)試器來對軟件進(jìn)行單步調(diào)試，并檢查程序的值、條件和執(zhí)行流程。實(shí)驗(yàn)性修改：在診斷問題時，可能需要進(jìn)行一些實(shí)驗(yàn)性的修改以測試解決方案。這些修改通常應(yīng)該小心謹(jǐn)慎地進(jìn)行，并且應(yīng)該記錄下來以備將來參考。執(zhí)行更全面的測試：一旦確定并修復(fù)了軟件的問題，需要進(jìn)行更全面的測試。這將確定解決方案不會引入新的問題，并且軟件可以正常運(yùn)行?？偟膩碚f，軟件調(diào)試需要耐心和細(xì)心，需要堅持不懈地尋找問題的根本原因，并嘗試各種可能的解決方案。5.2實(shí)物展示在全面的調(diào)試完成以后，本工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的運(yùn)行，并且實(shí)現(xiàn)了前期確認(rèn)的的目標(biāo)功能，下面是本工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)的實(shí)物照片，如圖5.1所示：圖5.1工廠車間的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)的實(shí)物圖5.2.1煙霧濃度超出閾值情況圖5.2煙霧濃度超出閾值界面圖如圖5.2所示，當(dāng)現(xiàn)場的實(shí)際煙霧濃度超出了所設(shè)定的濃度閾值時，紅燈亮起，蜂鳴器發(fā)出警報，風(fēng)機(jī)開啟進(jìn)行排風(fēng)。5.2.2溫度和煙霧濃度同時超出閾值情況圖5.3溫度和煙霧濃度同時超出閾值如圖5.3所示，當(dāng)現(xiàn)場的實(shí)際煙霧濃度和溫度同時超出了所設(shè)定的閾值時，紅燈亮起，蜂鳴器發(fā)出警報，風(fēng)機(jī)開啟進(jìn)行排風(fēng)，水泵同時也開啟進(jìn)行滅火。5.2.3管理員模式圖5.4管理員模式界面如圖5.4，管理員可以通過按鍵進(jìn)入管理員模式，進(jìn)而設(shè)置溫度閾值和煙霧濃度閾值。結(jié)論結(jié)論單片機(jī)技術(shù)作為一種重要的嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。本論文主要介紹了單片機(jī)控制技術(shù)的相關(guān)理論及應(yīng)用實(shí)踐，包括單片機(jī)及其外部電路和硬件模塊的基本原理、基本知識及其應(yīng)用等方面進(jìn)行了詳細(xì)闡述。文中介紹了單片機(jī)技術(shù)的基本原理、組成結(jié)構(gòu)及其發(fā)展歷史。從單片機(jī)的基本構(gòu)成組成結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)和存儲器結(jié)構(gòu)、I/O口及時鐘系統(tǒng)等方面深入闡述了單片機(jī)技術(shù)的基本理論。此外，還闡述了傳感器檢測技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐及其與微控制器單元的數(shù)據(jù)交互。通過本次設(shè)計的應(yīng)用實(shí)踐，文中所涉及到的硬件電路的可用性和實(shí)用性得到了驗(yàn)證，加深了對電子應(yīng)用技術(shù)的認(rèn)識和理解。總之，本論文完整系統(tǒng)地介紹了單片機(jī)及其相關(guān)技術(shù)的基本理論和實(shí)踐應(yīng)用，深入的分析了其運(yùn)行原理。本篇論文的撰寫使本人受益匪淺，見識到了更寬廣的微觀世界。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1]張玲華,徐阿龍.一種基于分布式網(wǎng)絡(luò)的工廠可燃?xì)怏w檢測報警系統(tǒng):,2018.[2]陳默.氣體報警器檢測準(zhǔn)確性關(guān)鍵問題的研究[J].中國設(shè)備工程,2023(1):3.[3]張風(fēng)林.防治有毒有害氣體涌入工作面的通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)控方法[J].當(dāng)代化工研究,2023(2):3.[4]張萍萍.一種可燃?xì)怏w檢測報警系統(tǒng):,CN215987544U[P].2022.[5]李倩,傅強(qiáng),徐林.基于STM32的SF6氣體泄漏監(jiān)控報警系統(tǒng)[J].2022(2).[6]谷皓.一種醫(yī)用氣體檢測報警系統(tǒng):,CN216527540U[P].2022.[7]張海濤,韓耀振.基于LoRa技術(shù)的可燃?xì)怏w監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),2022,12(10):5.[8]楊雙國,李飛剛,魯富志.一種基于LoRa的管廊氣體監(jiān)測系統(tǒng)[J].集成電路應(yīng)用,2021,038(003):P.46-47.[9]黃睿.基于智能化工廠的MES系統(tǒng)故障檢測與報警裝置:,CN215575434U[P].2022.[10]路國衛(wèi),胡康,