以單片機MSP430F149為主控芯片，設計出一款高精度、高集成度、超低功耗的智能火災安防報警系統(tǒng)。以環(huán)境溫度、煙霧濃度作為判斷火災的依據(jù)，完成了對火災的預警。主要由單片機控制模塊、時鐘模塊、煙霧濃度測量模塊、DS18B20 溫度測量模塊、聲光報警模塊、1602液晶顯示模塊和電源構成。并且該系統(tǒng)以MSP430F149 為下位機，完成數(shù)據(jù)采集、預處理以及對現(xiàn)場裝置的控制，以 PC 機為上位機，完成各種復雜的數(shù)據(jù)處理和對單片機的控制。設計的智能火災報警系統(tǒng)具有較高的可靠性、穩(wěn)定性、準確度高，對不同類型的火災都具有較高的靈敏度，達到了降低誤報率的目的。

溫度測量模塊設計

設計中采用支持“一線總線”接口、抗干擾性強、外部電路簡單、精確度高的DS18B20溫度傳感器對溫度的實時測量。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

聲光報警模塊設計

蜂鳴器在微處理器判斷為火災時發(fā)出報警指示音。由于單片機的I/O 口驅動能力有限，選用PNP型晶體管2N5401 組成晶體管驅動電路來驅動壓電式蜂鳴器。

圖3 聲光報警模塊圖

1602液晶顯示模塊設計

在液晶模塊上顯示時間、測量溫度、煙霧濃度等參數(shù)，以便我們更加方便的讀出目前溫度值、煙霧濃度值。

圖4 1602 液晶顯示模塊圖

串口通信模塊設計

本設計采用 MSP430F149 作為下位機，PC 機作為上位機，通過RS-232 將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C 機上，我們可以更加方便的監(jiān)測各個測量參數(shù)。電路圖如下：

圖5 串口通信電路

時鐘模塊設計

DS1302 是DALLAS 公司推出的涓流充電時鐘芯片內(nèi)含有一個實時時鐘/日歷和31 字節(jié)靜態(tài)RAM 通過簡單的串行接口與單片機進行通信實時時鐘/日歷電路提供秒、分、時、日、日期、月、年的信息每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動調(diào)整時鐘操作可通過AM /PM 指示決定采用24 或12 小時格式。DS1302 與單片機之間能簡單地采用同步串行的方式進行通信僅需用到三個口線RES 復位、I/O 數(shù)據(jù)線、SCLK 串行時鐘。

圖6 時鐘電路

煙霧濃度測量模塊設計

本系統(tǒng)決定采用NIS-09C型離煙霧探測器，它是NEMOTO 公司專為檢測煙霧而精心設計的新型探測器。內(nèi)部使用了微量的放射性物質(zhì)镅241，傳感器本身被金屬制電極所覆蓋，放射性物質(zhì)不會泄露。NIS-09C 屬于低功耗、靈敏度高的探測器，適用于火災報警系統(tǒng)中?；馂氖且环N在時間和空間上失去控制的燃燒所造成的災害，由此引發(fā)的重大安全事故比比皆是，對人類生命財產(chǎn)和社會安全構成了極大的威脅。由此可見，對火災進行準確、及時、有效地報警顯得愈來愈重要，這是防火減災的重要研究課題之一。該系統(tǒng)提高對火災探測的快速性、準確性和對環(huán)境的適應能力，有效降低火災誤報的概率，提高了靈敏度和整個系統(tǒng)的智能化程度。