缓，灵敏度降低。

虽然将阻缓的传感器再放回新鲜空气环境中有得到种程度的恢复的可能，但是如果长期暴露在这样的环境中，其灵敏度会不断下降，导致传感器最终丧失检测烟雾的能力。

中毒是如果环境空气中含有硅烷之类的物质时，则传感器将使催化元件产生不可逆转的中毒，以致灵敏度很快就丧失。

当怀疑检测环境中存在这些物质时，经常对探头进行标定，是必须且有效的办法。

因此，经常对传感器进行标定，是保证其准确性的必要的途径。

般连续使用两个月后应对传感器进行量程校准，这种经常性对传感器的维护，无形中加大了工作人员的工作量，同时增加了报警器的维护成本。

半导体烟雾传感器包括用氧化物半导体陶瓷材料作为敏感体制作的烟雾传感器以及用单晶半导体器件制作的烟雾传感器，它具有灵敏度高，响应快体积小结构简单，使用方便价格便宜等优点，因而得到广泛应用。

半导体烟雾传感器的性能主要看其灵敏度选择性抗干扰性和稳定性使用寿命。

经过对比上述两种烟雾传感器的应用特性，发现半导体烟雾传感器的优点更加突出灵敏度高响应快抗干扰性好使用方便价格便宜，且不会发生探头阻缓及中毒现象，维护成本较低等。

因此，本设计采用半导体烟雾传感器作为报警器烟雾信息采集部分的核心。

而在众多半导体气体传感器中，本设计选用型烟雾传感器，这种型号的传感器不但具备般半导体烟雾传感器灵敏度高响应快抗干扰能力强寿命长等优点。

烟雾检测报警器整体设计方案烟雾检测报警器工作原理本论文中的烟雾检测报警器以单片机为控制核心，采用型电阻式半导体传感器采集烟雾信息。

首先，传感器送来的烟雾浓度对应的微小的电压信号经过放大，转化成较大的电压信号送入单片机然后，在单片机内转换浓度比较，对数据进行线性化处理，将数字化电压信号转化成为对应的十进制浓度值最后，将实际可燃性气体浓度送入液晶，并判断浓度值是否超出报警限，当浓度处于正常状态绿灯长亮，当烟雾浓度超出设定的限定值时，发出声音报警并伴随红灯闪亮。

另外由于烟雾传感器需要在加热状态下工作，温度越高，反应越快，响应时间和恢复时间就越快。

为提高响应时间，保证传感器准确地稳定地工作，报警器需要向烟雾传感器持续输出个的电压。

为了保证其可靠性，在输出的电压的同时，进行故障监测。

当传感器加热丝或电缆线和传感器断线或接触不良时，进行故障报警，发出声光报警信号。

当然几种状态的报警信号是各不相同的。

烟雾检测报警器的结构为适应家庭和工业等场所对可燃性易爆烟雾安全性要求，设计的可燃性烟雾报警仪应不仅能在较宽的温度范围工作，而且应具有显示可燃烟雾浓度故障自检延时报警功能及可接计算机进行现场远测和实时控制等功能。

其目标是在传统的烟雾报警仪的基础上，尽量提高准确性，降低成本，缩小体积。

报警器系统结构框图如图所示，系统以单片机为核心，配合外围电路共同完成信号采集浓度显示时间显示状态显示声音及闪烁报警按键输入故障自检等功能。

报警器采用巡检的工作方式，进行两级报警值设定，并发出不同的光声信号。

系统应采用高性能的单片机，要求工作稳定测量精度高通用性强功耗低，保证报警器的精确性及可靠性，而且最好体积小，成本低，有利于减少报警器的体积，降低报警器的成本。

图可燃性气体检测报警器结构框图烟雾检测报警器的功能自诊断故障报警功能当传感器加热丝或者电缆线发生断线或者接触不良的情况时，报警器发出警报，并且黄色指示灯闪烁，提醒用户检查传感器或者电路线接触情况，及时排除故障，保证安全。

烟雾浓度显示通过液晶屏显示可燃烟雾的浓度值，并且可以切换到设置状态，通过键盘设置或者更改报警限值，以便于用户或检测人员随时观测烟雾浓度及更改报警限。

烟雾报警功能当烟雾浓度连续秒取值都在报警限值之上，蜂鸣器开始报警，且声音越来越急促，并且伴随红灯闪烁。

因为人对变化的信号更为敏感，所以变化的声音及灯光更容易引起用户的注意。

防止报警器误报功能快速重复检测及延时报警可以区别出是管道中可燃烟雾的泄漏，还是由于打开阀门时的微量烟雾的散失。

看门狗自检单片机状态功能调用单片机中的看门狗程序，定时检查单片机工作状态，旦发现单片机出现死循环状态，立即复位，保证报警器工作正常。

与上位机通讯功能可以实现与计算机串口通讯，对报警器采取统控制，以及便于采集和处理数据，也可以在计算机上更改报警限值等。

自动控制相关安全装置的扩展功能留有继电器接口，可以带动排风扇或大功率蜂鸣器，也可以控制管道电子阀门，可在报警的同时自动启动相关安全装置。

烟雾检测报警器的硬件设计在报警仪的设计中，单片机是其核心部件。

它方面要接收来自传感器送来的烟雾浓度对应的模拟信号和故障检测信号，另方面要对两种信号分别进行处理，控制后续电路进行相应动作与此同时查询是否有键按下的请求。

在单片机完成这些的工作中，尤其是信号处理中，比较浓度值后送入显示的软件实现比较复杂，要求单片机具备较快的运算速度，使检测人员能够较准确地观测到烟雾浓度，并根据情况做进行相应处理。

并且也要考虑选择低价实用的机型，并为研制同系列的低功耗产品做准备。

根据多方面的比较，本设计选用宏晶科技生产的系列单片机。

单片机的选型单片机的选择单片机是烟雾检测报警器的核心部件，方面它因为不存在虚地现象，所以其输入端有较高的共模输入电压。

电压放大倍数，即输出电压与输入电压的幅值成正比，且相位相同，所以此电路实现了同相比例放大。

如果不接和，则此电路就成了电压跟随器，它可以减少电路模块间由于阻抗引起的干扰。

由于引入了深度电压串联负反馈，因此电路的输入阻抗很高，输出阻抗很低。

高输入阻抗就可以减少放大电路对前端电路的影响，同时低输出阻抗也可以提高自身的抗干扰性，这显然有利于电路中其他模块的设计。

此放大电路还加了参考电压，引入了零点调节功能，这样可以更方便的调整由于不同传感器导致的零点变化问题。

它利用滑动变阻器产生个参考电压，再利用电压跟随器把电压输入到运算放大电路的电压参考端。

所以调节滑动变阻器，就可以直接改变放大电路的参考电压。

而电压跟随器的作用就如上面介绍的，它只是用来匹配阻抗用的，防止和对滑动变阻器输出电压的影响。

图前置放大电路图声音报警电路声音报警电路图如图所示。

报警装置采用无源压电式型蜂鸣器，较般的蜂鸣器体积大，声音响亮，适用于家用煤气报警器的报警声音源。

当单片机的脚置时，三极管导通，蜂鸣器报警。

本报警器采用单片机的功能，如果烟雾浓度达到报警限，单片机控制口输出占空比定的脉冲，报警时蜂鸣器会发出如警车警笛的声音。

图声音报警电路图数码管显示电路报警器浓度显示采用共阳数码管。

显示浓度级别，其主要技术参数如下模块工作电压工作电流，每段字高环境相对湿度视角工作温度显示方式反射式正显示存储温度接口方式线并行接口图数码管结构图状态指示灯及控制键电路状态指示灯及控制键电路图如图所示。

单片机的脚脚脚，控制输出的状态指示灯。

绿灯常亮表示正常状态，环境中可燃烟雾浓度极低。

黄灯闪亮表示传感器加热丝或者电缆发生断线或者接触不良。

红灯闪亮表示环境中可燃烟雾浓度超过报警限值，提醒用户尽快作相应安全措施。

当烟雾浓度超过报警限，报警器发出鸣叫，用户到达现场，可按下按键停止报警器鸣叫。

若过点时间浓度仍超出报警限，报警器会再次鸣叫提醒用户。

图状态指示灯电路图图控制按键连接示意图报警器故障自诊断电路判断传感器电源连接情况在传感器的地端串联个电阻。

当传感器正常连接时，电阻和传感器分压，此时电阻两端有微弱的电压，单片机可以通过口检测到如果传感器电源连接不正常，则会产生断路，检测到电阻两端电压为。

图传感器电源连接自诊断电路判断传感器信号端连接情况另种情况是判断传感器信号端是否连接正确，此时不需要外加电路，在传感器预热分钟后，测量传感器信号的输出电压，如果电压为，则说明传感器的信号端连接不正常。

当报警器自诊断发现传感器连接不正常，就会发出长鸣声音警报，并伴随黄灯闪烁，提醒用户及时排除传感器连接问题。

烟雾检测报警器的软件设计烟雾检测报警器软件流程及设计本论文中，软件解决的主要问题是检测烟雾传感器的烟雾浓度信号，然后对信号进行转换，数字滤波，线性化处理，段式液晶浓度显示，按键功能设置，以及报警器声光警报。

主程序设计及流程图主程序流程图如图所示。

首先要给传感器预热三分钟，因为型半导体电阻式烟雾传感器在不通电存放段时间后，再次通电时，传感器不能立即正常采集烟雾信息，需要段时间预热。

程序初始化结束后，系统进入监控状态。

本论文的主程序设计先对传感器预热三分钟，预热同时，对传感器加热丝故障检测，采用软件方式检测传感器加热丝或电缆线是否断线或者接触不良。

单片机对传感器检测的烟雾浓度信号进行转换平均值法滤波线性化处理后，将浓度值与报警限设定值相比较，判断是否报警。

同时送入段式液晶显示烟雾浓度值。

主程序还包括状态指示灯及按键功能设置，中断子程序等，使报警器功能更加完善，给用户带来便利。

图主程序流程图主程序初始化流程图主程序初始化流程图如图所示。

给传感器预热后，程序开始执行初始化子程序，这部分实现的功能包括各种口输入输出状态的设定寄存器初始化中断使能等。

首先设定定时初值，利用写入，作为取值间隔。

然后设置定时器，选择方式。

方式状态下定时器的工作寄存器是全位参与操作。

接下来定时器中断允许位置，打开定时器，关闭蜂鸣器，开启绿灯，设置报警限初值。

图主程序初始化流程图中位值平均滤波法数字滤波子程序设计及流程图在烟雾传感器对烟雾浓度采样时，可能会遇到尖脉冲干扰的现象。

干扰通常只影响个别采样点的数据，此数据与其他采样点的数据相差比较大。

如果采用般的平均值法，则干扰将平均到计算结果上去，故平均值法不易消除由于脉冲干扰而引起的烟雾浓度采样值的偏差。

为此，可采取中位值平均滤波法又称防脉冲干扰平均滤波法，先对个采样数据进行比较，去掉其中的最大值和最小值，然后计算余下的个数据