1、“.....可区别烟雾的泄漏和短 时间的微量散失，防止误报。 烟雾检测报警器的方案设计 烟雾检测报警器设计思路 烟雾检测报警器是能够检测环境中的烟雾浓度，并具有报警功能 的仪器，仪器的最基本组成部分应包括烟雾信号采集电路模数转 换电路单片机控制电路。 烟雾信号采集电路般由烟雾传感器和模拟放大电路组成，将烟 雾信号转化为模拟的电信号。模数转换电路将从烟雾检测电路送出 的模拟信号转换成单片机可识别的数字信号后送入单片机。单片机 对该数字信号进行滤波处理，并对处理后的数据进行分析，是否大 于或等于个预设值也就是报警限，如果大于则启动报警电路发出 报警声音，反之则为正常状态。为方便检测与监控，使仪器测试人 员及用户能够直观地观察到环境中的可燃烟雾浓度值，可将浓度值 送到显示屏中。方便调节报警限，可以加入按键。为使报警装置更 加完善，可以在声音报警基础上，加入光闪报警，变化的光信号可 以引起用户注意，弥补嘈杂环境中声音报警的局限......”。

2、“.....提出的整体设计思路。 烟雾传感器及单片机是可燃烟雾检测报警器的两大核心，根据报 警器功能的需要，选择合适精确经济的烟雾传感器及单片机芯 片是至关重要的。 烟雾传感器的选型 烟雾传感器属于气敏传感器，是气电变换器，它将可燃性气体 在空气中的含量即浓度转化成电压或者电流信号，通过转换电 路将模拟量转换成数字量后送到单片机，进而由单片机完成数据处 理浓度处理及报警控制等工作。传感器作为烟雾检测报警器的信 号采集部分，是仪表的核心组成部分之。由此可见，传感器的选型 是非常重要的。 烟雾传感器的选定 烟雾检测报警器主要应用在石油化工冶金油库液化气站 喷漆作业等易发生可燃烟雾泄漏的场所，根据报警器检测烟雾种类 的要求，般选用接触燃烧式烟雾传感器和半导体烟雾传感器。 使用接触燃烧式传感器，其探头的阻缓及中毒，是不可避免的问 题。阻缓是当在烟雾与空气的混合物中含有硫化氢等含硫物质的情 况下，则有可能在无焰燃烧的同时，有些固态物质附着在催化元件表 面......”。

3、“.....从而引起响应缓慢反应滞缓，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......”。

4、“.....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......”。

5、“.....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......”。

6、“..... 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，方面它要接收来自传 感器的烟雾浓度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......”。

7、“.....查询是否有键按 下的命令。在单片机实现的功能中，将模数转换后的信号做数字滤 波，再进行线性化处理，然后送显示，这过程的软件实现， 需要单片机有较快的运算速度，使仪表监测人员能够观测到实时的 烟雾浓度，并进行相应处理。同时，在能够满足报警器设计的计算 速度及接口数的要求的同类型单片机中，要考虑选择价格低廉且体 积轻巧的机型，在保证了报警器的精确性可靠性及抗干扰性的基 础上，能够不提高成本，缩小体积。 为适用于本论文设计的烟雾检测报警器，应选择种比系 列速度快，功耗低，抗干扰性好，而又避免语言编程溢出问题的单 片机。宏晶科技新推出的系列单片机具有高速低功耗超 强抗干扰等优点，是的新代单片机，指令代码完全兼容传统 ，速度却比单片机快倍。而且系列下属的 系列单片机是低功耗单片机，它的高效寻址方 式大容量转换硬件乘法器硬件脉宽调 制器等功能特点，较好的实现了强大的功能与超低功耗的结 合。而且在功能同样的情况下，管脚较少封装体积小......”。

8、“.....因此具有很好的性价比和应用适应性。 烟雾检测报警器硬件电路设计 信号采集及前置放大电路 传感器输出信号般比较微弱，需要经过前置电路对其进行放 大滤波电平调整，满足单片机对输入信号的要求。本系统采用的 半导体烟雾传感器属于电阻型，因此只需串联个参考电阻，再经 过个放大电路即可发送给采集。由于系统采用的是单极性供 电，所以采用同相比例放大电路，可以减少硬件开销反之，如果 采用反相放大，则般需要利用双极性供电，这就需要系统额外的 利用变压芯片产生个负压，这显然会造成浪费。常见的运算放大 器中，价格低廉使用简单等优点比较突出，所以本设计中 的前置放大电路采用作为电路的运算放大器。 是单片高增益四运算放大器，可在较宽电压范围内的单电 源或双电源下工作，其电源电流很小且与电源电压无关，四个运放 致性好其输入偏流电阻是温度补偿的，也不需外接频率补偿， 可做到输出电平与数字电路兼容。 下面详细介绍运算放大电路 如图所示......”。

9、“.....但是为保证引入的是负反馈，输出电压通过电阻 接到反相输入端，同时，反相输入端通过电阻接到参考电压 。 同相比例运算电路中反馈的组态为电压串联负反馈，同样可以利 用理想运放工作在线性区时的两个特点来分析其电压放大倍数。在 图中，根据运放的虚短和虚断的特点可知 所以 而且 由以上两式可求出 所以本放大电路的放大倍数，此放大电路为同相比 例放大电路，它的放大倍数总是大于或等于。同相比例运算电路有 以下几个特点 同相比例运算放大电路是个深度的电压串联负反馈电路。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......”。