光电型烟雾探测器的设计报告

光电式烟雾报警器的设计【摘要】随着现代家庭用火、用电量的增加，家庭火灾发生的频率越来越高。

烟雾报警器也随之被广泛应用于各种场合。

本设计是利用单片机结合传感器技术而开发设计了这一烟雾报警系统。

论文中主要针对烟雾报警系统中的各个组成部件进行了介绍，对它的主控电路和外围设备电路之间的接口技术做了重点介绍。

关键词：报警器、80C51、烟雾传感器Abstract: With the modern home with fire, electricity consumption increases, the frequency of home fires is getting higher and higher. Smoke detectors have also been widely used in various occasions. This design is bined with the use of single-chip sensor technology development and design of the smoke alarm system. The main thesis of the smoke alarm system for the various ponents are introduced, its control circuit and peripheral equipment circuit interface between technology and software have been the focus of introduction.Keywords: 80C51, smoke sensor alarm.目录1 绪论31.1烟雾报警器的发展及现状31.1.1 火灾探测技术31.1.2 火灾探测器的发展趋势31.2论文研究的目的及意义41.3论文内容42基于C51单片机的烟雾报警的设计方案62.1任务分析62.2设计方案62.2.1方案设计思想62.2.2 总体框图73.1主控电路设计73.1.1 80C51系列73.1.2 80C51的基本结构83.1.3 80C51单片机的的封装和引脚93.1.4 80C51单片机的时钟103.1.580C51单片机的复位113.2外围接口电路设计123.2.1 NIS-09烟雾传感器简介123.2.2 AD574A简介143.2.3 AD574A与80C51单片机接口电路163.2.4声光报警电路173.3总电路设计184 软件实现204.1编程KEIL环境介绍204.2程序流程204.3程序215 调试245.1调试的步骤245.2调试过程中遇到的问题及解决方法25结束语27谢辞28参考文献291 绪论1.1烟雾报警器的发展及现状1.1.1 火灾探测技术火灾作术为一种在时空上失去控制的燃烧所引发的灾害，对人类生命财产和社会安全构成了极大的威胁。

第1篇一、实验目的1. 了解烟雾传感器的原理和特性；2. 掌握烟雾传感器的应用领域；3. 学会使用烟雾传感器进行烟雾浓度检测；4. 提高动手实践能力。

二、实验原理烟雾传感器是一种将烟雾浓度转换为电信号的装置。

当烟雾浓度超过设定阈值时，传感器输出高电平信号，表示有烟雾存在；当烟雾浓度低于设定阈值时，传感器输出低电平信号，表示无烟雾。

烟雾传感器通常采用光散射原理进行检测。

当烟雾进入传感器内部时，部分光线被散射，散射光被传感器接收并转换成电信号。

根据散射光的强弱，可以判断烟雾浓度。

三、实验器材1. 烟雾传感器（MQ-2型）1个；2. Arduino开发板1块；3. 连接线若干；4. 电源适配器1个；5. 气球若干；6. 烟雾发生器1个（可选）。

四、实验步骤1. 将烟雾传感器连接到Arduino开发板的模拟输入端（A0）；2. 将Arduino开发板连接到计算机，并安装Arduino IDE；3. 编写程序，设置烟雾传感器的阈值，并实时读取模拟输入端的数据；4. 通过串口监视器查看烟雾浓度变化情况；5. 使用气球或烟雾发生器模拟烟雾，观察传感器输出信号变化；6. 调整阈值，观察烟雾浓度与传感器输出信号的关系。

五、实验结果与分析1. 当无烟雾时，传感器输出低电平信号，串口监视器显示“无烟雾”；2. 当有烟雾时，传感器输出高电平信号，串口监视器显示“有烟雾”；3. 通过调整阈值，可以控制烟雾浓度检测的灵敏度。

六、实验结论1. 烟雾传感器可以有效地检测烟雾浓度，并在有烟雾时输出高电平信号；2. 通过调整阈值，可以控制烟雾浓度检测的灵敏度；3. 本实验验证了烟雾传感器的原理和应用，为后续烟雾报警系统的研究奠定了基础。

七、实验注意事项1. 实验过程中，注意安全，避免烟雾对人体的危害；2. 烟雾传感器对温度和湿度敏感，实验时尽量保持环境温度和湿度稳定；3. 实验过程中，注意观察传感器输出信号的变化，以便及时调整阈值。

一、实训背景与目的随着社会的发展和科技的进步，火灾事故的发生频率和危害性逐渐增加。

为了提高火灾预防和应对能力，实训烟雾报警器技术应运而生。

本实训旨在通过设计和制作烟雾报警器，掌握烟雾检测原理、报警器设计与实现等相关技术，提高学员的实践能力和创新意识。

二、实训内容与步骤1. 烟雾检测原理学习首先，我们学习了烟雾检测的基本原理，包括光电式、离子式、电化学式等检测方法。

其中，光电式烟雾检测器因其灵敏度高、响应速度快等优点，成为本实训的主要选择。

2. 烟雾报警器设计根据烟雾检测原理，我们设计了烟雾报警器的基本结构，包括传感器、信号处理电路、报警装置和电源模块等。

（1）传感器：选用MQ-2型半导体可燃气体传感器，其工作原理是通过电导率的变化来检测气体浓度，电阻的减小代表气体浓度的增加。

（2）信号处理电路：采用AT89C51单片机作为核心控制单元，通过ADC0809芯片将传感器输出信号转换为数字信号，便于进一步处理。

（3）报警装置：当检测到烟雾浓度超过预设阈值时，单片机控制蜂鸣器和LED灯同时工作，发出声光报警信号。

（4）电源模块：采用可充电锂电池作为电源，保证报警器在无外部电源的情况下仍能正常工作。

3. 电路搭建与调试根据设计图纸，我们搭建了烟雾报警器的实际电路，并进行调试。

调试过程中，我们通过调整电路参数和传感器灵敏度，使报警器在正常情况下不发出报警信号，而在烟雾浓度超过预设阈值时能够及时发出报警。

4. 系统测试与评估在完成电路搭建和调试后，我们对烟雾报警器进行了系统测试。

测试结果表明，报警器能够准确检测烟雾浓度，并在烟雾浓度超过预设阈值时及时发出报警信号，达到了预期目标。

三、实训成果与总结通过本次实训，我们成功设计和制作了一款烟雾报警器，掌握了烟雾检测原理、报警器设计与实现等相关技术。

以下是本次实训的主要成果：1. 掌握了烟雾检测原理和传感器应用技术。

2. 学会了基于单片机的报警器设计与实现。

3. 提高了电路搭建和调试能力。

烟雾报警器报告1. 概述烟雾报警器是一种能够及时发现烟雾并发出警报的设备。

它广泛应用于家庭、办公室、商业场所等各种建筑中，起到保护人们生命财产安全的重要作用。

本报告将对烟雾报警器的原理、工作方式以及使用注意事项进行详细介绍。

2. 烟雾报警器的原理烟雾报警器基于光电传感器工作原理。

其主要组成部分包括光源、光敏传感器和控制电路。

当烟雾进入烟雾报警器的探测室时，烟雾中的微小颗粒会散射光线，光线会被光敏传感器检测到。

控制电路会根据光敏传感器接收到的信号判断是否有烟雾存在，并触发报警器发出警报。

3. 烟雾报警器的工作方式烟雾报警器主要包括火警报警和故障报警两种工作方式。

3.1 火警报警当烟雾报警器探测到室内的烟雾超过一定程度时，它会立即触发火警报警。

通过触发内部的声光器件，烟雾报警器会发出响亮而刺耳的声音和强烈的闪光灯信号，以提醒人们火灾的发生。

同时，烟雾报警器还可以通过与消防设备或手机APP等设备联动，及时向相关人员发送警报信息。

3.2 故障报警除了火警报警，烟雾报警器还会进行定期的自检。

一旦发现自身故障或低电压情况，烟雾报警器会触发故障报警。

故障报警通常是通过声音或闪烁灯光来提示用户。

当用户听到故障报警声音或看到闪烁灯光时，应该采取相应措施，如更换电池或及时联系维修人员进行故障排查。

4. 烟雾报警器的使用注意事项为了确保烟雾报警器的正常工作以及用户的安全，以下是一些使用注意事项：•安装位置：烟雾报警器应该安装在天花板中央位置，远离门窗和空调出风口。

这样可以最大程度地提高敏感度和减少误报。

•定期测试：为了确保烟雾报警器的正常工作，建议每月进行一次测试。

按下测试按钮，观察是否能听到报警声音和看到闪烁灯光。

•定期更换电池：对于使用电池供电的烟雾报警器，应该定期更换电池以防止电池耗尽导致无法及时发出报警信号。

通常建议每半年更换一次电池。

•定期清洁：由于长期使用会导致烟雾报警器积灰和污垢，建议每季度进行一次清洁。

烟雾报警器开题报告引言随着人们对家庭安全的重视，烟雾报警器作为一种非常重要的安全设备，受到了广泛的关注和应用。

本文将探讨烟雾报警器的原理、组成以及功能，并提出一种基于传感器技术的新型烟雾报警器设计方案。

1. 烟雾报警器的原理烟雾报警器是一种能够检测烟雾并发出警报的设备。

它的原理基于烟雾颗粒对光的散射和吸收特性。

一般来说，烟雾报警器可以分为离子式和光电式两种类型。

1.1 离子式烟雾报警器离子式烟雾报警器利用放射性源产生的α粒子电离空气，形成电离室，当烟雾进入电离室时，会导致电离室中的电离程度发生变化，从而触发报警装置。

1.2 光电式烟雾报警器光电式烟雾报警器使用光电传感器来检测烟雾。

它工作时，首先发出一个红外光束，然后通过光敏电池来检测光束是否被烟雾阻挡，一旦光线被烟雾阻挡，报警装置会被触发。

2. 烟雾报警器的组成一个典型的烟雾报警器由以下几个主要组成部分构成：2.1 烟雾传感器烟雾传感器是报警器的核心部件，用于检测烟雾浓度和触发报警信号。

根据烟雾报警器的类型，可以使用离子式传感器或光电传感器。

2.2 报警器报警器是烟雾报警器的声光部分，当烟雾传感器检测到烟雾时，会触发报警器发出声音和光线，提醒用户注意火灾风险。

2.3 电源烟雾报警器需要一个稳定可靠的电源供电，以保证其正常工作。

通常，烟雾报警器使用电池或者直接连接到电网。

3. 新型烟雾报警器的设计方案基于传感器技术的新型烟雾报警器方案可以提供更高的安全性和便利性。

以下是一种可能的设计方案：3.1 多传感器组合新型烟雾报警器可以采用多种传感器的组合，如烟雾传感器、温度传感器和气体传感器等。

通过多传感器的组合，可以更准确地检测火灾风险，并及时发出警报。

3.2 无线通信技术新型烟雾报警器可以采用无线通信技术，将报警信号发送到用户的手机或者云端服务器。

这样，用户可以通过手机App实时监控家庭的安全状态，并及时采取相应的措施。

3.3 智能化控制新型烟雾报警器可以配备智能化控制系统，通过人工智能算法对传感器数据进行分析和处理。

一、摘要本实验旨在设计和实现一款基于光电式烟雾传感器的烟雾报警器。

通过分析烟雾报警器的原理，设计电路图，并选用合适的电子元件，完成了烟雾报警器的制作。

实验过程中，对电路进行了测试和调试，验证了报警器的功能。

最终，该烟雾报警器能够有效检测到烟雾并发出声光报警，为火灾预防提供了技术支持。

二、引言烟雾报警器作为一种重要的消防设备，能够及时检测到火灾发生时的烟雾，发出警报，为人员疏散和消防扑救提供宝贵的时间。

随着科技的不断发展，烟雾报警器的种类和功能也在不断丰富。

本实验旨在通过设计和制作一款基于光电式烟雾传感器的烟雾报警器，了解烟雾报警器的原理和制作方法，提高对火灾预防的认识。

三、实验原理烟雾报警器的工作原理是利用光电传感器检测烟雾对光的散射或吸收，从而判断烟雾的存在。

当烟雾进入报警器内部时，光电传感器会检测到光线的减弱或散射，进而触发报警电路，发出声光报警。

四、实验器材1. 光电式烟雾传感器2. 单片机3. 声光报警模块4. 电阻、电容等电子元件5. 电源6. 调试工具五、实验步骤1. 电路设计：根据烟雾报警器的原理，设计电路图。

电路主要由光电传感器、单片机、声光报警模块、电阻、电容等元件组成。

2. 元件选型：根据电路图，选择合适的电子元件。

光电传感器选用光电式烟雾传感器，单片机选用STC89C51，声光报警模块选用普通声光报警模块。

3. 电路制作：按照电路图，将元件焊接在面包板上。

4. 电路调试：接通电源，观察报警器是否能够正常工作。

如果报警器不能正常工作，检查电路连接是否正确，元件是否损坏，并进行相应的调整。

5. 功能测试：将烟雾引入报警器内部，观察报警器是否能够及时发出声光报警。

六、实验结果与分析1. 电路测试：经过多次调试，电路连接正确，元件无损坏，报警器能够正常工作。

2. 功能测试：将烟雾引入报警器内部，报警器能够及时发出声光报警，达到预期效果。

七、结论本实验成功设计并制作了一款基于光电式烟雾传感器的烟雾报警器。

1 绪论电子科技的飞速发展，给古老的火灾报警系统生产带来了巨大的变革，现代的电子技术的研发，产生了一系列的火灾自动报警系统。

现代建筑的特点是楼层不断加高，这主要是从缓解城市用地的紧张的角度出发，同时还便于集中供电、供热、供气，便于集中管理和控制。

现在，不论是普通型（比如民用住宅）还是豪华型（比如高级宾馆）的高层建筑，都日益重视防火和安全技术的普及应用。

因为其楼层多、人员密集，如果发生火灾，疏散困难，扑救也困难，势必造成严重的人员伤亡和财产损失。

为了保障高层建筑的安全可靠，必须设计出具有可靠性高、实时性好的火灾自动报警与消防系统，其要求是：(1)当有火情发生时，能以最快的速度检测报警，并能检测火情发生的具体地点（特定的地址编码）；(2)经查实确认后，能及时的通报消防部门灭火；(3)系统本身应有自身故障检测的功能，如系统欠电压报警和自检功能等，保证自动报警系统功能完好；(4)较高的系统抗干扰能力，防止系统发生误报警。

目前，虽然已经有多种火灾自动报警系统，但大多还属于脱机方式，最终要靠人来联系消防部门，往往由于不能及时报警而造成巨大损失。

如果能够以在线的方式直接工作，将很大程度上减轻财产损失和人员伤亡。

我们正是着眼于这一问题，力图从根本上解决脱机信号传输方式存在的问题，直接将信号通过无线传输技术发送给主控室或消防部门，达到第一时间救火、灭火的目的[1]。

2 感烟火灾探测器的介绍2.1 离子感烟探测器离子型烟雾报警器，它在内外电离室里面有放射源镅241，电离产生的正、负离子，在电场的作用下各向正负电极移动。

在正常的情况下，内外电离室的电流、电压都是稳定的。

一旦有烟雾进入外电离室，烟雾达到3.0%/ft时就干扰了带电粒子的正常运动，使电流，电压就有所改变，破坏了内外电离室之间的平衡，于是就发出了信号达到报警的目的[2]。

由于离子烟雾报警器对小粒子较敏感，所以在烹饪时会有较快的反应。

如果你遇到过这类问题，你可以有以下几种选择：(1)将烟雾报警器安装在离烹饪的地方较远处，那么烟雾粒子到达报警器时就会变弱很多，如果你选择了这种方法，就应该弄清楚空气的流动方向。

题目：光电型烟雾探测报警系统系（部）：信息科学与技术系专业班：光信息科学与技术0305班姓名：高峰学号：20031182159指导教师：胡德明2007 年 3 月毕业设计（论文）开题报告光电型烟雾探测报警系统The Detecting Smoke and Alarming Based on Opti-electrical Principle摘要该设计是有单片微机控制的火灾自动探测报警控制器，将烟传感器及温度传感器接入单片微机，经微机运算和逻辑判断，经专用声光报警集成电路来进行火灾报警，异常（烟感，温感其中之一动作）报警，故障报警及引爆控制，消防一体化。

由于单片机集成度较高，故该设计具有结构简单，可靠性好，成本低等优点。

由于现代建筑事业的快速发展，在现代建筑中要求具有火灾报警以至自动消防系统，基于此目的，采用了AT89C51单片机以及8279芯片等进行设计，大大提高了系统的智能化和反应速度。

且本设计可同时用于监测多个区域，其工作原理与本文所介绍内容基本相同。

由于本设计所针对的场合的原因,所以对灭火剂的选择有非常严格的要求,即能够在喷放以后迅速接近火源并把其与空气隔绝，达到灭火的目的，七氟丙烷就是很好的灭火剂。

本设计为基于单片机的火灾报警系统，用于各类建筑中进行火灾探测和报警。

它以Intel公司的MCS-51系列单片机AT89C51为核心，采用烟传感器和温度传感器对异常状况进行多角度监测，通过专用的声光报警系统进行报警，接口电路来进行一系列灾后动作。

关键字：AT89C51单片机；8279芯片；传感器；火灾报警AbstractThis design has the fire automatic-detection which the monolithic microcomputer controls to report to the police the controller, turns on the smoke sensor and the temperature sensor the monolithic microcomputer, after microcomputer operation and logical judgement, Reports to the police the integrated circuit after the special-purpose acousto-optics to carry on the fire to report to the police, exceptionally (smoke feeling, the warm feeling one of them movement) reports to the police, the breakdown reports to the police and the ignition control, the fire integration. Because monolithic integrated circuit integration rate higher, therefore this design has the structure simply, reliability good, the cost is low and so on the merit.As a result of the modern architecture enterprise fast development, the request has the fire in the modern architecture to report to the police down to the automatic fire prevention system, based on this goal, has used the AT89C51 monolithic integrated circuit as well as 8,279 chips and so on carries on the design, greatly enhanced the system intellectualization and the reaction rate. Also this design may simultaneously use in to monitor many regions, its principle of work and this article introduced the content basic is same.Because this design aims at situation reason, therefore has the extremely strict request to the fire-extinguishing choice, namely will be able to spurt later rapidly to approach the fire hazard and it with the air isolation, achieved the fire fighting the goal, seven propyl fluoride will be the very good fire-extinguishing.Keywords:AT89C51 monolithic integrated circuit;8,279chips ;The fire reports目录摘要 (I)Abstract (II)绪论 (1)1 系统硬件电路设计 (3)1.1 系统硬件组成及工作原理 (3)1.2 传感器 (4)1.2.1 数字温度传感器 (4)1.2.2 离子感烟传感器 (8)2.3 主机电路及键盘显示电路 (11)2.3.1 AT89C51的结构及特点 (11)1.3.2 Intel8279芯片及键盘显示电路 (23)2.4 8279与单片机的接口 (28)2.5 报警接口电路 (29)2 噪声及其抑制 (31)2.1噪声的种类及来源 (31)2.2 噪声抑制 (31)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)绪论随着电子技术的飞速发展，各类分立电子元器件已及其所构成的相关功能单元已逐渐被功能更强大，性能更稳定，使用更方便的集成电路所取代。

「烟雾检测报警器的方案设计」烟雾检测报警器方案设计引言：一、需求分析：1.可靠性：报警器需要具备高可靠性，能够及时准确地检测烟雾并发出可听见的声音警报。

2.灵敏度：报警器需要能够感知微小的烟雾颗粒，以确保在早期阶段发现火灾隐患。

3.可调性：报警器需要具备可调节的敏感度，以适应不同环境中的烟雾浓度。

4.能耗低：考虑到长时间使用的需求，报警器需要具备低功耗特性，延长电池寿命。

1.传感器选择：烟雾传感器是烟雾检测报警器的核心部件，常用的烟雾传感器有光电式烟雾传感器和离子式烟雾传感器。

根据需求分析，我们选择光电式烟雾传感器。

该传感器能够通过检测空气中的烟雾颗粒的散射光和吸收光来判断烟雾的浓度和颗粒大小。

2.硬件设计：(1)主控芯片：选择一个低功耗的单片机作为主控芯片，具备足够的计算和存储能力。

(2)电源模块：采用锂电池或直流电源供电，提供稳定的电压和电流。

(3)显示模块：报警器需配备液晶显示屏，以显示当前的烟雾浓度和报警状态。

(4)声音输出模块：选择一个高音质的听觉输出设备，能提供响亮清晰的声音警报。

(5)传感器模块：将光电式烟雾传感器与主控芯片连接，通过传感器模块将传感器的数据传输给主控芯片。

3.软件设计：(1)数据处理：主控芯片接收传感器模块传输的数据，进行信号处理和数据分析，判断当前烟雾浓度是否超过设定的阈值。

(2)报警逻辑：根据数据处理的结果，如果烟雾浓度超过阈值，主控芯片会触发声音输出模块发出警报，并在液晶显示屏上显示警报信息。

(3)用户交互：为了方便用户操作，主控芯片还可以增加按钮或触摸屏模块，提供设置敏感度和关闭警报功能。

4.系统集成：将硬件设计与软件设计进行集成，确保各个模块之间能够正常工作。

同时，需要进行严格的测试和验证，以保证烟雾检测报警器在各种情况下都能正常工作。

结论：本文介绍了一个基于传感器技术的烟雾检测报警器的方案设计，包括硬件设计和软件设计。

通过合理的选择和集成各个模块，可以实现一个具备高可靠性、灵敏度可调的烟雾检测报警器。

烟雾传感器报告1. 简介烟雾传感器是一种可以检测周围环境中是否存在烟雾的设备。

它通常由一个敏感元件（如光敏电阻或光敏二极管）和一个信号处理器组成，可通过测量被烟雾或烟雾粒子散射的光强度来检测烟雾的存在。

烟雾传感器广泛应用于家庭和工业环境中，用于火灾监测和自动报警。

2. 工作原理2.1 光敏元件烟雾传感器的核心部分是光敏元件，它是一种能够对光敏感的材料。

常见的光敏元件有光敏电阻（LDR）和光敏二极管（Photodiode）。

它们的电阻或电流会受到光强的变化而发生变化。

2.2 散射原理当烟雾进入烟雾传感器时，烟雾中的微小颗粒会散射光线。

这些散射的光线会被光敏元件接收，从而使得光敏元件的电阻或电流发生变化。

烟雾越浓密，光线的散射越严重，光敏元件的电阻或电流的变化也越大。

2.3 信号处理传感器的信号处理部分负责将光敏元件的电阻或电流变化转换为可读取的电信号。

通常使用模拟信号转换为数字信号的方式，以便于进一步处理。

一些高级的烟雾传感器还可以通过与其他传感器（如温度传感器）和微处理器的结合，提供更多的功能，如温度补偿和报警输出。

3. 应用场景3.1 家庭安全烟雾传感器广泛应用于家庭安全领域，特别是用于火灾检测。

在家庭中，烟雾传感器通常安装在客厅、卧室和厨房等易燃区域附近。

一旦监测到烟雾，传感器会立即触发警报，并通过与家庭安全系统的连接，发送警报信息给家庭成员和安全公司。

3.2 工业环境在工业环境中，烟雾传感器被广泛应用于火灾监测和防护系统中。

它们通常安装在工厂、仓库和办公楼等易燃区域的天花板或墙壁上。

传感器可以及时检测到火灾，触发火灾报警系统，同时通过与消防系统的连接，启动灭火装置以控制火势。

3.3 智能家居随着智能家居技术的发展，烟雾传感器开始成为智能家居系统的一部分。

通过与智能家居中枢控制系统的连接，烟雾传感器可以实现与其他智能设备的互动。

例如，当烟雾传感器检测到烟雾时，可以自动关闭空调和电风扇，打开门窗以增加通风，或者向家庭成员发送手机通知。

烟雾报警器毕业设计
一、设计原理
具体而言，烟雾报警器包括光照源、光敏电阻传感器和处理电路。

光
照源发出红外光，光线经过烟雾介质后被光敏电阻传感器接收，并转换为
电信号。

处理电路对接收到的电信号进行放大和滤波处理，最终输出一个
与烟雾浓度相关的电信号。

当这个电信号超过设定的阈值时，触发报警器
进行报警。

二、设计方案
1.硬件设计
采用51单片机作为主控芯片，具有较强的数据处理和控制能力。

可
根据需求选择其他的单片机。

光照源选用红外发射二极管，光敏电阻传感器采用光电三极管。

单片
机通过模拟输入口读取光敏电阻传感器的电压，转化为数字信号。

电路部分可以采用基本的电路元件，如电阻、电容等。

为了简化设计，可以选择现成的模块，如AD转换模块、功放模块等。

2.软件设计
通过单片机的GPIO口控制发射二极管，通过读取光敏电阻传感器的
电压值判断烟雾浓度的高低。

需要设计一个合适的算法来计算烟雾浓度，并判断是否触发报警。

可
以设置一个阈值，当烟雾浓度超过该阈值时触发报警，否则保持正常状态。

在报警时，可以通过单片机的GPIO口控制蜂鸣器发出声音警报，并通过LCD显示屏显示警报信息。

三、总结
以上是一个简单的烟雾报警器毕业设计案例，具体实现方式和功能可以根据实际需求进行调整和扩展。

对于毕业设计，可以进一步研究和优化烟雾浓度的计算算法，加入网络通信功能，实现远程监控和控制等。

光电探测器设计报告设计人:摘要：本报告主要叙述本小组设计的基于光电效应的、可用于探测入射光频率的光电探测器的设计原理、设计过程和所期望实现的功能, 以及对此设计产品性能的估计。

一、设计原理比电效应是我们从中学就开始接触并且学习的知识，原理十分简单，但却有巨人的用处。

因此，我们选择这个我们熟知的知识作为基本原理，在它的基础上完成我们所设想的功能。

1.光电效应及其规律由于我们对光电效应己经有了较为深入的了解，所以对其发现历史不再赘述，这里只叙述一下基本的4条规律。

/I 1可變電源(1) 每一种金属在产生光电效应时都存在一个极限频率(或称截ll:频率)，即照射光的频率不能低于某一临界值。

相应的波长被称作极限波长(或称红限波长)。

当入射光的频率低于极限频率时，无论多强的光都无法使电子逸出。

(2) 光电效应中产生的光电子的速度和动能与光的频率有关，而与光强无关。

反应初动能的是截止电压即初动能为1 ,Ehn = =叫（3）光电效应的瞬时性。

实验发现.即儿乎在照到金属时立即产生光电流。

响应时间不超过lnso（4）入射光的强度只影响光电流的强弱，即只影响在单位时间单位面枳内逸出的光电子数冃。

在光颜色不变的情况2入射光越强，饱和电流越人，即一定颜色的光，入射光越强, 一定时间内发射的电子数目越多。

2.爱因斯坦光电效应方程光子能量E = hv・逸出功为W,则由能量守恒町以得到hv = - mVm + W乙实验中eU a = = hv — W乙整理公式即可得到W ev = T + h Ua这就是我们想要探测的入射光频率。

二、设计思路在我们做过许多次的实验电路图中，只要调节町变电源，使得电流表示数为零（即光电流为零），电压表所测得的电压就是我们需要的截止电压了。

但是，电源的调节是于•动的，我们希望自己的产品是自动测量的。

因此，我们可以将町变的直流电源变成-个交变电源，总有一个瞬间的电压可以使光电流为零，这时的电压就是我们所需要的截止电压。

第1篇一、实验目的1. 理解烟雾检测模块的工作原理。

2. 学习如何使用STM32微控制器读取烟雾传感器数据。

3. 实现烟雾检测的报警功能。

4. 掌握烟雾检测模块在家庭安全系统中的应用。

二、实验原理MQ-2烟雾传感器是一种金属氧化物半导体传感器，能够检测空气中的可燃气体和烟雾。

传感器的输出信号随着气体浓度的变化而变化，通常输出模拟信号。

STM32微控制器具有丰富的模拟数字转换器（ADC）通道，可以用来读取传感器的模拟信号，并将其转换为数字信号进行处理。

三、实验仪器与材料1. STM32微控制器开发板2. MQ-2烟雾传感器模块3. 杜邦线4. 电压表5. 连接线6. 编程软件（如Keil、IAR等）四、实验步骤1. 硬件连接（1）将MQ-2烟雾传感器的模拟输出引脚连接到STM32的ADC输入引脚。

（2）连接传感器的VCC和GND到STM32的供电和地线。

（3）连接蜂鸣器到STM32的GPIO引脚，用于报警。

2. STM32端编程（1）在STM32端，编写代码来初始化ADC，读取传感器数据。

（2）设置报警阈值，当传感器数据超过阈值时，触发报警。

（3）编写报警函数，当触发报警时，蜂鸣器响起。

3. 测试与验证（1）编写测试代码，验证STM32能够正确读取MQ-2传感器的数据。

（2）通过改变环境中的烟雾浓度，观察STM32是否能够正确触发报警。

五、实验结果与分析1. 实验结果通过实验，成功实现了烟雾检测模块的功能。

在环境中有烟雾时，STM32能够正确读取传感器数据，并在超过设定阈值时触发报警，蜂鸣器响起。

2. 分析（1）实验过程中，STM32能够稳定读取MQ-2传感器的数据，说明传感器工作正常。

（2）当环境中有烟雾时，传感器输出信号变化明显，STM32能够正确判断烟雾浓度，触发报警。

（3）报警功能实现良好，蜂鸣器在触发报警时能够发出声音，提醒用户注意。

六、实验结论本次实验成功实现了烟雾检测模块的功能，验证了MQ-2烟雾传感器在STM32微控制器上的应用。

烟雾传感器实验报告一、实验目的本实验旨在通过搭建烟雾传感器电路，探究烟雾传感器的工作原理，以及了解其在实际应用中的作用和意义。

二、实验原理烟雾传感器是一种能够检测空气中烟雾浓度的电子元件。

其原理是利用光敏电阻和发光二极管组成的光电二极管，当有烟雾进入传感器时，会吸收发射出来的光，使得光敏电阻的阻值发生变化。

通过检测光敏电阻的阻值变化，即可判断空气中烟雾浓度是否超过了设定值。

三、实验材料1. 烟雾传感器模块2. Arduino开发板3. 杜邦线若干四、实验步骤1. 将Arduino开发板与计算机连接，并打开Arduino IDE软件。

2. 将烟雾传感器模块与Arduino开发板连接。

将VCC引脚连接到5V 引脚，GND引脚连接到GND引脚，DO引脚连接到数字引脚2。

3. 在Arduino IDE软件中编写代码。

代码如下：int smokePin = 2; //定义烟雾传感器的数字引脚void setup() {Serial.begin(9600); //设置串口波特率为9600pinMode(smokePin, INPUT); //将烟雾传感器的数字引脚设为输入模式}void loop() {int smokeValue = analogRead(smokePin); //读取烟雾传感器的模拟值Serial.println(smokeValue); //将模拟值通过串口输出delay(1000); //延时1秒钟，避免数据过于频繁}4. 将代码上传至Arduino开发板，并打开串口监视器。

可以看到，每隔1秒钟，串口监视器会输出一次烟雾传感器的模拟值。

5. 在实验室中点燃一支香烟，并将其靠近烟雾传感器。

可以看到，随着香烟浓度的增加，烟雾传感器输出的模拟值也会逐渐增加。

五、实验结果分析通过本实验，我们成功地搭建了一个简单的烟雾传感器电路，并通过Arduino开发板对其进行了控制和检测。

在实验室中点燃香烟时，我们可以明显地看到，随着香烟浓度的增加，烟雾传感器输出的模拟值也会逐渐增加。

电子科学与应用物理学院微波光电子技术课程设计报告课题名称：光电型烟雾探测器的设计姓名: 陶辉专业班级：电子科11-1班指导老师：刘士兴小组成员：陶辉钟小康袁传翰陈国建赵凌峰日期： 2013-2014学年第3学期第1-2周一、火灾探测报警技术发展概况近十几年来，世界各国都对火灾的预防、报警和控制进行了大量的研究，使火灾探测报警系统产品更新换代速度非常快。

探测器的性能和系统的联动控制日趋完善，可靠性越来越高。

模糊控制、小波、神经网络等先进的理论方法越来越多地用于火灾的判定。

感烟式火灾探测器是目前世界上应用较普遍的一类火灾探测器，而光电感烟探测器是利用起火时产生的烟雾能够改变光的传播特性这一基本性质而研制的。

世界上火灾自动探测报警技术己经有100多年的历史。

1890年英国人研制成功了感温式火灾探测器，开创了历史上火灾探测技术的先例。

从19世纪40年代到20世纪40年代，感温探测器一直占据主导地位，火灾自动报警系统处于初级发展阶段。

这一时期探测器的主要类型有：定温探测器、差温探测器和差定温组合式探测器。

探测技术主要是根据感温探测器的采集的温度信号，判定它是否超过某一阈值。

但是由于感温探测器的灵敏度较低，探测火灾的速度比较慢，尤其对阴燃火灾往往不响应，因此，它无法较好地实现火灾早期报警的要求。

自20世纪40年代瑞士西伯乐斯公司研制出第一只离子感烟探测器，并组建了世界上第一家生产火灾报警设备厂，火灾自动报警技术开始了真正有意义的推广和发展。

到20世纪70年代，离子型感烟火灾探测器将感温火灾探测器排挤到次要地位，火灾信号传输为多线制，包括N+1线或更多线。

火势蔓延往往始于烟雾，感烟探测技术使人类在实现火灾早期报警向前迈进了一大步。

20世纪70年代末，由于离子感烟探测器的放射性问题以及抗干扰能力及稳定性差、误报率高的问题，一种更新的光电式感烟探测器得到了大力研制和发展，并逐渐打破离子式感烟探测器的垄断局面。

通常，离子式感烟探测器更适合侦测焰火，而光电式对缓慢的阴燃火比较敏感。

如何设计光电式烟雾报警器—烟雾光学迷宫任何物体闷烧或燃烧时，都会产生大量的颗粒，漂浮在空气中。

我们使用一束特定强度的光，照射这些微颗粒，产生大量的反射光，通过采集这些反射回来的光强，来测量漂浮颗粒在局部空气中的密度，判定其发生火灾。

我们总是希望接收到的光都是颗粒反射回来的光，而不是外界的干扰光，因此我们需要设计一个迷宫，隔离外部的干扰光。

目前在市面上我们可以看到各式各样的迷宫，如图1所示。

在这些迷宫中，我们总能发现很多共同之处和不同之处。

图1随着我们生活水平的不断提高，对产品的性能要求也越来越苛刻，如扩大使用温度范围、增加应用场合、延长电池使用寿命、增加探测火种和改善人机交换功能等。

我们也看到世界各国消防法规不断的更新，测试要求也越来越高。

如德国、美国等。

设计一款性能优异、价格低廉的烟雾光学迷宫（以下简称迷宫），成了我们思考的重点。

一个完整的迷宫包括三个部件：红外发射管、红外接收管和迷宫塑料件。

我们可以通过隔离值、气阻值、解析度、底噪值、准确度和温漂值等参数来衡量一个迷宫的性能。

隔离值，主要衡量迷宫结构的优异性，以百分比K来表示。

测量方式：使用特定波长和强度的点光源，立体360旋转照射迷宫，测量接收区的光强。

计算公式：K=（1- Sr / Si）* 100% /A；Si为照射光的强度，Sr为接收区的光强，A为距离单位。

气阻值，主要衡量迷宫的进气特性，以响应时间t来表示。

测量方式：在无对流的局部空气中，均匀的分布一定密度的烟雾颗粒，响应值以接收区的光强达到该烟雾密度值所需要的时间。

单位t秒每A 密度。

解析度，主要衡量迷宫能测量最小烟雾颗粒的密度值，以光强l 来表示。

测量方式：在一定气流的局部空气中，均匀的分布一定密度的烟雾颗粒，测量接收区的光强。

单位mW每A密度的B颗粒。

底噪值，主要衡量迷宫的结构对检测的红外光所产生干扰光的量，以百分比K来表示。

测量方式：红外发射管以一定强度照射，测量接收区的光强。

烟雾报警器实验报告烟雾报警器实验报告引言：烟雾报警器是一种常见的安全设备，广泛应用于家庭、办公场所和公共场所等。

它通过检测空气中的烟雾浓度来发出警报，提醒人们及时采取安全措施。

本实验旨在验证烟雾报警器的工作原理，并探讨其在不同环境条件下的灵敏度和可靠性。

实验一：工作原理验证我们首先将烟雾报警器连接到电源，并将其放置在一个密闭的容器中，以模拟真实环境中的空气流动。

然后，我们点燃一根蜡烛，并将其放置在容器的一侧。

当烟雾逐渐弥漫到烟雾报警器的探测区域时，我们观察到报警器迅速发出警报声。

通过这个实验，我们验证了烟雾报警器的工作原理。

它内部装有一个光电传感器，当空气中的烟雾浓度超过设定阈值时，传感器会发出光信号。

这个光信号被转化为电信号，触发报警器发出声音和光信号，警示人们有烟雾存在。

实验二：灵敏度测试为了测试烟雾报警器的灵敏度，我们设置了不同浓度的烟雾，并记录了报警器的触发时间。

我们使用了一种专门设计的烟雾发生器，可以控制烟雾的浓度和释放速度。

在实验过程中，我们逐渐增加了烟雾的浓度，并记录了烟雾报警器的触发时间。

结果显示，随着烟雾浓度的增加，报警器的触发时间明显缩短。

这表明烟雾报警器对于高浓度的烟雾更为敏感，并能够更快地发出警报。

实验三：可靠性测试为了测试烟雾报警器的可靠性，我们在不同环境条件下进行了多次实验。

我们选择了室内、室外、高温和低温环境进行测试，并记录了报警器的触发时间和误报率。

实验结果显示，在各种环境条件下，烟雾报警器都能够正常工作，并及时发出警报。

无论是在室内还是室外，无论是在高温还是低温环境下，烟雾报警器都能够准确地检测到烟雾，并发出及时的警报。

结论：通过以上实验，我们验证了烟雾报警器的工作原理，并测试了其在不同环境条件下的灵敏度和可靠性。

烟雾报警器通过检测空气中的烟雾浓度来发出警报，能够及时提醒人们采取安全措施。

在灵敏度测试中，烟雾报警器对于高浓度的烟雾更为敏感，并能够更快地触发警报。

光电感烟火灾探测器的电路设计电光电感烟火灾探测器分为减光式和散射光式，分述如下：减光减光式光电感烟火灾探测器探减光式测器的检测室内装有发光器件及受光器件。

在正常情况下，受光器件接收到发光光器件的一定量的光；而在火灾时，探测器的检测室进入了大量烟雾，发光器件的发射光受到烟雾遮挡，使受光器接收的光量减少，光电流降低，探测器发出报警信号。

原理示意图见图1，目１前这种形式的探测应用较少。

散射减光式光电感烟火灾探测器探减光探测器的检测室内也装有发光器件和受光器\}图1 减光式光电感烟火灾探测器原理图件。

在正常情况下，受光器件是接收不到发光器件发出的光的，因而不产生光电流。

在火灾发生时，当烟雾进入检测室时，由于烟粒子的作用，使发光器件发射的光产生漫射，这种漫射光被受光器件接收，使受光器件的阻抗发生变化，产生光电流，从而实现了将烟雾信号转变为电信号的功能，探测器发出报警信号。

原理示意图如图2。

作为发光器件，目前大多采用大电流发光效率高的红外发光管，受光器件多采用半导体硅光电管。

受光器件阻抗是随烟雾浓度的增加而降低的，变化曲线如图3所示。

烟浓度以减光率表示，单位m，即每米内光减少的百分数。

2光电感烟火灾探测器的电路设计光电感烟火灾探测器的电路原理图如图4所示。

图2 散射光式光电感烟火灾探测器原理图图3 受光器件阻抗随烟浓度变化曲线图4 电路原理框图对该探测器的设计除了符合国际要求外，我们还要求探测器在正常监视状态下工作电流不大于100 μA，探测器的电源为24 V直流电压，探测器的输入阻抗为240 kΩ，呈高阻状态。

在报警时，工作电流不大于80 mA，并等效于一个7 V左右的稳压管，呈低阻状态。

因此，探测器静态功耗很小，同时也有利于区别探测器的两种不同工作状态，以便与座电路相匹配，实现频率的远距离传输。

2.1 倒相电路(图5)图5 倒相电路按国标规定，探测器输入24 V直流电压。

桥式倒相电路的优点在于接入电源时不必分正负端，可以随意接入电压的两根线，而输出是有确定极性的＋E电压，给施工安装带来很大方便。