MSP430F149的智能火災報警系統的設計方案

摘要：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報警系統。以環境溫度、煙霧濃度作為判斷火災的依據，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。并且該系統以MSP430F149 為下位機，完成數據采集、預處理以及對現場裝置的控制，以 PC 機為上位機，完成各種復雜的數據處理和對單片機的控制。設計的智能火災報警系統具有較高的可靠性、穩定性、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。

　　引言

　　火災嚴重威脅著人類的生命財產安全，每年我國由火災引起的災難數不勝數，然而，準確、及時的對火災進行預測已成為迫在眉睫的事情。目前，火災探測技術是預防火災發生的最有效的手段，根據火災發生初期的跡象來判斷并進行預測，從而使人們在第一時間對這些跡象進行處理，有效的減少了火災的發生。

　　普通可燃物燃燒的表現形式是：首先產生燃燒氣體和煙霧，在氧氣供應充足的條件下才能達到完全燃燒，產生火焰并發出一些可見光與不可見光，同時釋放大量的熱，使得環境溫度升高。普通可燃物由初起陰燃階段開始，到火焰燃燒、火勢漸大，最終釀成火災的起火過程。在該系統中我們以環境溫度、煙霧濃度作為判斷火災的依據。

　　傳統火災報警系統有結構簡單、準確度低、存在誤報和漏報等問題，針對智能建筑中火災報警系統這些問題，本文設計了基于MSP430F149 的智能火災報警系統，該系統具有較高的可靠性、穩定性、準確度高。

　　1 硬件電路設計

　　該系統以單片機MSP430F149 為核心，以環境溫度、煙霧濃度作為判斷火災的依據，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。

　　圖1 系統總體結構圖

　　1.1 單片機微處理器

　　MSP430F149 是一種16 位的單片機，它具有集成度高，外圍設備豐富、超低功耗等優點，在工業中有著廣泛的應用。內部集成有8 路12 位A/D 轉換器、片內看門狗定時器、一個硬件乘法器以及48 個I/O 引腳。

　　1.2 溫度測量模塊

　　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

　　1.3 聲光報警模塊

　　蜂鳴器在微處理器判斷為火災時發出報警指示音。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