李珉澄 1 ，李 泓 2
（1.桂林电子科技大学，广西 桂林 541004；2.无锡商业职业技能学院，江苏 无锡 214153）
摘 要：介绍了一种车载烟雾报警体系的规划计划，包括一个带触摸屏液晶的主机和多个散布式装置的勘探器，通过RS485总线衔接。计划选用半导体气体传感器完成，灵敏度高、本钱低、寿命长，通过基准电压主动标定、主动校对和丈量值温度补偿，处理了半导体气体传感器漂移和受温度影响大的问题，完成了烟雾的牢靠检测，为轿车火灾前期预警供给了牢靠确保，具有较强的实用性。
关键词：半导体气体传感器；RS485；主动校对；主动标定；温度补偿
近年来，轿车火灾事故时有产生，给国家和公民的生命产业形成了巨大的丢失，经验是深入的，现在轿车火灾事故已经成为媒体言论的焦点，社会各界对此广泛重视。特别是城市公交车和远程大巴车因为选用空调体系使得人们处于一个相对关闭的环境，给火灾处理和人员逃离都带来了许多的不方便，操控火灾的产生和先期的预警就显得尤为重要。因而，抓好火灾防备有必要借助于高科技防火灾产品在其轿车范畴上的运用，将其灾情前期发现并操控消除在危险萌发中。
1 烟雾检测原理
关于火灾烟雾方面的监测，一般首要选用烟雾传感器与温度传感器，其间烟雾传感器首要有离子式、光电式和气敏式等几类。它们的作业原理就决议了其监测方法只要在火灾到达必定程度后才干进行报警作业，并且存在对部分特别火焰的焚烧无法辨认的现象，这种监测的方法是无法关于前期产生的火灾进行报警的，其监测也是不全面的，假如待火灾到达必定程度报警，必然无形中给产业与生命安全形成更大丢失。
近年来,跟着气体传感技能的开展，气体传感器和传统火灾勘探器相结合的勘探技能，已广泛应用于轿车火灾烟雾勘探范畴。在火灾进程中，简直每种物质均要产生不充分焚烧的CO和烟雾，特别是阴燃阶段的火灾更是如此，由火灾孕育到剧烈焚烧CO和烟雾阅历由无到有，由小到大，然后逐步减小的规律性改变进程，并且CO和烟雾比空气密度小，更简略更早漂浮完成前期预警。因而检测CO和烟雾适合于火灾前期勘探，这关于较早的时刻捕捉到火灾产生信息非常重要。
半导体气体传感器是运用气体在半导体外表的氧化复原反响导致灵敏元件安排产生改变而制成的，它的长处是本钱低价、制造简略、灵敏度高、呼应速度快、寿命长、对湿度灵敏度低；它的缺陷是对气体挑选性差、输出非线性、安稳性不抱负，适用于单点或少数检测点报警，不适合于定量检测运用。关于轿车运用环境来说，是比较适宜的一种气体传感器，可是在运用中要处理安稳性不行的问题。
2 车载烟雾报警器体系规划
整个车载烟雾报警体系分为两个部分：装置于驾驶员侧的主机和散布装置在车厢遍地的勘探器，主机和勘探器通过RS485总线衔接在一起。其装置散布如图1所示。
3 车载烟雾报警器主机规划
车载报警器主机用于轮询勘探器状况并依据读取数据在液晶屏上显现个勘探器的状况，假如勘探器未衔接，相应勘探器状况显现灰色，假如状况正常显现绿色，假如超出报警值则依据超出程度显现黄色或赤色。
车载报警器主机体系组成如图2所示。
4 车载报警器烟雾勘探器规划
车载报警器勘探器用于检测烟雾浓度，并依据烟雾浓度确认当时是否存在火灾危险，依据烟雾浓度把当时状况判别为正常、轻度污染或许重度污染。其体系组成入图3所示。
图中，电源电路选用开关降压芯片XL2596把轿车电源12 V或24 V转化成5 V供勘探器其他电路运用；电扇为5 V直流电扇，用于构成将车箱内气体吸入勘探器内部进行检测，供给比天然分散型结构更快的检测速度；半导体气体传感器通过比较郑州炜盛公司的MP503、MP801、MP901、日本费加罗公司的TGS2602、TGS2602在运用中的安稳性、安稳时刻、信号灵敏度，终究挑选了MP801，可以在开机2 min内到达安稳，且灵敏度较高、安稳性不错；温度传感器运用热敏电阻检测半导体气体传感器作业环境温度，然后单片机通过算法进行温度补偿；LED仅仅电路选用红绿双色LED，可以完成绿色、橙色和赤色3种状况的显现；RS485转化电路完成和主机的总线衔接。
5 基准电压值主动标定和主动校对
车载烟雾勘探器运用MP801半导体传感器进行烟雾检测。其根本电路如图4所示。
图中，传感器MP801的1脚和4脚之间为加热体，额外作业电压5 V，用于确保2、3脚之间的检测体的正常作业。刚上电时，检测体的阻值很小，导致输出电压VR比较大，需求通过一段时刻的预热今后，检测体的阻值才会安稳下来，此刻VR输出一个安稳的值，这个值才可以作为基准电压来进行烟雾的判别。
在程序规划中，考虑到了上电预热安稳的进程，其主动标定基准电压的流程如图5所示。
当车厢内有烟雾时，传感器检测体阻值下降，VR输出电压上升，通过比较丈量到的VR电压值和基准电压比较就可以判别得到当时车厢内烟雾的状况。可是，在实践运用中，半导体传感器存在着漂移的现象。在没有烟雾的状况下，传感器检测体的阻值也会产生缓慢改变，假如时刻满意长，则这种漂移会满意大，然后导致判别的过错。所以在运用中有必要对基准电压进行主动校对。基准电压主动校对算法如下：
1）每10 s核算VR输出均匀电压，并和基准电压比较。假如差值小于限值，则进入过程2；假如差值大于限值，则计时清零，回来过程1。
2)和上一次丈量均匀值比较，假如差值小于限值，则进入过程3；假如差值大于限值，则计时清零，回来过程1。
3)计时值加1，假如计时值到达设定值，则保存新的基准电压，并清零计时值，回来过程1。
6 丈量值温度补偿
半导体气体传感器的功能受温度的影响比较大，所以在运用时需求依据温度对丈量电压值进行补偿。传感器输出电压温度补偿曲线如图6所示。
7 定论
实践制造的样机，通过运用查验，可以满意实践运用的需求，灵敏度较高，安稳性满意要求，能牢靠地进行烟雾检测，完成火灾的前期预警。
参考文献
[1] MP801气体传感器数据手册.郑州炜盛电子科技有限公司.
[2] MP901气体传感器数据手册.郑州炜盛电子科技有限公司.
[3] MP503气体传感器数据手册.郑州炜盛电子科技有限公司.
[4] TGS2603用于异味与空气污染物检测的气体传感器.深圳市新世联科技有限公司.
[5] DC80480F070_1000_0T 数据手册 V1.0.广州大彩光电科技有限公司.
本文来源于科技期刊《电子产品世界》2020年第01期第81页，欢迎您写论文时引证，并注明出处。
