摘要：为了防止因机动车自燃带来的人身和产业危害，文章规划了车载火灾报警器，其用单片机做主操控芯片，选用K型热电偶和MAX6675芯片对机动车上的易燃点和基准点的温度进行实时检测，当比较到易燃点温度和基准点温度超越设定的答应温差值时，宣布报警。进行了车载火灾报警器运转和测验试验，获得了预期的成果，检测到了机动车易燃点与基准点的温度差值，据此完成了对机动车自燃火灾的预报警。
0 导言
据统计，2011年全国发生机动车火灾12095起，形成逝世14人，受伤14人，直接产业损失21417.4万元。在导致机动车火灾的原因中，自燃排第二位，本文规划的车载火灾报警器主要是针对机动车自燃现象，对机动车易燃点进行温度监控，挨近自燃临界点温度时报警，防止机动车自燃现象的发生。
1 方案规划
美国国家火灾查询协会(NAFI)火灾及爆破判定查询中心(CFEI)专业工程师理Richard H.Schulze解读轿车自燃的最大的原因是因为有许多易燃液体(助燃液)存在。在许多情况下，这些易燃液体都提早预热，并且接受必定作用力，这些易燃液体包含(当然或许还有其他)汽油、柴油燃料、主动变速箱专用油、动力转向器油、发动机润滑油、传动装置油、齿轮润滑油、(液压器的)刹车油、防冻油、空调制冷用油(掺杂冷却剂)等。所有这些易燃液体(助燃液)自身都有一个自燃温度，一旦到达这一温度就会点着，无需任何火花或火焰去激起。所以，对相关自燃点的温度进行监控，就可有用地防止轿车自燃。
现有的报警器主要是烟雾报警器，是通过监测烟雾的浓度来完成火灾防备;一般选用烟雾传感器来勘探现场已发生的焚烧物发生的烟雾浓度，并把浓度巨细反应给操控器，经操控器判别后宣布声光报警，其最大的缺陷是，现场己呈现焚烧物，即火灾已发生。因而，为了战胜这样的缺陷，本文规划在机动车还未发生焚烧时，即通过其温度的改变提早报警，以防止轿车自燃。
温度火灾报警器中有两种温度传感办法，一种是温升式温度传感办法，另一种是温差温度传感办法。按UL规范(美国电器工会规范)，其间，温差式温度火灾报警器指当环境温度在1min内上升到比本来的环境温度相差22℃时，也就是指当呈现警情时温度忽然上升应及时报警。本文规划的车载火灾报警器归于温差式温度火灾报警器。
车载火灾报警器由测验车辆指定部位的温度传感器A、B和作为基准点的温度传感器C组成。当A点与C点或B点与C点的温差在5s内大于设定值时，即由设置于驾驭室内的警报器对驾乘人员宣布声光警报，提示驾驭员当即泊车查看，防止人身伤亡和产业损失;
硬件结构框图如图1所示，选用温度传感器并行监测A、B、C三点的温度值，选用单片机作为主操控器，操控温度值采样和比较，假如在必定时刻内A与C或B与C的温差超限，则输出报警信号，发动报警驱动电路，蜂鸣器鸣叫，发光二极管闪耀报警，直到手动复位。电源电路将车载24V直流电转化成5V直流供报警器运用。
2 电路规划
本报警器的操控器选用常用单片机芯片AT89C51。
2.1 电源电路
本文选用LM2576-5芯片为中心元器材构成报警器的电源电路，把车载电瓶的12V或24V直流电转化成电压为5V，最大电流为3A的直流稳压电源供运用。LM2576-5芯片是美国国家半导体公司出产的降压开关型集成稳压电路，它内含固定频率振荡器(52kHz)和基准稳压器(1.23V)，并具有完善的维护电路，包含电流约束及热关断电路等，使用该器材只需很少的外围器材便可构成高效稳压电路。
LM2756-5芯片的各引脚功用如下：
1脚：Vi，7～40V电源输入。
2脚：OUTPUT，输出端。
3脚：GND(PWRGND)，电源地。
4脚：FB，电压反应输入。
5脚：
，TTL电乎低功耗/正常两种形式操控。
车载电源转化电路如图2所示。
输出电压U0通过LM2756～5的电压反应输入端送入与基准电压比较，脉冲操控电路依据比较成果发生可控的脉冲信号操控开关管VT的导通与截止，通过电感L的储能，经%&&&&&%C滤波后得到安稳的输出电压U0，二极管VD在开关管VT截止时为电感L供给了续流通路。
2.2 温度收集电路
考虑到机动车所在的或许的环境温度和需求检测的焚烧临界点温度值，选用K型热电偶和MAX6675芯片进行温度收集，热电偶归于自发电型传感器，丈量温度时不需求外加电源、结构简略、运用方便，其电极不受巨细和形状的约束。MAX6675是一种带有线性校对、热电偶断线检测、冷端补偿的串行K型热电偶模数转化芯片。温度收集电路如图3所示。
3个K型热电偶别离安装在测温点A、B、C，收集到的热电势经MAX6675温度补偿后转化成数字信号送给单片机，形成了3个数据收集通道。
MAX6675的输入端T+、T-和K型热电偶衔接，3个通道的温度数据通过串行输出端SO别离接单片机的P1.0、P1.5、P1.6，片选端
别离由单片机的P1.2、P1.3、P1.4，时钟端SCK由单片机的P1.1操控。
2.4 人机接口电路
本报警器的人机接口电路见图4所示，用数码管显现A、B、C三点的温度值和温差设定值，数码管选用动态扫描显现的操控办法，单片机的P0口通过74LS245芯片接到数码管的段选线，P2.0～P2.3口接位选线：74LS245S是8路同相三态双向总线收发器，可双向传输数据，用于驱动数码管。从单片机的P3口接了3个独立式按键作为温差设定输入设备，从P2.7接了三极管驱动蜂鸣器，从P2.7接了发光二极管，作为温差反常时的声光报警。
3 程序规划
软件规划选用结构化程序规划思路，由主程序和若干子程序构成。
主程序：温差设定，设定温度收集时刻距离，发动温度收集。
读出温度子程序：读取从MAX6675转化来的热电势的二进制代码值，取出有用的温度数据，并依据K型热电偶分度表，查询读到的热电势对应的温度值，并转化成相应的BCD码温度值。
温度比较子程序：别离将A、B点温度值与C点比较，假如超限，在设定时刻规模内继续检测和判别，的确超限，输出软件中止信号。
中止服务子程序：驱动报警电路。
4 报警器运转及测验
本文规划的报警器重复运转屡次，功用都能满意规划要求，并进行了温度检测功能和报警器精度测验。
4.1 报警器运转
上电后，每隔5s轮番收集C、A、B三点的温度，测温规模为-55～+125℃，别离显现为“C***““A***””B***”，若超出测温规模，温度值将显现为零。
在温度显现期间，可进行温差规模设定，开机默许温差为20℃。用按键K1、K2、K3进行其他温差值的设定，按下K1短于0.5s，进入温差设定状况，显现为EC20，按下K2一次温差值加1，按下K3一次温差值减1，调整到需求的温差值后，长按K1大于0.5s，温差值设定为调整值，退出设定状况。
若A点与C点温差大于设定值，宣布声光报警，显现两点的温差值为AC**，若实践温差值大于99，温差值每位别离显现为单字节十六进制，如实践温差为108℃，将显现为A8。报警继续60s，进入下一轮温度值收集，若温差超出规模，报警，直到两点温差值小于设定值，免除报警。
B、C两点温差报警，显现温差值为BC**，其他与A、C两点相似。
4.2 温度检测功能测验
(1)测验办法。将基准点(C点)的传感器置于20℃(±1℃)的温水中，另将测验点(A点)的传感器置于约20℃的空气中，并设置一处约50℃的空气热源。遍地传感器的输出安稳后，将测验点(A点)的传感器移动到50℃的空气热源并记载传感器A的输出到达90%空气热源温度的时刻。相同条件测验3次。
(2)测验成果。通过3次测验，A点测验值从20℃上升到45℃(=50℃×90%)的时刻(s)均小于30s。
4.3 报警器精度测验
(1)测验办法。将基准点(C点)的传感器置于设定的水中(0、20、50℃)，并将报警温差设定为30℃。另将测验点(A点)的传感器置于逐步加温的水中，记载报警时的温度。不同条件各测验3次。
(2)测验成果。通过9次测验，实测报警温度(℃)值均与由温差设定的报警温度值相差±10%以内。
5 定论
本文规划的车载火灾报警器能检测，并依据易燃点与基准点的温度差值，完成对机动车自燃火灾的预报警，产品的实践运转和测验证明，本办法是可行并牢靠的，检测点数目能依据需求进行扩展。
