摘要：评论了用MC14468离子型烟雾检测报警器、单片机8051、nRF401单片射频收发器构成的火灾主动报警体系。因为引进了无线通信技能和 FSK(频移键控)调制解调技能为中心的nRF401射频收发器，使体系的功用大大进步，尤其是使体系报警更具实时性和牢靠性。关键词：MC14468;8051;nRF401;FSK;火灾报警 一、前语 现代修建的特色是楼层不断加高，这首要是从缓解城市用地严峻的视点动身的，一起还便于会集供电、供热、供气，便于会集操控和处理。现在，不论是普通型(比方民用住所)仍是豪华型(比方高档宾馆)的高层修建，都日益注重防火和安全技能的遍及使用。因为其楼层多、人员密布，假如发生火灾，分散困难，补救也困难，必然形成严峻的人员伤亡和财产损失。为了确保高层修建安全牢靠，有必要规划出具有牢靠性高、实时性好的火灾主动报警与消防体系，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详细地址(特定的地址编码);(2)经查实承认后，能及时的通报消防部分救活;(3)体系本身应有本身毛病检测的功用，如体系欠电压报警和自检功用等，确保主动报警体系功用无缺;(4)较高的体系抗搅扰才能，避免体系发生误报警。
现在，尽管现已有多种火灾主动报警体系，但大多还归于脱机办法，终究要靠人来联络消防部分，往往因为不能及时报警而形成重大损失。假如可以以在线的办法直接作业，将很大程度上减轻财产损失和人员伤亡。咱们正是着眼于这一问题，力求从根本上处理脱机信号传输办法存在的问题，直接将信号经过无线传输技能发送给主控室或消防部分，到达第一时间救火、救活的意图。 二、体系的全体结构 本体系由两部分组成：检测发射部分和承受操控部分，其结构如图1和图 2所示。二者均选用单片机操控，体系结构简略，简略完成。因为选用了nRF401单片射频收发器，然后到达了无线传输的意图，能敏捷的宣布报警信号，便利及时的操控火情。检测发射端和接纳操控端选用了现在市场上现已老练的高功用芯片，其外围电路结构简略，完成简略，牢靠有用。体系由三大芯片互相合作构成，检测设备选用了Motorola公司出产的具有声光报警电路的MC14468芯片，能完成多点并行检测，合作外围电路可构成多点烟雾报警体系，其使用电路如图3所示。 无线收发器选用美国Nordic公司最新推出的根据无线通信的 nRF401型单片射频收发器，它选用了无线通信和FSK(频移键控)调制解调技能，作业频率安稳且抗搅扰才能强，不需求对数据进行编码，外围电路简略，使用便利，其使用电路如图4所示。因为选用低发射功率和高接纳灵敏度的规划方案，因而不受无线电处理条例的约束，无须处理许可证。nRF401的引进是本体系的杰出特色之一，它极大的进步了体系的实时性，这对安全体系是适当重要的。单片机选用8051，它不可是MC14468与nRF401之间的桥梁，还起着操控各芯片时钟周期彼此合作的作用，这也是适当重要的一环。因为本体系全体结构简略，软件简略完成，因而不需求对8051进行特别的扩展。
三、发射部分 MC系列芯片MC14468为离子型烟雾检测报警芯片，是现在市场上很盛行的集火灾检测与报警于一体的智能传感器。当检测到烟雾颗粒时，它能驱动其外围衔接的压电陶瓷蜂鸣器或压电式扬声器宣布报警声，与此一起，还驱动发光二极管(LED)以1Hz的频率闪耀发光，使用声光报警到达烟雾报警的最佳作用。 MC14468的1脚(检测输出端)直接联接单片机的INT0，当检测到烟雾时，其输出的高电平经过INT0操控单片机内部守时器T0作业，守时90 ms，T0溢出中止，进入中止服务程序，经过串口发送数据(房间号或之前对该体系的有意义编码)给单片射频收发器nRF401。在检测到烟雾时，MC14468本身的100 mV的滞后电压会避免其他外界要素(如飞虫)形成的误报警，辅以单片机发生90 ms的延时，更能进步体系的牢靠性。每次T0记时开端时，要由软件从头置初值，然后不会因为90 ms期间MC14468管脚1上的信号消失或变低而导致下次运转犯错。 nRF401的串行口直接和单片机的串行口衔接(DIN接TXD，DOUT接RXD)， TXEN端的高/低电平由软件设置，可完成nRF401发射形式与接纳形式之间的彼此切换。当需求发射数据时，由晶振电路发生的4 MHz频率作为其内部锁相环的基准频率，经锁相环和压控震动器进行N倍频后，中心频率f0成为433.92 MHz或434.33 MHz(双频道)，调制后，f=f0%26;#177;△f=f0%26;#177;15 kHz(该芯片调准则为%26;#177;15 kHz)，最终经功率扩大器扩大后从PCB天线上发射出去。 四、接纳部分 nRF401从PCB天线上接纳到调频信号时，单片机置TXEN端为低电平，功率扩大器被关断然后进入接纳状况。调频信号顺次经低噪声扩大器扩大，经混频器(其作用是抵消本机发送器与接纳器之间的高频搅扰)变成中频，再经带通滤波器滤波和调制器解调后，成为数据输出。这时单片机切换到发射形式，回送握手信号，nRF401把得到的数据输送给单片机，经处理后从P1口输出到LED上显现(火情来源地信息)，一起驱动报警器报警。 比较于检测发射端电路，接纳操控端电路更简略。各管脚引线办法两者根本相同，仅仅软件完成稍有不同。它可直接选用多位LED显现，不必扩展任何接口。 五、体系软件规划 初始化首要是指对守时器作业办法寄存器、中止答应寄存器、串口作业办法寄存器等的设定。当检测到有烟雾时，先由守时器T0守时90 ms，在此期间，如一向能检测到烟雾，承认有火情存在，T0溢出中止，开端发送数据(可所以火情地址编码)，经由nRF401的PCB天线发射出去。 INT0被设置为下降沿触发，假如90 ms期间MC14468管脚1信号消失或变低，都会引起外部INT0中止，计数器从头置初值。当接纳操控端接纳到收据时，回送握手信号，以示发送下一帧数据，一起操控压电陶瓷蜂鸣器报警，并操控LED显现数据;如没接纳到，即检测发射端没接纳到应对信号，则从头发送，直到接纳到停止。TXEN端的高/低电平由软件设置，可完成nRF401发射形式与接纳形式之间的彼此切换。 程序首要选用汇编语言，运用自上而下的规划思维，全体分为两部分，如流程图5所示。整个软件体系有主程序和中止程序、显现程序、延时程序等子程序。主程序首要是对体系的初始化以及检测处理，中止程序首要是发送数据并经过nRF401发射出去，显现模块完成的功用是接纳数据并送LED显现，一起发动报警，延时程序是为了nRF401的发射形式与接纳形式之间彼此切换时序的需求。
六、定论 综上所述，由MC14468、8051、nRF401三大芯片组成的火灾主动报警体系，具有功用强、灵活性高、牢靠性好、抗搅扰才能强、实时性高级长处，体系全体结构简略、简略完成、有用便利，契合安全体系的要求。 参考文献： [1] 沙占友 . 集成化智能传感器原理与使用[M] . 北京：电子工业出版社，2004. [2] 余锡存，曹国华 . 单片机原理及接口技能[M] . 西安：西安电子科技大学出版社，2002
