基于MicroPython的智能火災(zāi)報(bào)警器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

ID:130183 · 發(fā)表于 2019-4-25 16:43

隨著現(xiàn)代家庭用火、用電量的增加，家庭火災(zāi)發(fā)生的頻率越來越高。家里一旦發(fā)生火災(zāi)，如果出現(xiàn)撲救不及時(shí)、滅火器材缺乏、以及在場人驚慌失措、逃生遲緩等不利情況下，最終就會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生重大的生命財(cái)產(chǎn)的損失。

消防部門的統(tǒng)計(jì)顯示，在所有的火災(zāi)比例中，家庭火災(zāi)已經(jīng)占到了全國火災(zāi)的30%左右。家庭起火的原因林林種種，可能在我們注意得到的地方，也可能就隱藏在我們根本就注意不到的地方。所以為了保護(hù)家庭人身財(cái)產(chǎn)的安全，為了悲劇不再上演，研究家庭火災(zāi)的特點(diǎn)及防火對策，對于預(yù)防家庭火災(zāi)，減少火災(zāi)損失具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。

本次我們使用TPYBoard v102結(jié)合煙霧檢測模塊（MQ-2）、溫度傳感器、LCD5110液晶顯示屏以及蜂鳴器模塊等，模擬實(shí)現(xiàn)智能火災(zāi)報(bào)警器。

系統(tǒng)主要的技術(shù)特點(diǎn)：

檢測系統(tǒng)：
1)采用煙霧檢測模塊（MQ-2），實(shí)時(shí)檢測當(dāng)前環(huán)境中的煙霧濃度值。
2)采用溫度傳感器（DS18B20），實(shí)時(shí)檢測當(dāng)前環(huán)境中的溫度值。

顯示系統(tǒng)：采用LCD5110液晶顯示屏，將溫度數(shù)據(jù)和煙霧報(bào)警狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示，方便人員第一時(shí)間獲取到數(shù)據(jù)。

主控系統(tǒng)：采用TPYBoard v102開發(fā)板為主控系統(tǒng)，將溫度數(shù)據(jù)和煙霧濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集與判斷。當(dāng)煙霧濃度和溫度達(dá)到閾值時(shí)，啟動(dòng)蜂鳴器報(bào)警，告知人員發(fā)現(xiàn)火情，請快速處理。

所需器件

實(shí)物圖：（部分主要器件）

程序設(shè)計(jì)

（1）初始化模塊后，循環(huán)不斷啟動(dòng)超聲波進(jìn)行障礙物檢測；
（2）獲取到超聲波數(shù)據(jù)后，判斷是否小于安全距離值；
（3）小于安全距離值后，啟動(dòng)蜂鳴器模塊進(jìn)行報(bào)警提示，反之關(guān)閉；

實(shí)物連接

先連接電源部分。電源部分主要涉及到降壓模塊和按鍵開關(guān)。先用萬用表，找出按鍵開關(guān)中哪兩個(gè)引腳是按下導(dǎo)通，彈起不導(dǎo)通的。這里，我們假設(shè)為引腳A和引腳B。

接下來，我們做開發(fā)板與MQ-2模塊、溫度傳感器、LCD5110顯示屏、蜂鳴器等期間之間的連線。

ds18b20器件引腳圖：

程序調(diào)試

接線完畢后，就要將最重要的程序放到開發(fā)板上。首先，通過USB數(shù)據(jù)線將開發(fā)板接入電腦，電腦上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)類似U盤的可移動(dòng)設(shè)備，名稱為【TPYBFLASH】，把程序拷貝到里面即可。

注意：操作開發(fā)板磁盤時(shí)，板載的紅色LED會(huì)亮，說明開發(fā)板正在保存操作，需等待紅燈熄滅再進(jìn)行其他操作。

演示效果

程序調(diào)試完，拔掉USB數(shù)據(jù)線。放入18650電池，按下按鍵開關(guān)即可。

本次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了煙霧、溫度的檢測，通過檢測到的數(shù)據(jù)判斷出是否出現(xiàn)火災(zāi)。當(dāng)出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，進(jìn)行蜂鳴報(bào)警。可是當(dāng)家中無人員時(shí)，該怎么辦？大家可以根據(jù)該實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，增加網(wǎng)絡(luò)模塊，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，可通過網(wǎng)絡(luò)或電話等，第一時(shí)間通知相關(guān)人員進(jìn)行處理。

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