基于单片机的公交车火灾预警系统研究

摘 要：本文为了实现对公交车内实时温度、烟雾及对可燃气体浓度进行实时监测，本研究提出了一种公交车的火灾预警系统的设计及方法。该系统设计了一种基于单片机STC89C52RC为主控芯片，以LM393P型电压比较器、数字温度传感器DS18B20、MQ-2烟雾传感器、LCD1602型液晶显示屏为主要元件的预警系统。当车内温度过高，烟雾浓度过大或者有火灾发生时进行车内报警提示。

关键词：公交车；火灾；预警

引言

公交车作为现在主要交通工具的汽车，给人们的生活和工作带来了方便，为人们提供了快捷舒适的出行条件，很受人们的青睐。但2016年银川公交车纵火案引发公众对公共交通安全的思考，如何保障出行安全，成为社会讨论的热点话题，并成为公共安全领域研究和讨论的热点。除了安全管理制度的建立和相关法律法规健全之外，公交车安全设备的配置，尤其是火灾防控的装备引入都应该作为公交车安全运营的重要组成部分。

本文的主要研究工作就是以红外双管、数字温度传感器DS18B20、烟雾传感器MQ-2、电压比较器LM393、蜂鸣器为主要元件以及单片机技术为核心，并与其他电子技术相结合而设计出一种技术水平相对较好的火灾智能预警系统。

1 系统总体设计

本系统主要包括主控模板、电源模块、烟雾检测模块、温度检测模块、人数检测模块、风扇控制模块、显示模块、按键模块、蜂鸣器报警模板；本系统设计的框图如图1所示。

2 系统原理及工作过程

温度传感器时刻监测着公交车内的温度，当温度在规定的范围内，单片机经过处理后将电信號转换为数字信号显示在LCD1602液晶显示屏上；当车内的温度超过阈值时，温度传感器将信号转换为电信号传送到P3.6接口，经单片机处理后转变为数字信号传送到LCD1602液晶显示屏上，同时经单片机I/O接口P1.6控制蜂鸣器进行报警，经单片机I/O接口P1.7控制风扇工作降低车内的温度，当温度降到阈值温度之下时蜂鸣器停止报警，风扇也停止工作。经单片机的复位电路作用，单片机重新回到初始状态，从头开始工作，往复进行监测下去。

本系统中采用智能温度传感器DS18B20，DS18B20数字温度计提供9位温度读数指示其间的温度。信息经过单线接口送入DS18B20或者从DS18B20送出，因此从主机CPU到DS18B20仅需一条线和地线。电源可以由数据线本身提供而不需要尾部电源。因为每一个DS18B20在出厂时已经给定了唯一的序号，因此任意多个DS18B20可以存放在一条单线总线上。智能数字温度传感器，直接将采集到的温度送入单片机进行处理；不需要进行A/D转换，多个DS18B20可并联在单总线上，采用单根信号线，不仅可以传输时钟，还可以传输数据，而且数据的传输是双向的，温度检测电路如图2所示。

本设计中所使用的烟雾传感器MQ-2/MQ-2S气体传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡（SnO2）。当传感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。如图3所示。

当公交车内的温度超过规定的阈值或者车内监测到烟雾以及可燃气体时，蜂鸣器在单片机的控制下发出报警提示，电路图如图4所示。

3结论与展望

后续工作中可以以红外双管、数字温度传感器DS18B20、烟雾传感器MQ-2、电压比较器LM393、蜂鸣器为主要元件以及单片机技术为核心，并与其他电子技术相结合，而设计出一种技术水平相对较好的火灾智能预警系统，实现了对上、下车人数的监测，车内实时温度和烟雾以及可燃气体的监测和报警；对温度的检测可以通过按键来人为的控制，当温度超过规定的阈值和车内有烟雾时，蜂鸣器进行报警提示，此时风扇在单片机的控制下工作，进行降温处理；当有火灾发生时，蜂鸣器报警，灭火装置启动，进行灭火处理。

参考文献：

[1]李广弟等.单片机基础（修订版）[M].北京航空航天大学出版社，2001

[2]何立民.单片机高级教程-应用与设计（第2版）. 北京航空航天大学出版社，2007

[3]于学禹.Protel 2004电路设计入门与应用[M].机械工业出版社，2007

作者简介：

李学通（1990.12～ ），男，宁夏银川人，助理工程师，党员，武警上尉警衔，本科学历，毕业于宁夏大学机械工程学院。