3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
整個(gè)系統(tǒng)可以分為兩個(gè)模塊：檢測(cè)發(fā)射模塊和接收控制模塊。檢測(cè)發(fā)射模塊又可分為檢測(cè)部分(包括聲光報(bào)警及啟動(dòng)滅火裝置)、單片機(jī)控制部分以及射頻發(fā)射部分；而接收控制模塊又可以分為接收部分、單片機(jī)處理部分、聲光報(bào)警部分和顯示部分。
3．1 單片機(jī)外圍電路
本系統(tǒng)中，單片機(jī)的主要功能是進(jìn)行外部器件的控制與報(bào)警，在數(shù)據(jù)處理方面主要是以中斷方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的串行傳輸。在整個(gè)系統(tǒng)中它是控制核心，在檢測(cè)發(fā)射端和接收控制端都必須用到。本系統(tǒng)選用一種帶4 KB閃爍可編程可擦除，高性能CMOS八位微處理器AT89C51作為控制器件。檢測(cè)發(fā)射端單片機(jī)控制部分硬件電路包括看門狗復(fù)位電路、晶振電路，以及手動(dòng)報(bào)警按鈕等附屬單片機(jī)電路。P1．0口連接了手動(dòng)報(bào)警按鈕，只要有人提前發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，不用等待系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警，可以直接按下此報(bào)警按鈕進(jìn)行報(bào)警。單片機(jī)的其他接口連接發(fā)射芯片nRF401部分的電路。單片機(jī)在此電路中的作用主要是完成一些數(shù)據(jù)的接收，通過(guò)外部中斷1(INT1)檢測(cè)系統(tǒng)是否發(fā)生火災(zāi)，并且隨時(shí)接收外部直接報(bào)警按鈕的輸入信號(hào)，一旦有火災(zāi)發(fā)生(即外部中斷1有中斷)和P1．0口為低電平，則通過(guò)串口傳送到接收端。在接收控制端也用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和報(bào)警，電路的結(jié)構(gòu)基本相似，包括看門狗復(fù)位電路、晶振電路，以及2位數(shù)碼管顯示部分和報(bào)警模塊。其功能主要是完成數(shù)據(jù)的接收、報(bào)警和顯示。
3．2 檢測(cè)報(bào)警電路
由MC14468構(gòu)成的煙霧檢測(cè)報(bào)警電路如圖4所示。MC14468的1腳(檢測(cè)輸出端)直接連接單片機(jī)的中斷口。當(dāng)檢測(cè)到煙霧時(shí)，其輸出的高電平通過(guò)中斷控制單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器T0工作，定時(shí)90 ms，T0溢出中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，通過(guò)串口發(fā)送數(shù)據(jù)(房間號(hào)或之前對(duì)該系統(tǒng)設(shè)置的有意義編碼)給單片射頻收發(fā)器nRF401。

MC14468自身的100 mV的滯后電壓會(huì)防止其他外界因素(如飛蟲(chóng))造成的誤報(bào)警，輔以單片機(jī)產(chǎn)生90 ms的延時(shí)，更能提高系統(tǒng)的可靠性。 nRF401的串行口直接和單片機(jī)的串行口連接(DIN接TXD，DOUT接RXD)，TXEN端的高／低電平由軟件設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)nRF401發(fā)射模式與接收模式之間的相互切換。當(dāng)需要發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí)，由晶振電路產(chǎn)生的4 MHz頻率作為其內(nèi)部鎖相環(huán)的基準(zhǔn)頻率，經(jīng)鎖相環(huán)和壓控振蕩器進(jìn)行N倍頻后，最后經(jīng)功率放大器放大后從PCB天線上發(fā)射出去。該裝置采用9 V疊層電池供電，其中Rt和Ct分別為振蕩電阻和振蕩電容。LED采用高亮度發(fā)光二極管，R1為限流電阻。T2為壓電陶瓷蜂鳴器(或壓電揚(yáng)聲器)。T1為離子源，采用镅241，其放射性強(qiáng)度低至0．8μCi(即0．8微居里)，不會(huì)對(duì)人體造成傷害，也不會(huì)污染環(huán)境。R4和R5為分壓電阻。在此系統(tǒng)中MC14468的第2腳(I／O)接有繼電器，這是為自動(dòng)啟動(dòng)滅火裝置而設(shè)計(jì)的。只要煙霧傳感器檢測(cè)到煙霧，不但可以給單片機(jī)提供中斷信號(hào)，而且能夠自動(dòng)通過(guò)繼電器啟動(dòng)滅火的設(shè)備(此滅火設(shè)備可以是水龍頭開(kāi)關(guān)等，具體視實(shí)際情況而定)。