本實用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于單片機的多功能傳感器設(shè)計裝置。
背景技術(shù)：
人們?yōu)榱藦耐饨绔@取信息，必須借助于感覺器官。而單靠人們自身的感覺器官，在研究自然現(xiàn)象和規(guī)律以及生產(chǎn)活動中它們的功能就遠遠不夠了。為適應(yīng)這種情況，就需要傳感器。因此可以說，傳感器是人類五官的延長，又稱之為電五官。多功能傳感器主要用于酒精檢測、防火報警、溫濕度檢測中占據(jù)的地位日趨重要，已獲得巨大的經(jīng)濟效果。由于世界各國參數(shù)選擇不統(tǒng)一，生產(chǎn)出的產(chǎn)品在價格性能上都有差別。過去采用人工焊接，且所用的器件型號和參數(shù)都不統(tǒng)一，所以在性能、價格就有很大不同，現(xiàn)在隨著技術(shù)和科技的進步，我們開始使用工廠自動化焊接，從而在很大程度上提高了性能，降低了成本。本實用新型設(shè)計一個多功能傳感器，用以實現(xiàn)對酒精的檢測，煙霧的檢測，溫濕度的采集。該實用新型的設(shè)計是根據(jù)市場的需求而確定的，可在一定程度上填補該產(chǎn)品市場的空白，滿足對多功能傳感器急需。
因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種基于單片機的多功能傳感器設(shè)計裝置。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于單片機的多功能傳感器設(shè)計裝置，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，靈敏度高，性能優(yōu)越，成本低，實用性強。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種基于單片機的多功能傳感器設(shè)計裝置，包括智能式溫濕度傳感器、鍵盤模塊、傳感器信號采集電路、A/D模塊、單片機、蜂鳴器和顯示模塊，智能式溫濕度傳感器和鍵盤模塊分別與單片機的P2.0口和P2.4口相連，傳感器信號采集電路通過A/D模塊與單片機的P0口相連，單片機的P2.5口和P1口分別與蜂鳴器和顯示模塊相連。
作為優(yōu)選，所述的智能式溫濕度傳感器采用DHT11。
作為優(yōu)選，所述的A/D模塊采用AD574A。
作為優(yōu)選，所述的單片機采用80C51。
進一步的，所述傳感器信號采集電路還連接有酒精傳感器MQ3，所述酒精傳感器MQ3外接+5V電壓降時，將電阻絲加熱至270℃～300℃；
所述傳感器信號采集電路將酒精傳感器MQ3的阻值變化轉(zhuǎn)換成輸出電壓的變化,并通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號供單片機處理；當酒精濃度為0時，所述傳感器信號采集電路輸出電壓為3v。
本實用新型使用溫濕度、酒精濃度、煙霧濃度檢測報警系統(tǒng)：采用單片機作為主控制器，采集溫度、濕度、酒精濃度和煙霧濃度值并實時顯示。按鍵可以調(diào)節(jié)報警參數(shù)值，采集值超出設(shè)定報警值時實現(xiàn)聲光報警。所以本實用新型具有很強的現(xiàn)實應(yīng)用性。
本實用新型使用80C51單片機，選用煙霧傳感器作為敏感元件，利用AD574A轉(zhuǎn)換器和聲光報警電路，開發(fā)了可用于家庭或小型單位火災(zāi)報警的煙霧報警器。整個裝置由四大部分構(gòu)成：煙霧傳感器、A/D轉(zhuǎn)換電路、80C51單片機、聲光報警電路。其中，煙霧傳感器是將現(xiàn)場溫度、煙霧等非電信號轉(zhuǎn)化為電信號；轉(zhuǎn)換電路是將完成將煙霧傳感器輸出的模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換。聲光報警模塊由單片機和報警電路組成，由單片機控制實現(xiàn)不同的聲光報警功能。
本實用新型的有益效果是：1、本實用新型選擇單片機的P1.0為輸入方式，接收到信號的單片機經(jīng)過程序的設(shè)定(當溫度、濕度、煙霧濃度達到設(shè)定數(shù)值時)會由P2.0作為單片機的輸出直接啟動報警電路。此時，揚聲器將發(fā)出高、低交替的2種叫聲，同時二極管發(fā)光，這就達到了聲光報警的效果；
2、本實用新型通過采用綜合考慮各因素，選擇NIS-09煙霧傳感器用作采集系統(tǒng)的敏感元件?；馂?zāi)中氣體煙霧主要是CO2和CO。NIS-09煙霧傳感器能探測CO2，CO，甲烷、煤氣等多種氣體，它靈敏度高，穩(wěn)定性好，適合于火災(zāi)中氣體的探測。A/D轉(zhuǎn)換器選用AD574A轉(zhuǎn)換器。
以下將結(jié)合附圖對本實用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進一步說明，以充分地了解本實用新型的目的、特征和效果。
附圖說明
圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型的一具體實施例，基于單片機的多功能傳感器設(shè)計裝置，包括智能式溫濕度傳感器1、鍵盤模塊2、傳感器信號采集電路3、A/D模塊4、單片機5、蜂鳴器6和顯示模塊7，智能式溫濕度傳感器1和鍵盤模塊2分別與單片機5的P2.0口和P2.4口相連，傳感器信號采集電路3通過A/D模塊4與單片機5的P0口相連，單片機5的P2.5口和P1口分別與蜂鳴器6和顯示模塊7相連。
本具體實施方式中的單片機5，傳感器采集氣體信號，并通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送至單片機，單片機對數(shù)字信號進行分析處理，并將所得的結(jié)果顯示出來，可以通過鍵盤設(shè)置不同環(huán)境下酒精濃度的不同閥值，如果所檢測出的酒精濃度超過了所設(shè)定的閥值，那么單片機就能控制蜂鳴器發(fā)出聲音報警；
DHT11智能式溫濕度傳感器1，使用DHT11智能式溫濕度傳感器感受環(huán)境中的溫濕度變化轉(zhuǎn)變?yōu)闇貪穸刃盘?，此信號為?shù)字信號，簡化了硬件電路的對模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)計部分同時也簡化了軟件編程；DHT11通過它的一條數(shù)據(jù)線與PIC單片機的數(shù)據(jù)接口相連，將采集到的溫濕度信號送入單片機；單片機收到信號后，對其進行分析、處理，得到準確可靠的溫濕度數(shù)據(jù)；
鍵盤模塊2，按鍵手動復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。按鍵電平復(fù)位是通過使復(fù)位端經(jīng)電阻與Vcc電源接通而實現(xiàn)的，而按鍵脈沖復(fù)位則是利用RC微分電路產(chǎn)生的正脈沖來實現(xiàn)的。
蜂鳴器6，聲光報警電路由單片機P2.0口控制，輸出報警信號(高低電平間隔1s的脈沖信號)，驅(qū)動聲光報警電路，直至按復(fù)位鍵RESET和開關(guān)鍵，二極管發(fā)光，這就達到了聲光報警的效果。
顯示模塊7，本實用新型采用具有涓細電流充電能力的低功耗實時時鐘電路DS1302作為顯示模塊，時鐘電路DS1302的結(jié)構(gòu)、工作原理及其在實時顯示時間中的應(yīng)用。它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，且具有閏年補償?shù)榷喾N功能。
A/D模塊4，模數(shù)轉(zhuǎn)換采用AD574A用于快速、高精度地對輸入的酒精濃度信號進行采樣編碼，將其轉(zhuǎn)換成單片機5所能夠處理的數(shù)字量。AD574A有20個引腳，其中11-18管腳為數(shù)字信號輸出端，與單片機5的P1口相連；c s為片選端，接單片機P3.5口，當c s接低電平時AD574A開始工作，WR接P3.6口，當WR變?yōu)榈碗娖皆偬優(yōu)楦唠娖胶髥覣/D轉(zhuǎn)換，RD接單片機P3.7口，當RD由低電平跳變?yōu)榈碗娖綍r，單片機5讀走A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字信號。
傳感器信號采集電路3，MQ3外接+5V電壓降時，可將電阻絲加熱至270℃～300℃.電路將MQ3的阻值變化轉(zhuǎn)換成輸出電壓的變化,從而可以通過A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號供單片機處理。在酒精濃度為0時，其輸出電壓為3v。但由于其輸出的電壓范圍超過了80C51的輸入電壓范圍。
本實用新型選擇單片機的P1.0為輸入方式，接收到信號的單片機經(jīng)過程序的設(shè)定(當溫度、濕度、煙霧濃度達到設(shè)定數(shù)值時)會由P2.0作為單片機的輸出直接啟動報警電路。此時，揚聲器將發(fā)出高、低交替的2種叫聲，同時二極管發(fā)光，這就達到了聲光報警的效果；
本實用新型通過采用綜合考慮各因素，選擇NIS-09煙霧傳感器用作采集系統(tǒng)的敏感元件?；馂?zāi)中氣體煙霧主要是CO2和CO。NIS-09煙霧傳感器能探測CO2，CO，甲烷、煤氣等多種氣體，它靈敏度高，穩(wěn)定性好，適合于火災(zāi)中氣體的探測。A/D轉(zhuǎn)換器選用AD574A轉(zhuǎn)換器。
以上詳細描述了本實用新型的較佳具體實施例。應(yīng)當理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本實用新型的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本實用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護范圍內(nèi)。