[發(fā)明專利]一種防火探測裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310047737.4
• 申請日: 2013-02-06
• 公開（公告）號: CN103413394A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設計）人: 彭新亮;趙拴柱;趙陽波;郭凱軍;張衛(wèi)東
• 申請（專利權）人: 陜西富集電力科技股份有限公司
• 主分類號: G08B17/06
• 分類號: G08B17/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種防火探測裝置，其包括有電源電路、微控制器系統(tǒng)電路、溫度傳感器接口電路、漏電傳感器接口電路、聲光報警電路和RS-485通信電路，其特征在于：

微控制器系統(tǒng)電路選用的芯片為ATmega16L，其采用44引腳的TQFP的封裝形式，ATmegal6L的內部結構包括哈佛結構的CPU、4個8位的可編程的1/0口、3個具有獨立石英晶體振蕩器的16位定時器、TWI接口、8通道10位A/D轉換器、具有片內振蕩器的看門狗、通用同步/異步串行接收器/發(fā)送器、串行外設接口、512字節(jié)的EEPROM、模擬比較器、外晶體時鐘與片內RC時鐘、片內中斷與外中斷，其中，主時鐘晶振選用12MHz，這種配置能夠使微控制器的CPU核心運行速度達到最高，同時配置通用同步/異步串行接收器/發(fā)送器模塊的波特率為?19200bit/s；在微控制器系統(tǒng)電路內部使用ADC模塊測量漏電電流并且使用ADC0的單端采樣方式，選擇其內部2.56V基準源作為參考電壓；

電源電路可將12V直流電壓轉換為5V，以供給微控制器及其外圍電路使用，其中電源電路中包括整流二極管D2，其能夠防止接線不當造成的電壓反向，還包括將12V的直流電壓轉換為9V的三端穩(wěn)壓器7809，以及用于將9V電壓轉換為5V的LMlll7-5V低壓差線性穩(wěn)壓芯片；

在溫度傳感器接口電路中采用的溫度檢測器件是DS18B20，是單總線數(shù)字溫度檢測器，用于將外界溫度直接轉換成串行數(shù)字信號輸出，通過數(shù)據(jù)線將DS18B20與微控制器ATmega16L的一個I/O引腳相連，數(shù)據(jù)線上共掛接4個DS18B20，可用于檢測4個探測點的溫度，此外，DS18B20的供電方式采用對VDD引腳提供5V電源的供電方式；

漏電傳感器能夠輸出為0-1V直流電壓信號，以對應0-1A的漏電電流，ATmega16L的ADC模塊使用內部2.56V參考基準源，使用運算放大器LM358將漏電傳感器輸出的電壓平移到0-2.56V范圍上，電平平移需要滿足下式:

Vout=2.56Vin

其中Vout是輸出電壓0-2.56V，Vin是漏電傳感器輸出的電壓，?

聲光報警電路可配置為當微控制器檢測到的漏電流或環(huán)境溫度值高于設定值時，通過聲光報警電路驅動蜂鳴器和LED燈發(fā)出聲光報警信號提醒現(xiàn)場的工作人員檢查線路，從而起到防火預警的作用，聲光報警電路包括PNP型三極管Q2，其基極接ATmega16L的PD4引腳，這樣能夠配置為當PD4引腳為高電平時，不足以導通三極管，?Q2截止，聲光報警電路也全部截止，當PD4引腳為低電平時，三極管Q2發(fā)射極導通接地，LED和5V電壓型蜂鳴器電流回路導通，驅動蜂鳴器發(fā)出聲音，提醒工作人員檢查維修，直至探測值低于設定值才會停止報警；

通信物理層采用RS-485總線，使用RS-485差分總線可通過雙絞線將數(shù)字信號轉換為差分信號，此外通信協(xié)議層使用具有LRC校驗的ModBuS-ASCII協(xié)議，進一步保證防火探測裝置與監(jiān)控設備的可靠數(shù)據(jù)通信，其中采用5V供電的MAX485E芯片作為ATmega16L的通用同步/異步串行接收器/發(fā)送器電路和RS-485總線的接口轉換芯片；在電路中，MAX485E芯片的RO引腳連接到微控制器的接收端PD0引腳，DI引腳連接到微控制器的發(fā)送端PD1引腳，DC接PD2引腳，

電路工作在半雙工方式，DC用于實現(xiàn)MAX485E的方向控制，當DC為低電平時打開接收，關閉發(fā)送；反之打開發(fā)送，關閉接收，通過在MAX485E的輸出端A、B分別連接4.7千歐的上、下拉電阻，使A端電位高于B端電位，這樣接收端的電平在RS-485總線不發(fā)送數(shù)據(jù)期間呈現(xiàn)唯一的高電平，此外，輸出信號A與B之間、A與地之間、B與地之間分別反接了一個雙極性瞬態(tài)電壓抑制二極管，配置為當通信總線有較高的負電壓時通過二極管的短路可起到一定的過壓保護作用。