MSP430F149的智能火灾报警系统的设计方案

摘要：以单片机MSP430F149 为主控芯片，设计出一款高精度、高集成度、超低功耗的智能火灾报警系统。以环境温度、烟雾浓度作为判断火灾的依据，完成了对火灾的预警。主要由单片机控制模块、时钟模块、烟雾浓度测量模块、DS18B20 温度测量模块、声光报警模块、1602液晶显示模块和电源构成。并且该系统以MSP430F149 为下位机，完成数据采集、预处理以及对现场装置的控制，以 PC 机为上位机，完成各种复杂的数据处理和对单片机的控制。设计的智能火灾报警系统具有较高的可靠性、稳定性、准确度高，对不同类型的火灾都具有较高的灵敏度，达到了降低误报率的目的。

　　引言

　　火灾严重威胁着人类的生命财产安全，每年我国由火灾引起的灾难数不胜数，然而，准确、及时的对火灾进行预测已成为迫在眉睫的事情。目前，火灾探测技术是预防火灾发生的最有效的手段，根据火灾发生初期的迹象来判断并进行预测，从而使人们在第一时间对这些迹象进行处理，有效的减少了火灾的发生。

　　普通可燃物燃烧的表现形式是：首先产生燃烧气体和烟雾，在氧气供应充足的条件下才能达到完全燃烧，产生火焰并发出一些可见光与不可见光，同时释放大量的热，使得环境温度升高。普通可燃物由初起阴燃阶段开始，到火焰燃烧、火势渐大，最终酿成火灾的起火过程。在该系统中我们以环境温度、烟雾浓度作为判断火灾的依据。

　　传统火灾报警系统有结构简单、准确度低、存在误报和漏报等问题，针对智能建筑中火灾报警系统这些问题，本文设计了基于MSP430F149 的智能火灾报警系统，该系统具有较高的可靠性、稳定性、准确度高。

　　1 硬件电路设计

　　该系统以单片机MSP430F149 为核心，以环境温度、烟雾浓度作为判断火灾的依据，完成了对火灾的预警。主要由单片机控制模块、时钟模块、烟雾浓度测量模块、DS18B20 温度测量模块、声光报警模块、1602 液晶显示模块和电源构成。

　　图1 系统总体结构图

　　1.1 单片机微处理器

　　MSP430F149 是一种16 位的单片机，它具有集成度高，外围设备丰富、超低功耗等优点，在工业中有着广泛的应用。内部集成有8 路12 位A/D 转换器、片内看门狗定时器、一个硬件乘法器以及48 个I/O 引脚。

　　1.2 温度测量模块

　　设计中采用支持“一线总线”接口、抗干扰性强、外部电路简单、精确度高的DS18B20温度传感器对温度的实时测量。其中，DS18B20 管脚2 即DQ 接在MSP430F149 的P2.0 管脚，如图所示。

　　图2 温度测量

　　1.3 声光报警模块

　　蜂鸣器在微处理器判断为火灾时发出报警指示音。由于单片机的I/O 口驱动能力有限，选用PNP型晶体管2N5401 组成晶体管驱动电路来驱动压电式蜂鸣器。

　　图3 声光报警模块图