家庭消防报警系统的设计研究

徐诚朴，王 龙，梅英杰

（1.中科芯集成电路有限公司，无锡214072；2 哈尔滨工业大学 仪器科学与工程学院，哈尔滨150001）

由于近些年住宅区火灾频发，现代家庭式消防监控越来越得到人们的重视。住宅区具有人口密集、易燃物较多等特点，火灾发生时人员疏散比较困难，并且由于住户教育水平、健康状况不同，面对火灾的反应能力也各不相同，因此现代家庭式消防报警系统的技术要求、人性化水平都需要得到相应的提高[1]。

传统的家庭消防报警系统缺乏系统性，报警装置单一，应急措施较少，已经无法满足现代家庭的需求。本文利用STM32F103C8T6 单片机，结合烟雾传感器、红外火焰探头、CCD 摄像头、温度传感器、CO 传感器等，实时获取家庭消防环境数据。红外火焰探头和CCD 视频火焰监测共同作用，可以保证火焰的精确探测。并采用RS485 通讯，将数据实时传输到PC 机，实现上位机监控；采用GPRS 技术，将数据传输到移动终端，实现远程监控报警[2-3]。

1 测量原理

1.1 烟雾传感器测量原理

本文采用气敏型烟雾传感器MQ-2 来实现烟雾探测，该传感器属于表面离子式N 型半导体，由SnO2半导体气敏材料构成[4-5]。其原理为高温下氧离子会受到SnO2的吸附作用，导致半导体中的电子密度降低，其电阻值会迅速增加。同时传感器接触到烟雾时，晶粒间势垒会产生变化，导致表面电导率值的变化，烟雾浓度越高，电导率越大。利用该原理，传感器可以准确得知周围环境烟雾浓度的变化。MQ-2 烟雾传感器的计算公式为

式中：R 表示电阻；……