实验6传感器之火焰篇.doc

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1、传感器实验六火焰传感器6.1 实验简介火焰是由各种燃烧生成物、中间物、高温气体、碳氢物质以及无机物质为主体的高温固体微粒构成的。火焰的热辐射具有离散光谱的气体辐射和连续光谱的固体辐射。不同燃烧物的火焰辐射强度、波长分布有所差异，但总体来说，其对应火焰温度的 1 2 m 近红外波长域具有最大的辐射强度。例如汽油燃烧时的火焰辐射强度的波长。火焰传感器是机器人专门用来搜寻火源的传感器，当然火焰传感器也可以用来检测光线的亮度，只是本传感器对火焰特别灵敏。火焰传感器利用红外线对对火焰非常敏感的特点，使用特制的红外线承受管来检测火焰，然后把火焰的亮度转化为上下变化的电平信号，输入到中央处理器中，中央处理器

2、根据信号的变化做出相应的程序处理。火焰传感器是探测在物质燃烧时，产生烟雾和放出热量的同时，也产生可见的或大气中没有的不可见的光辐射。 火焰传感器又称感光式火灾传感器，它是用于响应火灾的光特性，即探测火焰燃烧的光照强度和火焰的闪烁频率的一种火灾传感器。 6.2 实验目的1、 通过该实验工程，学生能够了解火焰传感器的硬件电路和工作原理；2、 通过该实验工程，学生能够学会编写火焰传感器的程序。6.3 实验内容1、 编写一个读取火焰传感器输出电平信号的程序；2、 将火焰检测状态做简单的处理显示，正常无火焰状态为0，检测到火焰状态为1；3、 用按键KEY1控制ZIGBEEN是否发送数据。6.4 实验设备

3、6.4.1 硬件局部1、 ZIGBEE调试底板一个；电源开关电源传感器C端口指示灯 2J-LINK接口ZigBee_DEBUG复位键节点按键拨码开关ZigBe按键红外发射指示灯1ZigBee复位键可调电阻传感器A端口传感器B端口图6-1 ZIGBEE调试底板2、 20PIN转接线一条和带USB的J-Link仿真器一个；20PIN转接线，另一端接转接板方口USB线，另一端连接电脑上电指示灯图6-2 J-Link仿真器10PIN转接线接口3、 转接板一个；20PIN转接线接口串口接口图 6-3 转接板4、 912V电源适配器2个；图6-4 电源适配器5、 带普通USB线的ZIGBEE仿真器一个；

4、10PIN转接线普通USB线电源上和状态指示灯图6-5 ZIGBEE仿真器6、 智能网关一台；ZigBee模块组合接口USB下载数据线显示屏SD卡电源及开关开关按钮图6-6 智能网关7、 ZIGBEE模块两个；图 5-7 ZIGBEE 模块8、 火焰传感器一个；灵敏度调节旋钮，顺时针增大火焰感应探头输出信号指示灯，低有效TTL信号输出+5V输入模拟信号输出GND输入图6-8 火焰传感器9、 10PIN转接线和传感器连接线各一条。图6-9 转接线与传感器连接线6.4.2 软件局部1、 Keil uVision4集成开发环境；2、 JLINK仿真器驱动；6.5 实验知识6.5.1 火焰传感器火焰传

5、感器:由各种燃烧生成物、中间物、高温气体、碳氢物质以及无机物质为主体的高温固体微粒构成的。火焰的热辐射具有离散光谱的气体辐射和连续光谱的固体辐射。不同燃烧物的火焰辐射强度、波长分布有所差异，但总体来说，其对应火焰温度的近红外波长域及紫外光域具有很大的辐射强度,根据这种特性可制成火焰传感器。根据火焰的光特性，目前使用的火焰传感器有三种：一种是对火焰中波长较短的紫外光辐射敏感的紫外传感器；另一种是对火焰中波长较长的红外光辐射敏感的红外传感器；第三种是同时探测火焰中波长较短的紫外线和波长较长的红外线的紫外/红外混合传感器。 具体根据探测波段可分为：单紫外、单红外、双红外、三重红外、红外紫外、附加视频

6、等火焰传感器； 根据防爆类型可分为：隔爆型、本安型 。6.5.2 模块介绍，如图6-8所示1、 尺寸：35mm X宽11mm X高14mm2、 主要芯片：LM393、火焰检测探头3、 工作电压围：DC 3-12V 默认5V4、 工作电流：1.6mA5V5、 特点：a、 具有信号输出指示灯；b、 单路信号输出，输出信号可以直接接单片机IO口；c、 OUT口输出上下电平信号，高电平为3.8V，低电平为0V；d、 灵敏度可调精调，调节火焰检测围；e、 带固定安装孔，方便安装调试；f、 电路板输出OUT标识为开关量，可直接接单片机IO口，无火焰时输出高电平指示灯灭，有火焰时输出低电平，指示灯亮，响应时

7、间IDR&Sensor_IO_PIN2)Sensor_IO_NUM2)；其本质也就是采集PB7口的电平变化情况来判断火焰检测的状态。TTL输出图6-20火焰传感器的原理图6.8.2 串口发送数据函数void USART2_Senddata(u8* str)u8 i,checksun_xor=0,checksun_add=0;u8 ct = 10;str0 = 0xff;/数据接头1str1 = 0x55;/数据接头2/*数据校验*/for(i=0;ict-2;i+)checksun_xor =stri;checksun_add +=stri; str8 = checksun_xor;str9 = checksun_add;/* 数据发送 */ while( ct- != 0) USART_SendData(USART2, *str+); while(USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TXE) = RESET); 分析：这里发送的数据一共是10个字节，前面两个字节是FF、55,这两个字节是ZIGBEE与网关数据传送的接头，第三个字节是传感器的类型，然后就是传感器采集函数的那五个字节的数据，最后两个字节就是校验。思考题：修改程序，当检测到火焰时使用D5亮来指示火焰的发生。