试验6传感器之火焰篇

1、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 12 科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，使用特制的红外线接受管来检测火焰， 然后把火焰的亮度转化为高低变化的电 平信号，输入到中央处理器中，中央处理器根据信号的变化做出相应的程序

2、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。双讯方公司传感器实验实验目的1、通过该实验项目，学生能够了解火焰传感器的硬件电路和工作原理;2、通过该实验项目，学生能够学会编写火焰传感器的程序。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否发送数据。实验设备6.4.1硬件部分1、ZIGBEE调试底板一

3、个；阻量1发射ZigBee复位键2、20PIN转接线一条和带ISSHUh A端r;一 一，、 日ZigBefe键拨码开关节点按键复位键口图6-1 ZIGBEE调试底板USB的J-Link仿真器一个；20PIN转接线，另一端接转接板ZigBee_DEBUGJ-LINK接口指示灯2传感器端口传感器B端口方口 USB线，另一端连接电上电指示灯图6-2 J-Link 仿真器实验六传感器之火焰篇3、转接板一个;10PIN转接线接口图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线白Z ZIGBEE仿真器一个;10PIN转接线普通USB线电源（上）和状态指示灯图6-5 ZIGB

4、EE仿真器米讯方公司传感器实验6、智能网关一台;图6-6智能网关7、ZIGBEE模块两个;图5-7 ZIGBEE 模块出信号指示，低有效输入TTL信号输出一员 F-f灵敏度调节旋钮，顺时针增大J 图6-8火焰传感器输入实验六传感器之火焰篇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软件部分1、Keil uVision4集成开发环境;2、JLINK仿真器驱动；实验知识6.5.1火焰传感器火焰传感器：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

5、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 XW 14mm2、主要芯片：LM3

6、93火焰检测探头工作电压范围： DC 3-12V （默认5V）工作电流：1.6mA （5V）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口输出高低电平信号，高电平为3.8V,低电平为0V;d、灵敏度可调（精调），调节火焰检测范围；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，响应时间 2（is；w爪讯方公司传感器实验g、用于火焰检测，可检测 760纳米1100纳米范围内的热源，火焰探测角 度为45范围；火焰传感器工作原理电路中用到，火焰传感器电

7、路、信号放大电路、单片机系统、状态显示系统构成。其基本工作原理：经过信号放大电路，火焰传感器电路将感受到红外光程度以高低电平 形式输出至单片机系统，由状态显示系统进行显示。火焰传感器工作框图如图 6-10 :图6-10电路工作框图火焰传感器的硬件电路图 电路中，火焰传感器电路如图6-11 :+3.3V实验步骤图6-11火焰传感器硬件图1、烧好ZIGBE序口智能网关程序。（如果没有动传感器ZIGBE序口网关的程序， 那么此步骤可以跳过；如果动了，详细下载过程可参考“传感器实验之环境搭 建.doc”文档，这里恕不赘述。）2、将火焰传感器接到传感器A端口。可以在图6-1所示中找到传感器 A端口的位置

8、，对应原理图上的 J4,如图6-11所示，切勿把传感器位置装错了实验六传感器之火焰篇3、连接好外围硬件电路，如图 6-12所示。（这个连接过程当中很多的卡槽，千万 别把卡槽卡装反了，不然很容易烧坏J-Link。）20PIN连接线电源10PIN连接线图6-12外围硬件连接示意图转接板，这样类似的卡槽千 万别装反了，不然可能烧坏ZIGBEENfim式底板 和 ZIGBEENlt块J-Link,左边直接用USB线连接电脑专感器链接4、将仿真器USB连接入PC机，插好电源，并打开开发实验箱上的电源开关和启动按钮，跳到网关显示界面，然后点击功能键进入，如6-13图所示。5、找到传感器实验图标如图6-14

9、所示，点击进入传感器实验显示界面如6-15图所示。图6-14传感器实验显示程序w爪讯方公司传感器实验图6-15网关传感器显示界面6、新建一个文件夹命名为“火焰传感器”，并在该文件夹下创建一个“RVMDK文件夹（存放工程用）；7、然后在“ RVMDK文件夹下新建一个“ OBJ文件夹（用来存放编译输出信息）；8、在“传感器实验/实验例程/实验6传感器之火焰篇/code ”文件夹下找到“rsc ” 文件夹，把它复制到到“火焰传感器”文件夹下，即与RVMDK文件夹并列；9、启动 Keil Vision4 ;10、单击菜单栏的Project : 选择New uVision Project : 新建一个工

10、程， 命名为“ FALME ;11、保它存在刚建立好的“火焰传感器”里面的“RVMDK文件夹下；12、右键“Target 1 ,选择Manage Components选项；13、把Target 1修改为FALME ,把 Source Group1改命为Starup ”并创 建六个 Groups ,分别是user usart lib led sensor key。如图 6-16 所示；14、然后给每个Group分别在添加好对应的.c文件，（.c文件在刚刚复制过来的 “rsc”文件夹里面），添加完成图 6-16所示；Project耳 X日 FLAMEEJtj user 力 mainx国 Publi

11、cFuc.c雷 Systemlnitc 白led:国 Leds.c 由七key1固 Key.c二1 七M sensor国 Sffnsor.c 百代usart国 UEART.C 由口出 由口 starup图6-16 文件示意图实验六传感器之火焰篇15、单击工具栏的“ Rebuid”图标，直到编译没有警告和错误，如果有就根据警告 和错位，进行修改程序；16、点击工具栏的Target Options ,选择Output”,把输出文件位置设置在 “OBJ 下，并且设置有hex输出；17、点击工具栏的Target Options ”配置好J-Link ;18、打开ZIGBEE地板上的电源开关，点击“ L

12、OA。进行程序烧写验证；（以上建工 程详细过程可以参考实验二）19、验证：用打火机打燃放在火焰传感器探测头前，观察显示屏上状态的变化；20、验证完毕后，退出J-Link仿真界面，关闭Keil科Vision4软件；关闭硬件电 源，捡收好硬件设备，并整理桌面；21、实验完毕。实验验证6.7.1程序是否能运行和编译成功如图6-17所示为编译生成hex输出文件成功图:void ncbr血0， H 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。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 = 0 xff;/ 数据接头 1str1 = 0 x55;/ 数据接头 2/*数据校验*/for(i=0;ict-2;i+)checksun_xor A=stri;checksun_add +=stri;)str8 = checksun_xor;str9 = checksun_add;/*数据发送*/while( ct- != 0)11米讯方公司传感器实验(USART_SendData(USART2