（蚌埠依爱消防电子有限责任公司 安徽蚌埠 233000）
摘要：设计了一种基于LPC1788的家用火灾报警控制器，并介绍了该控制器的系统构成和工作原理。该控制器具有主电源、备用电源、GSM模块、液晶和指示灯、蜂鸣器、总线等部分电路，且主、备电之间能够自动实现无缝切换，GSM模块能自动拨打语音电话，液晶和指示灯能显示火警、故障等信息，总线电路能接家用感烟、感温探测器等报警触发器件。该控制器原理简单、工作稳定可靠，适用于家庭等小型工程场所。
关键词：家用；控制器；工作原理；电源；总线
0引言
火灾无情，一旦发生，将会带来巨大损失。随着城市化进程加快，人口密集程度越来越高，家庭发生火灾的概率也随之增高。另外家庭诱发火灾的因素多，灭火和逃生的设施缺乏，以及高层建筑逃生不便等，都使火灾一旦发生，必将酿成财产损失、人员伤亡的惨剧。家用火灾报警控制器通过其所带的探测器能够时刻监视家中的各个场所，一旦发生火灾，探测器触发火警信号并传给控制器，控制器发出声、光报警信号，为扑灭火灾和人员逃生赢得宝贵的时间，因此也必将得到越来越多的应用。
1控制器方案设计
本文设计的家用火灾报警控制器以LPC1788为控制核心，该控制器通过总线电路带载探测器等报警触发器件，探测器遇到火灾就会触发火警信号，同时通过总线将火警信号传给控制器，控制器通过液晶和LED指示灯显示火警信息，蜂鸣器发出火警声信号，GSM电路给预留的电话号码拨打火警语音电话。该控制器包括能自动实现无缝切换的主、备电源，其整体组成框图如图1所示。
图1 控制器整体组成框图
2控制器硬件设计
2.1总线电路
控制器采用电压为直流24V的无极性的两线制总线，且总线的接收端连接到主控CPU芯片的一个定时器捕捉口上，总线的发送端连接到主控CPU芯片的一个普通的I/O口上，定时器捕捉口设置上升沿或下降沿触发定时中断，识别总线上所接收到的信号，同时通过与发送端连接的普通I/O口设置高低电平而发送信号进行通讯。
2.2主控芯片
控制器采用LPC1788作为主控芯片，该芯片是以Cortex-M3为内核的微控制器，具有512K的FLASH存储器、5个串口、4个通用定时器、LCD控制器等强大的功能，性价比高，能够满足本控制器的设计需求。
2.3显示、蜂鸣器及GSM电路
控制器采用型号为TM043NDH02的4.3寸彩色液晶屏，该液晶屏可以显示火警、故障等信息。控制器在报火警或故障时，会通过蜂鸣器发出火警或故障声信号。蜂鸣器电路中串接一个电感和一个三极管器件，其中电感的作用是给蜂鸣器增加电压以提高蜂鸣器的声压级，三极管的作用是控制电路的导通和关断的时间以使蜂鸣器发出不同频率的声信号。控制器上的GSM电路采用2G的GSM模块，该模块与主控CPU芯片之间通过串口进行通讯，即通过串口给GSM模块发送指令，并给预留电话号码拨打火警语音电话。
2.4主、备电源
控制器有能自动实现无缝切换的主、备电源。其中AC220V通过ACDC模块转换的直流电作为控制器主电源的输入，备用电源使用的是可重复充电的锂电池，并且采用具有过充保护的锂电池管理芯片给备用电源充电，以及通过控制备用电源放电回路中的MOS管的关断实现锂电池的过放保护的功能。另外通过采集主、备电源的端电压实现主电、备电源的短路、断路故障的检测。
3控制器软件设计
控制器软件采用功能化设计，使用Keil公司开发的uVision4编译器作为工具，并使用C语言进行软件的编写。软件主要包括主程序、通讯子程序、按键和指示灯扫描子程序、火警和故障判断子程序、显示子程序等，其主程序流程图如图2所示。
图2 主程序流程图
4结束语
家用火灾报警控制器适用于家庭等小型工程场所，对于预防火灾和保障人民的生命及财产安全具有重要的作用。本文设计的家用火灾报警控制器原理简单、体积小、成本低、工作稳定可靠以及具有能快速自动切换的主、备电源，另外备电因可重复充电而具有易于维护等优点。因此，家用火灾报警控制器在今后必将得到越来越多的应用。
参考文献
[1]李强；基于STC单片机的数控稳压电源设计[J]；电子技术与软件工程；2015年17期
[2]江俊辉；基于ARM的嵌入式系统硬件设计[J]；微计算机信息；2015年10期
[3]李艳华，陈慧明；单片机控制GSM手机的技术及应用[J]；单片机与嵌入式系统应用;2005年02期
论文作者:蔡加星
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/30
标签：控制器论文; 火警论文; 火灾论文; 电源论文; 蜂鸣器论文; 总线论文; 信号论文; 《电力设备》2018年第2期论文;