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基于AT89S51火灾报警系统的设计.doc
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基于AT89S51火灾报警系统的设计.doc
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摘要 ........................................................................I
Abstract....................................................................II
第一章 绪 论 .............................................................1
1.1 课题研究的背景和意义.................................................1
1.2 国内外的研究现状.....................................................2
本章小结.................................................................3
第二章 火灾报警系统的设计方案...........................................4
2.1 系统的功能要求.......................................................4
2.2 主要应用方向与设计构思...............................................4
2.3 系统初步设计及可行性论证.............................................4
2.3.1 微处理器的选择.....................................................5
2.3.2 模数转换器的选择...................................................6
2.3.3 温度传感器的选择...................................................6
2.3.4 烟雾传感器的选择...................................................7
2.3.5 显示模块的选择.....................................................7
本章小结.................................................................8
第三章 火灾报警系统硬件组成 .............................................9
3.1 系统工作原理.........................................................9
3.2 控制器模块设计.......................................................9
3.2.1 AT89S51 单片机 ....................................................10
3.2.2 单片机最小系统设计................................................11
3.3 显示模块设计........................................................12
3.3.1 数码管显示原理....................................................12
3.3.2 显示电路设计......................................................14
3.4 温度采集模块设计....................................................14
3.4.1 DS18B20 介绍 ......................................................15
3.4.2 DS18B20 的使用方法 ................................................16
3.5 气体采集模块设计....................................................18
3.5.1 MQ-2 传感器介绍 ...................................................18
3.5.2 MQ-2 传感器的特性及主要技术指标 ...................................19
3.5.3 气体采集模块......................................................19
3.5.4 ADC0832 的控制原理 ................................................20
3.6 报警电路模块设计....................................................21
3.6.1 蜂鸣器............................................................21
3.6.2 电源报警指示......................................................22
3.6.3 按键报警..........................................................22
本章小结................................................................23
第四章 系统的应用软件设计 ..............................................24
4.1 编程 KEIL 环境介绍...................................................24
4.2 温度检测子程序......................................................25
4.2.1 温度程序流程图....................................................25
4.3 烟雾浓度检测子程序..................................................26
4.3.1 烟雾程序流程图....................................................26
4.4 键盘设置的子程序....................................................27
4.4.1 按键程序流程图....................................................27
4.5 系统的总程序........................................................28
4.5.1 系统程序总流程图..................................................28
本章小结................................................................29
第五章 系统的仿真........................................................30
5.1 火灾报警系统仿真....................................................30
本章小结................................................................34
结 论.....................................................................35
致 谢.....................................................................36
参考文献 ..................................................................37
附录 A .....................................................................38
附录 B .....................................................................47
I
基于 AT89S51 火灾报警系统的设计
摘要:本文利用单片机结合传感器技术而开发设计了这一火灾自动报警系统。本设计将采
用 DS18B20 数字温度传感器,可将温度信号直接转换成数字信号送给单片机,电路简单,
成本低;同时可设置温度报警值,实现声光报警。选用 MQ-2 型半导体可燃气体敏感元件
烟雾传感器实现烟雾的检测,具有灵敏度高、响应快、抗干扰能力强等优点,而且价格低
廉,使用寿命长。采用七段数码管显示模块可以直观的显示实时温度和气体浓度。选用最
常用的 AT89S51 单片机对所采集的数据进行处理。该火灾自动报警系统结构简单、性能稳
定、使用方便、价格低廉,具有一定的实用价值。
关键词:AT89S51;火灾报警;传感器
II
The Designed of Fire Alarm System Based on AT89S51
Abstract:This article used the Single Chip Microcomputer and sensor technology to develop
has designed this automatic fire alarming system. This design will use the DS18B20 digital
temperature sensor, the temperature signal can be converted directly into a digital signal and
send to the Single Chip Microcomputer, the circuit is simple and low cost; At the same time, we
can set the limiting temperature, and achieve the sound and light alarm. In which selects the
MQ-2 semiconductor resistance type smog sensor realizes the smog examination, has the high
sensitivity, quickly responds, strong anti jamming ability and so on the merits, moreover the
price is inexpensive, the service life is long. Liquid Crystal Module can be used the 7 Segment
visual display real time temperature and gas concentration. The most commonly used 89S51
Single Chip Microcomputer used on the data collected for processing. This automatic fire
alarming system is simple structure, stable performance, easy to use, low cost, and has certain
practical value.
Keywords:AT89S51;fire alarm;sensor
1
第一章 绪 论
1.1 课题研究的背景和意义
在各种灾害中,火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。
火灾是世界上发生频率较高的一种灾害,几乎每天都有火灾发生。据联合国“世界火灾统
计中心(WFSC)2000 统计资料”,全球每年大约发生火灾 600 万至 700 万次,全球每年死于
火灾的人数约为 65000 至 75000 人。其中,欧美地区发生的火灾较多,死亡人数却相对较
少,这与欧美发达国家的生活水平以及消防技术和设施有关;相比较而言,亚洲地区发生
火灾次数较少,但死亡人数较多,这与亚洲经济发展程度不高、消防设施不完善等因素有
关。据统计,我国 70 年代火灾年平均损失不到 2.5 亿元,80 年代火灾年平均损失接近 3.2
亿元。进入 90 年代,特别是 1993 年以来,火灾造成的直接财产损失上升到年均十几亿元,
年均死亡 2000 多人。随着经济和城市建设的快速发展,城市高层、地下以及大型综合性
建筑日益增多,火灾隐患也大大增加,火灾发生的数量及其造成的损失呈逐年上升趋势。
一旦发生火灾,将对人的生命和财产造成极大的危害。
严峻的事实证明,随着社会和经济的发展,社会财富日益增加,火灾给人类、社会和
自然造成的危害范围不断扩大,它不仅毁坏物质财产,造成社会秩序的混乱,还直接危胁
生命安全,给人们的心灵造成极大的伤害。残酷的现实让人们逐渐认识到监控预警和消防
工作的重要性,良好的监控系统和及时的报警机制可以大大降低人员的伤亡,为社会减少
不必要的损失。火灾自动报警系统(FAS)就是为了满足这一需求而研制出的,并且其自身
的技术水平也在随着人们需求的不断地提高,在功能、结构、形式等方面不断地完善。
火灾自动报警系统能迅速监测火情,可发现人们不易发觉的火灾早期特征,可将火灾
带来的生命财产损失降到最低限度。火灾发生的早期,会使得燃烧物质分解,析出大量的
有毒气体 CO,人们可能在毫无察觉火情的情况下就发生了 CO 中毒,从而无力逃生,火
灾自动报警系统可监测到 CO 浓度的变化,为人们提供 CO 浓度超标报警信息,通知人们
及时疏散。火灾自动报警系统可作为城市消防系统的单元,通过城市消防专用网与城市消
防报警中心联网,及时将报警信息传递到消防报警中心,城市消防报警中心会自动查找到
火灾发生的位置,并为消防队员制定消防路线图,以便消防队员可以迅速抵达火灾地点。
火灾自动报警系统能对火灾进行实时监测和准确报警,有着防止和减少火灾危害、保护人
身安全和财产安全的重要意义,有着很大的经济效益和社会效益。
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oligaga
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