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基于单片机的烟感报警器--大学毕业论文.doc
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基于单片机的烟感报警器--大学毕业论文.doc
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摘 要
本设计设计一个烟感报警器,通过传感器 (包括温感和烟感)将现场温度、烟雾
等信号转化为可检测的电信号,放大和滤波电路将传感器输出的电信号送入 A /D 转换
电路 ,完成烟雾传感器和温度传感器输出的模拟信号到数字信号的转换,单片机判断现
场是否发生火灾。若发生火灾,系统会驱动蜂鸣器和指示灯报警。
由于系统采用高性能的单片机芯片为核心和高灵敏度的烟感传感器,而且利用
声音和指示灯两种报警形式进行报警提示,大大的提好了系统的精确性和可靠性。
关键词 单片机 AT89C51 ADC0809 传感器
Summary
The design of the design of a smoke alarm, the scene temperature, smoke, etc.
signal into electrical signal detected by the sensors (including temperature
sensitive and smoke), amplification and filtering circuit of the sensor output
electrical signal fed to the A / D converter circuit, the completion of the smoke
sensor and temperature sensor output analog signal to digital signal conversion,
the microcontroller to determine whether the site fire. If a fire occurs, the
system will drive the buzzer and the alarm indicator.
As the system uses high-performance microcontroller chip as the core and high
sensitivity smoke sensors, and the use of sound and light form of two alarm alarm,
much of the good accuracy and reliability of the system.
Keywords AT89C51 MCU; ADC0809 sensor
2
目 录
1 引言..............................................................3
1.1 课题研究的背景和意义...............................................3
1.2 本文内容的结构安排 .................................................3
2 火灾报警系统整体方案设计..........................................4
2.1 火灾的烟雾产生过程和温度升高过程 ...................................4
2.2.1 系统硬件总体构架 .............................................5
2.2.2 系统软件总体构架 .............................................6
2.3 系统主要器件的选择 .................................................6
2.3.1 传感器的选择 .................................................6
2.3.2 单片机芯片的选择 ............................................11
2.3.3A/D 转换芯片的选择............................................12
3 火灾自动报警系统硬件设计.........................................13
3.1 信号放大和滤波电路................................................13
3.2 晶振电路与复位电路 ................................................15
3.2.1 晶振电路.....................................................15
3.2.2 复位电路 ....................................................15
3.3 声光报警电路 ......................................................16
3.3.1 声音报警器...................................................16
3.3.2 光报警器.....................................................17
3.4 数据采集电路......................................................17
4 火灾报警系统程序设计.............................................20
4.1 软件开发环境 ......................................................20
4.2 火灾报警系统程序设计 ..............................................20
4.2.1 据采集程序 ..................................................21
4.2.2 火灾判断与报警程序...........................................22
4.3 软件调试 ..........................................................24
5 总结.............................................................24
参考文献...........................................................25
附录...............................................................26
致谢...............................................................27
3
1 引言
1.1 课题研究的背景和意义
随着社会和科技的发展,人们越来越多的使用电子产品和煤气,天然气,由此导致
的火灾隐患也越来越多,再者还有吸烟和烟花导致的火灾给人类、社会和自然造成的危
害越来越大,它不仅毁坏物质财产,而且还直接危胁人们的生命安全,给人们的心灵造
成极大的伤害。大量残酷的火灾教训让人器的话可以大大降低人员的伤亡,减少不必要
的财富和生命损失
[
。火灾报警器就是为了满足这一需求而研制的,并且火灾报警器得自
身功能随科技的发展和人们需求也在不断地提高,在功能、结构、形式等方面不断地完
善。们逐渐认识到火灾预防,火灾报警和消防工作的重要性,如果有火灾报警
有的火灾自动报警器能在火灾发生之前提前检测到火灾的即将发生,它能根据火
灾的早期特征烟雾或温度的变化检测到火情并及时报警告知人们做好预防,可将火灾
带来的生命财产损失降到最低限度。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,减少了不必
要的经济损失和人员伤亡。
1.2 本文内容的结构安排
1:绪论。主要介绍课题的研究背景和意义和论文的章节安排。
2:介绍了烟感报警器的原理,选择合适的传感器 ,给出烟感自动报警系统的总体设
计构架,分别给出硬件和软件的整体构架,并一一介绍硬件系统的主要器件选型。
3:烟感报警系统硬件设计,详细介绍了传感器信号放大电路,滤波电路,单片机处
理电路及声光报警电路,并给出相应的设计原理图。
4:烟感报警器的软件程序设计,介绍主程序,初始化程序,数据采集子程序火灾判
2
断与报警子程序等。
5:对本次论文的撰写进行总结,并对烟感报警器的发展前景进行展望。
2 火灾报警系统整体方案设计
2.1 火灾的烟雾产生过程和温度升高过程
一般可燃物在燃烧时先产生燃烧气体,继而产生烟雾,在氧气充足的条件下就会
完全燃烧而产生火焰,发出可见光和不可见光,并散发出大量的热,使环境温度升高。
起火过程中,刚开始会产生大量的烟雾且持续的时间相对较长,而此时现场的环境温
度还不是太高没有骤变,若此时烟感传感器感应到了烟雾就可以及时报警并在火势没
扩大之前让人们提前预防和撤离,这样就可以把火灾损失控制在最小限度。等到火焰
燃烧后,它会快速蔓延,产生大量的热而导致环境温度的升高,若能感受到温度的变
化而报警提醒人们就可以比较及时地控制火灾。若以此硬件设计中我会加入温度传感
器和烟感传感器配合工作,互补各自的不足,大大的降低了报警器的误报率 ,起火过程
曲线如图 2.1 所示。
图 2.1 起火过程曲线
3
2.2 系统总体方案设计
2.2.1 系统硬件总体构架
烟感报警系统主要由烟感数据采集模块、单片机控制模块、驱动声光报警模块组
成。图 2.2 为火灾报警系统的结构框图。
2.2 系统结构框图
单片机是整个报警系统的控制核心,它的工作原理是:先通过传感器 (包括温感
和烟感)将现场温度、烟雾等信号转化为可检测的电信号,放大和滤波电路将传感器输
出的电信号送入 A /D 转换电路 ,完成烟雾传感器和温度传感器输出的模拟信号到数字
信号的转换,单片机判断现场是否发生火灾。若发生火灾,系统会驱动蜂鸣器和指示
灯报警。
本火灾自动报警系统具有以下功能:
(1)声音和灯光双重报警功能。
(2)系统自故障提醒功能:硬件发生故障时,会发出故障提醒信号。
(3)异常报警功能:环境中的烟雾浓度或温度较高时,能发出提示信号提醒人们注
烟感,温度
传感器
放大,滤波
电路
A/D 转换
电路
单片机
声光报警电路
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xinkai1688
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