基于单片机的火灾报警器【毕业设计】.doc

1、本科毕业论文（20 届）基于单片机的火灾报警器所在学院 专业班级 电子信息工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 苏州大学本科生毕业设计（论文）i目 录前言 .3第 1 章 绪论 .4第 1.1节 火灾检测报警器的发展历程 .4第 2 章 总体设计分析 .5第 2.1节 课题研究的主要内容 .5第 3 章 硬件电路的设计 .6第 3.1节 总体硬件电路设计描述 .6第 3.2节 烟雾传感器模块 .6第 3.3节 温度传感器模块 .10第 3.4节 数模转换模块 .10第 3.5节 单片机模块： .12第 3.6节 数码管显示模块： .15第 3.7节 蜂鸣器模块： .16第 3

2、.8节 硬件原理图： .16第 4 章 软件系统分析与设计 .18第 4.1节 软件编译语言的选择 .18第 4.2节 总体程序设计 .18第 4.3节 主流程图 .20第 4.4节 系统仿真 .20第 5 章 系统的调试与测试 .22第 5.1节 硬件测试 .22第 5.2节 系统检测 .22结 论 .26参考文献 .26致谢 .27附录 .28附录 1： 程序代码 .28苏州大学本科生毕业设计（论文）第 1 页基于单片机的火灾报警器【摘要】：随着“ 信息时代 ”的到来，作为获取信息的手段 传感器技术得到了显著的进步，其应用领域越来越广泛，对其要求越来越高，需求越来越迫切。传感器技术已成为衡

3、量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。因此，了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。为了提高对传感器的认识和了解，尤其是对烟雾传感器的深入研究以及其用法与用途，基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。本文利用单片机结合传感器技术而开发设计了这一烟雾监控系统。本设计以 STC89SC52 单片机和 MQ-2 型半导体电阻式烟雾传感器为核心设计的烟雾报警器是一种结构简单、性能 稳定、使用方便、价格低廉、智能化的烟雾报警器。具有一定的实用价值。【关键词】：烟雾；报警器；STC89C52；传感器Abstract : While “information age” the ar

4、rival, obtained the remarkable progress as the gain information method - sensor technology, its application domain is more and more widespread, is more and more high to its request, the demand is more and more urgent.The sensor technology has become weighs one of national science and technology leve

5、l of development important symbols.Therefore, understood and grasps each kind of sensor the basic structure, the principle of work and the characteristic is extremely important.In order to enhance to the sensor understanding and the understanding, in particular to the smog sensor thorough research a

6、s well as its usage and the use, based on practical, widespread and the model principle has designed this system.This article used the monolithic integrated circuit union sensor technology to develop has designed this smog supervisory system.The present paper take leaves the minor smog sensor and th

7、e monolithic integrated circuit technology unifies as the core and with other electronic technology, designs 苏州大学本科生毕业设计（论文）第 2 页one kind of technical level good smog alarm apparatus.In which selects the 2M007 semiconductor resistance type smog sensor realization smog the examination, has the sensit

8、ivity high, responds, the antijamming ability quickly strong and so on the merits, moreover the price is inexpensive, the service life is long.Key words:Smog；alarm apparatus ；STC89C52；sensor苏州大学本科生毕业设计（论文）第 3 页前言在各种灾害中，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)200

9、0 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，

10、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。苏州大学本科生毕业设计（论文）第 4 页第 1 章 绪论第 1.1节 火灾检测报警器的发展历程火灾自动报警系统，一般由火灾探测器、区域报警器和集中报警器组成；也可以根据工程的要求同各种灭火设施和通讯装置联动，以形成中心控制系统。即由自动报警、自动灭火、安全疏散诱导、系统过程显示、消防档案管理等组成一个完整的消防控制系统。 火灾探测器是探测火灾的仪器，由于在火灾发生的阶段，将伴随产生烟雾、高温格火光。这些烟、热和光可以通过探测器转变为电信号报警或使自动灭火系统启动，及时扑灭火灾。二十多

11、年前，中国的消防报警产品刚刚起步，无论产品技术含量、产品系列完整性、使用性，还是社会影响程度都是相当低的。国外的产品和品牌一统天下，占领中国的大部分市场。由于中国的建设正在飞速发展，市场大的惊人，难道这由中国发展带来的成果只能由外国企业来瓜分？可幸的是中国企业抓住了机遇，顶住了挑战，先是一批国家的科研院所，后是一批国营企业、民营企业，业内也吸引和凝聚一大批国内的技术和管理精英，花了十多年时间，通过几次产品更新换代，就使自己的产品紧紧跟上了国际水平，并且夺回了大部分国内市场，使得现在大多国外产品只有招架之功，这是典型的自力更生，走自己的路。当然目前而言，我们基本占据的是国内市场，对外还刚启动。中

12、国企业正虎视眈眈，准备进军海外市场。苏州大学本科生毕业设计（论文）第 5 页第 2 章 总体设计分析第 2.1节 课题研究的主要内容本论文研究的是一种以气敏传感器和单片机为主的火灾报警检测。当传感器检测到烟雾时，信号由 ADC0832 进行处理模数转化再到单片机进行处理，当检测到浓度超标时，蜂鸣器会发出滴滴的报警声。同时，此系统还可以检测温度，防止温度过高燃烧发生火灾。当检测到测到温度超过设定的报警温度时候，蜂鸣器也将产生报警，系统的按键还具有连加、减功能，可以设置烟雾浓度和高温报警值，可紧急报警和手动取消紧急报警功能，当有特殊情况时可按紧急报警键报警，并有掉电保存功能，设置的参数保存在单片机

13、内部 EEPOM 中。所以该课题用到的硬件装置有酒精传感器、模数转换器、单片机、以及蜂鸣器构成。本文设计的烟雾浓度检测仪主要是以烟雾传感器，温度传感器和单片机为平台设计而成的，其硬件系统功能框图如图 2-1 所示。图 2-1硬件系统功能框图模数转换器单片机 数码管烟雾传感器报警器温度传感器苏州大学本科生毕业设计（论文）第 6 页第 3 章 硬件电路的设计第 3.1节 总体硬件电路设计描述考虑到硬件电路对整个设计的重要性，所以在设计之前必须要有总体设计思路，按照第二章中的介绍以及图 2-1 的设计思路可分为以下几大模块设计：有烟雾传感器模块和温度传感器模块，数模转换器模块，单片机模块，数码管显示

14、模块，蜂鸣器报警模块 。在万用板上将上诉所有模块的器件全都焊接在万用板上，然后在 Protel 软件上画出原理图，连线，仿真，然后在万用板上进行连线焊接。第 3.2节 烟雾传感器模块烟雾传感器模块：本计中采用的 MQ-2 型烟雾传感器属于二氧化锡半导体气敏材料，属于表面离子式 N 型半导体。当处于 200300C 温度时，二氧化锡吸附空气中的氧，形成氧的负离子吸附，使半导体中的电子密度减少， 从而使其电阻值增加。当与烟雾接触时，如果晶粒间界处的势垒受 到该烟雾的调制而变化，就会引起表而电导率的变化。利用这一点就可以 获得这种烟雾存在的信息。遇到可燃烟雾（如 CH4 等）时，原来吸附的氧脱附，而

15、由可燃烟雾以正离子状态吸附在二氧化锡半导体表面；氧脱附放出电子，烟雾以正离子状态吸附也要放出电子，从而使二氧化锡半导体导带电子密度增加，电阻值下降。而当空气中没有烟雾时，二氧化锡半导体又会自 动恢复氧的负离子吸附，使电阻值升高到初始状态。这就是 MQ-2 型燃性烟雾传感器检测可燃烟雾的基本原理。MQ-2 型传感器的结构图如图 3.1 所示。图 3.1 MQ-2型传感器的结构图 MQ-2 型传感器的特性及主要技术指标： 苏州大学本科生毕业设计（论文）第 7 页（1） MQ-2 型传感器的一般特点： MQ-2 型传感器对天然气、液化石油气等烟雾有很高的灵敏度，尤其对烷类烟 雾更为敏感。 MQ-2

16、型传感器具有良好的重复性和长期的稳定性。初始稳定， 响应时间短，长时间工作性能好。 MQ-2 型传感器具有良好的抗干扰性，可准确排除有刺激性非可燃性烟雾的干扰信息，例如酒精和烟雾等。 电路设计电压范围宽，24V 以下均可；加热电压 50.2V。 （2） MQ-2 型传感器的特性参数： 回路电压：(Vc) 524V 取样电阻：(RL) 0.120K 加热电压：(VH)50.2V 加热功率：(P)约 750mW 灵 敏 度：以甲烷为例 R0(air)/RS (0.1%CH4)5 响应时间：Tres10 秒 恢复时间：Trec 30 秒 图3-2 MQ-2连线图第 3.3节 温度传感器模块 3.3.

17、1. DS18B20 温度传感器简介课题使用的是 DS18B20 温度传感器 DS18B20是 DALLAS（达拉斯）公司生产的一款超苏州大学本科生毕业设计（论文）第 8 页小体积、超低硬件开销，抗干扰能力强、精度高、附加功能强的温度传感器。3.3.2. DS18B20 内部结构：DS18B20 主要由 4部分组成：64 位 ROM、温度传感器、非挥发的温度报警除法器 TH和 TL、配置寄存器。ROM 中的 64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看做是 DS18B20的地址序列码，每个 DS18B20的 64位序列号均不相同。ROM 的作用是使每一个 DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个 DS18B20的目的。图 3-3 DS18B20管脚排列