基于单片机的火灾自动报警系统的设计与实现【毕业设计】.doc

1、本科毕业论文（20 届）基于单片机的火灾自动报警系统的设计与实现所在学院专业班级 电子信息科学与技术学生姓名指导教师完成日期目 录摘 要 . .1Abstract. .2前 言. .3第一章 绪 论 .41.1 课题背景 .41.2 课题研究意义 .41.3 火灾报警器的国内外现状 .51.4 火灾报警器的发展趋势 .6第二章 总体方案设计 .72.1 总体框架 .72.2 对于该检测仪设计的要求 .72.3 气体浓度传感器选型 .82.3.1 MQ-2 传感器简介 .82.4 温度传感器选型 .102.5 单片机选型 .10第三章 系统的硬件电路 .113.1 单片机最小系统 .113.2天

2、燃气检测 AD采集转换电路 .123.3 声音报警电路 .133.4 电源模块 .153.5 温度传感器电路 .163.5.1 DSl8B20 简介 .163.5.2 DS18B20 温度转换值及相关参数 .17第四章 系统软件设计 .184.1 主程序设计 .184.2 滤波子程序设计 .194.3 控制按键设计子程序 .204.4 报警子程序设计 .21第五章 电路焊接及硬件调试 .225.1 电路焊接 .225.2 按键说明 .225.3 硬件调试 .23第六章 总结与展望 .25参考文献致谢附录1摘 要摘 要随着社会和经济的发展，防火工作越来越重要，但是目前国内的许多研发都侧重于大型场

3、所的火灾报警。因此，研发一种小型智能报警器是十分必要的，报警器是用烟雾传感器组成的。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。本论文以电阻式烟雾传感器和单片机技术为核心并与其他电子技术相结合， 设计出一种技术水平较好的烟雾报警器。其中选用 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。选用的 STC89C51 单片机，其整

4、合了 A/D 转换、硬件乘法器、硬件脉宽调制器等资源，具 有高速、低功耗、超强抗干扰等优点，是目前同类技术中性价比较高的产品。以 STC89C51 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可实现声光报警、故障自诊断、浓度显示、报警限设置、延时报警及与上位机串口通信等功能。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 MQ-2 气敏传感器，STC89C51，DS18B20 温度传感器2AbstractWith the extensive use of natural gas, each a small apartment

5、 building natural gas are being “overwhelmed.“ Natural gas is widely used to bring a lot of convenience in public life, reduce pollution in the world and improve the quality of life and efficiency, but at the same time, natural gas is a potential “high risk goods“, in the event of a large area of th

6、e leak, if not immediately dispose it could result in a large explosion, to peoples lives and property brought immeasurable threat. Faced with a variety of accident hazards caused by natural gas leak, we must have an approach. Therefore, the temperature of natural gas leak detection alarm is an impo

7、rtant means of natural gas corresponding invisible killer.In this paper, semiconductor gas sensor for fire and 51 microcontroller core technology and natural gas leak detection alarm designed to achieve temperature gas detection and alarm function, is a low cost, low power, high efficiency, high pre

8、cision and intelligent nature gas leak detection alarm temperature, with exceptional value.STC89C51 microcontroller through data processing and analysis, whether over or just reaches the preset alarm value, should exceed the alarm circuit will automatically make the starting running lights flashing

9、buzzer alarm sound, contrary to the normal state. Temperature design, we use DS18B20 temperature sensor and microcontroller STC89C51 connect to convert a temperature signal into a digital signal STC89C51 discernible, and then through the microcontroller processing and analysis, the final value of th

10、e ambient temperature and gas concentration value currently displayed in the LED digital.Keywords: gas sensor alarm;single chip microcomputer;temperature senso3前 言“火灾”是指由火焰燃烧是的人们生命财产受到危害的事件。随着技术，越来越多的威胁的发展，工业生产和日常生活中，由于不同类型的自然灾害，火灾是最常见的威胁生命和人民财产的一个最重要的安全威胁。火，我相信，众所周知，我们总是能听到，你会看到各种火灾，小的财富损失的，大的生命灭亡。

11、因此，消防火警自动运行尤其令人印象深刻。智能火灾报警器系统的演变很快，新技术的成熟进一步扩大了火灾自动报警系统的应用领域，为一些报警系统难以适应的环境提供了有用的手段。我国的火灾报警系统从无到有，再到如今的高效多功能。随着新技术的诞生，火灾报警系统早已渗透到诸如工业，农业生产和人民生活的所有应用领域。因此，根据社会的需求，以及该应用程序的各种不同类型的单芯片的功能。火灾报警系统是计算机系统 的单位，它实际上是 一个微控制器或 微处理器。因为它成本较低，体积渺小，功能齐全，因此很受欢迎。同样，它也被广泛应用 在技术领域报警各类 完善的报警功能，大大提高了 可靠性，来满足社会需求。多亏了消防报警系

12、统，对人类科技的经济和社会进步的快速发展，已成为一个必须做的。反应到消防的需求，维护成本和高可靠性，高灵敏度，低误报率，网络技术系统，智能化方向发展，因此对智能火灾报警器的研发有结构简单，成本低，这是必要的。4第一章 绪 论1.1 课题背景随着科学技术进步，工业生产和日常生活中危险日益增多。为了确保保障社会主义现代化建设的统一，以避免事故的发生，由于火灾燃烧，爆炸，造成显著的经济损失，甚至危及生命。为了减少这样的事件的发生，有必要使用先进可靠安全的工具已经在实时烟检测位置准确地监测烟的环境中的浓度，尽早发现潜在的安全隐患，并及时采取有效措施，避免事故发生，确保安全。因此，试验温度和气体浓度探测

13、器已成为传感器技术领域的一个重要课题。1.2 课题研究意义近年来，火灾报警系统已被越来越多的工业和农业生产的各个环节和人民生活的每一个部门使用。不同类型的单片机根据社会发展的需要。火灾报警系统是设备级的计算机系统，实际上是一个微控制器或微处理器。由于这是一个全功能的，体积小，成本低，所以它可以被用于所有电子系统。同样地，它可以被广泛地应用于对不同的警报的检测和报警功能的字段更完善的检测，大大提高了可靠性，为满足社会发展的需要。该传感器装置的“常识”作为一个系统中，如果没有“感觉”感到的信息，或“感觉”无聊时，控制系统是难以生产的高精度，高速度。二十世纪八十年代的时代检测技术被称为美国，日本的检

14、测技术在第十技术。因此，需要用于检测报警功能，气体传感器和微控制器芯片，以选择合适的和准确的，经济的关键。在这项工作中，主微型控制器 STC89C51 和项目选择的 MQ-2 型半导体式气体传感器作为核心设备。目前，现代建筑自动泄漏检测报警系统，功能各异的气体选择性安装。由于气体泄漏检测系统是建筑物的神经系统，可以感觉到，火灾报警器和接收的时间预警信号，并通知用户和当地人。这就像一个很好的守夜人，人们的生活，忙碌的安全或在家休息的感觉。在燃烧，快速，准确检测语音报警，对组织迅速和适当的疏散及时重要性，积极有效地控制火势蔓延，火势迅速，初期减少火灾损失居住人群。51.3 火灾报警器的国内外现状国

15、外自 1930 年以来就开始研究气体浓度探测器的发展，温度，其原因是由于人类安全和对安全性和舒适的生活环境意识的迅速发展另一种是对能源市场的宣传公共安全规则。在逐步提高生产过程中，日益小型化的更多的传感器和集成水平传感器，使逐渐变小的研究工具的量，更好的传输传感装置是更有利于生产，运输和销售。1963 年 5 月，日本制定了第一次接触家用报警器泄漏燃烧气体在次年，12 月，所涵盖的报警产品的改进检测气体，如一氧化碳，它可以安装在浴室和集中监控。中国于 1970 年开始开发一种火灾报警器，生产不同的类型，从炼油厂应用扩展到所有类型的报警的几乎所有的危险的工作环境范围内，产品的数量也是越来越多。但

16、最重要的，引进国外先进的传感器技术的基础上，先进的生产技术的研究和发展，创造自己的特色。近年来，选择性和烟产品的稳定性也有了很大的进步。火灾报警器一般可分为民用火灾报警器、工业用火灾报警器。(1)民用火灾报警器民用火灾气体浓度报警器一般安装在厨房，遇到火灾房间温度上升并且气体气体浓度浓度变大时，报警器就会发生报警，并带有相关灯光显示，同时相应外部设备一同报警。(2)工业用气体浓度报警器但也有工业和有毒气体探测器报警检测探头的差异，但在理论和应用都非常相似。工业用可燃气体和有毒气体浓度探测报警器，根据环境，可分为泄漏探测器，控制器和传感器。测漏仪检测泄漏量小，便携式或手持式，主要是在气体泄漏和管

17、理控制的检测使用。在有气体泄漏事件，泄漏报警器就会响起，气体浓度浓度的数字显示，以采取预防措施，防止结合使用长期监测气体浓度探测器在爆炸地点的集中爆炸等严重危害事件发生。把探测器安装在爆炸现场，进行检测，安装地点为墙壁上的凹槽和其他地方，且屏蔽电缆的房间。一旦有气体发生泄漏，使用屏蔽电缆就能连接到控制信号，发出声光报警，并运行排气系统或电磁阀切断气源，以确保安全。这些仪器被广泛使用在汽油站，加油站，锅炉厂和其它工业设施。671.4 火灾报警器的发展趋势面对人类社会，技术和竞争的快速发展，电脑的快速发展，没有通信和控制，利用的趋势，现今的火灾自动报警完整的系统与技术，软件合并，以及两个网络化，智能化，多样化，少量化，灵敏度高，整合和发展的其他方面。自动气体浓度报警系统，有不能接受的，在当前协议，误报率，漏报和不频繁，智力低下，免疫力低下和气体浓度报警器是在其他较明显的，按照统一的国家标准，开放的通讯协议的基础下的特殊环境问题检测消防规范。管理系统的能力的增强提供了更好的保护，为保证用火，并通过强有力的，以保护人身和事物的国家安全，更美好的生活。