1、 1 毕业论文开题报告 电气工程及其自动化 基于单片机的消防报警系统设计 一、课题研究意义及现状 消防报警系统又称火灾报警系统，消防自动报警系统。由火灾报警主机、火灾特征或火灾早期特征传感器、人工火灾报警设备、输出控制设备组成 。 传感器完成对火灾特征或火灾早期特征的探测，并将相关信号传送到火灾报警主机。报警主机完成对信号的显示、记录，并完成相应的输出控制。 火灾自动报警系统是人们为了早期发现通报火灾，并及时采取有效措施，控制和扑灭火灾，而设置在建筑物中或其它场所的一种自动消防设施，是人们同火灾作斗争的有力工具。 近年来，随着计算机技术、电子技术、信息技术、人工智能技术和网络技术的发展，我国火
2、灾探测报警技术进入了快速发展阶段，其技术发展的趋势主要表现在以下方面： 1.采用多传感器数据融合技术的消防报警系统。此系统不是原有单一参数火灾探测器的简单组合，而是实施多传感器同步探测，根据不同类型的火灾参数，应用智能算法，对多传感器的火灾参数进行融合，以判断火灾危险是否存在。这种方法克服了单个传感器测量的局限，有效地提高了可靠性、降低误报率。 2.基于 CAN 总线的分布式消防报警系统。在由多个区域报警控制器组成的局域控制网络系统 中，各节点可以独立运行，某节点损坏时会被系统自动隔离，其他节点自动重建网络，保证相关的显示和联动控制功能，避免消防控制中心系统中主机损坏整个系统瘫痪的情况。此系统
3、具有可维护性好、易于扩充、可靠性高和成本低等特点，适合当今企业生产发展现状。 3.基于 ZigBee 无线传感器网络的消防报警系统。各传感嚣对监测到的环境数据进行分析处理，通过无线传输将各信息传送给网关节点，网关节点再将信息传送给 PC 机 (服务器 )。 PC 机对整个网络系统进行控制，对所有数据进行综合处理，并将信息反馈给消防人员。此系统具有低功耗、低成本、体 积小的显著优点，可在特殊环境下实现监测区域内信号的采集、传输及处理。 4.基于 Rabbit2000 微处理器的网络消防报警控制系统。以 Rabbit2000 微处理器为核心的新型网络消防报警控制系统的基本工作原理以及系统的软硬件设
4、计。该控制系统采用模块化和智能式分布技术设计，具有编程快捷，组网能力强，通讯传输可靠，实时性高的特点。 目前，虽然已经有多种火灾自动报警系统，但大多还属于脱机方式，最终要靠人来联系消防部门，往往由于不能及时报警而造成重大损失。如果能够以在线的方式直接工作将很大程度上减轻2 财产损失和人员伤 亡。 二、课题研究的主要内容和预期目标 本课题完成信号采集模块的设计，负责采集监控现场的温度等信息，并转换为数字信息传送给单片机进行处理，同时单片机显示相应数据。 毕业设计具体内容： （ 1） 利用传感器对信号进行采集，使模拟信号转换成数字信号，通过单片机来实现对火灾情况的监控，实施和报警； （ 2） 研究
5、消防报警系统的工作原理和驱动控制程序； （ 3） 设计完成传感器的监控电路； （ 4） 设计完成自动报警与检测一体的驱动程序； （ 5） 完成声光报警模块的设计 ， 当监测到火情后，该系统能够发出声、光信息，迅速向小区的值班人员报告火情信息。 结合上述内容，研 发简易的自动报警消防设备，完成消防报警系统监控程序原理图和控制程序。 三、课题研究的方法及措施 本课题重点研究消防报警系统的 硬件 系统。 消防报警系统是通过对传感器火情信息的检测，使用智能识别算法实现对火灾的监测。 该 系统由温度、烟雾信号采集模块、声光报警 器 以及单片机与 Modem 通信模块组成。 其硬件系统图如下： 本课题选用
6、 AT89S5l 芯片，因为它的应用范围广，性能良好，可用于解决复杂的控制问题。 温度传感器选用 DS18B20 型号， DS18B20 具有耐磨耐碰，体积小，使用方便 ，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。 烟雾传感器可选用 MQ-2 气体传感器，该传感器 灵敏度高、响应快、抗干扰性好、使用方便、价格便宜，而且不会发生探头阻塞现象，维护成本较低，非常实用。 A/D 转换电路通常使用 8 位 8 通道数模转换专用芯片 ADC0809。 声光报警模块最主要能实现报警，在此选用 LED 和蜂鸣器分别作为光报警和声报警，这样做的好处，不仅方便实用，而且价格也十分便宜，有利于本设计
7、的成本控制。 AT89S51 单片机 声光报警器 A/D转换 按键 温度传感器 烟雾传感器 3 四、课题研究进度计划 毕业设计期限： 自 2010 年 10 月 18 日至 2011 年 4 月 22 日。 2010 年 10 月 18 日至 2010 年 11 月 10 日： 明确任务，查找资料，确定系统总体设计方案； 2010 年 11 月 11 日至 2010 年 11 月 29 日：写 文献综述、外文翻译 ， 完成开题报告 ； 2010 年 11 月 30 日至 2010 年 12 月 5 日 ： 单片机设计； 2010 年 11 月 6 日至 2010 年 12 月 9 日 ：声光报
8、警模块设计； 2010 年 11 月 10 日至 2010 年 12 月 14 日 ：总体硬件设计结合； 2010 年 12 月 15 日至 2010 年 12 月 30 日： 软件程序设计 ； 2010 年 12 月 31 日至 2010 年 1 月 9 日： 撰写设计报告与论文 ； 2010 年 1 月 10 日 至 2010 年 1 月 21 日 ：设计作品完善，论文修改 ； 2011 年 4 月 1 日至 2011 年 4 月 22 日 ： 做好论文答辩的 PPT 资料，准备答辩，并提交所有电子文档材料。 五、参考文献 1 林巍，杨林冰 .单片机在消防系统中的应用 J.福建电脑， 20
9、08， 3： 121-122. 2 张云洲，吴成东 .基于 CAN 总线的分布式消防报警系统 J.控制工程， 2007， 5： 307-309. 3 陈悦等 . 烟雾检测火灾报警系统的设计 J.微计算机信息， 2007（ 23）： 93-94. 4 何建忠，干林 . PLC 在消防报警及 处理系统中的应用 J.微计算机信息， 2008（ 24）： 28-29. 5 张云洲，吴成东 .基于 ColdFire 微处理器的消防报警控制器设计 J.东北大学学报（自然科学版），2008， 6： 790-793. 6 Steven T. Bushby. Integrating Fire Alarm Sys
10、tems with Building Automation and Control Systems J.Fire Protection Engineering， 2001， 7:5-11. 7 C8051F000/001/002/005/007 Mixed-Signal 32KB ISP FLASH MCU Family DataSheet EB/OL， 2001， 4. 8 刘彬，冉蜀阳 .采用多传感器数据融合技术的消防报警系统 J.中国测试技术 2006， 32(6)：132-134. 9 杨明然 .基于 ZigBee 无线传感器网络的消防报警系统 J.企业技术开发 (下半月 ) 2010， 29(3)： 103-104. 10 缪红松，王忠飞 等 .基于 Rabbit2000 微 处理器的网络消防报警控制系统 J.电子工程师 2002，28(7):47-48. 11 吴蓉 .采用信息融合技术的消防报警系统 J.电讯技术 2004， 44(4):174-176. 4
