本科生毕业论文（设计）系（院）物理与电子工程学院专业电子信息工程论文题目火灾报警器设计
学生姓名蒋倩
指导教师童强（讲师）
（姓名及职称）
班级2008级电信3班
学号08303416
完成日期：2012 年4月
火灾报警器设计
蒋倩
物理与电子工程学院电子信息工程 08303416
[摘要]本文介绍了使用8051系列单片机设计的大楼火灾报警系统。本系统主要功能是通过MQ-2烟雾传感器和DS18B20温度传感器来监测火灾时的烟雾和温度异常，由蜂鸣器和指示灯实现报警；MQ-2的输出通过ADC0832进行A/D转换，由数码管显示设定的和当前的烟雾浓度和温度值。
[关键词]火灾报警系统 MQ-2 数码管 ADC0832 DS18B20 AT89C52
1引言
1.1 系统介绍
大楼火灾报警系统是以AT89C52单片机作为控制中心，接受、处理火灾探测器输出的烟雾浓度信号、温度信号，并进行声光报警。在本次设计中，该系统需实现以下功能:
1、实现通过MQ-2烟雾传感器和DS18B20温度传感器由蜂鸣器和指示灯来实
现报警
2、实现通过MQ-2由ADC0832转换芯片用数码管显示烟雾浓度的数字量
3、实现通过按键由数码管显示设定的和当前的烟雾浓度和温度
根据需要实现的功能，现将本文的结构安排做如下规划:
1、首先向大家介绍本文的火灾探测原理，给出火灾自动报警系统的总体设
计方案，给出硬件和软件的整体构架及系统设计中的主要元器件选择。
2、火灾自动报警系统的硬件设计，介绍传感器信号调理电路、单片机处理
电路及声光报警电路。
3、整个火灾自动报警系统的程序设计，详细介绍数据采集子程序、火灾判
断与报警程序等。
2 系统工作原理
2.1 形成火灾的原因
在初中的物理、化学课中我们曾学习过，产生火灾的基本要素[1]是可燃物、助燃物和点火源。可燃物以气态、液态和固态三种形态存在，助燃物通常是空气中的氧气。液体和固体是凝聚态物质，难以与空气均匀混合，它们燃烧的基本过程是从外部获取一定的能量时，液体或固体先蒸发成蒸汽或分解出可燃气体（如CO、H2等）的分子团、灰烬和未燃烧的物质颗粒悬浮在空气中，称之为气溶胶。一般气溶胶的分子较小，在产生气溶胶的同时，产生分子较大的液体或固体微粒，称之为烟雾。可燃气体与空气混合，在较强火源作用下产生预混燃烧，着火后，燃烧产生的热量使液体或液体的表面继续放出可燃气体，并形成扩散燃烧。同时，发出含有红、紫外线的火焰，散发出大量的热量。这些热量通过可燃物的直接燃烧、热传导、热辐射和热对流，使火从起火部位向周围蔓延，导致了火势的扩大，形成火灾。其中的气溶胶、烟雾、火焰和热量都称为火灾参量，通过对这些参量的测定便可确定是否存在火灾。
总的来说，普通可燃物在燃烧时表现为以下形式[1]：首先是产生燃烧气体，然后是烟雾，在氧气充足的条件下才能达到全部燃烧，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，阴燃产生大量的烟雾，但是环境温度不太高，若探测器从此阶段进行探测就可以使火灾损失控制在最小限度。火焰燃烧后，迅速蔓延，产生大量的热使得环境温度升高，如果能在这时探测到可以比较及时地控制火灾。有效的温度值，起火过程曲线如图2.1所示：
图2.1 起火过程曲线图
2.2火灾探测器的原理
火灾发生时，必然会伴随着产生烟雾、高温和火光，探测器对这些都很敏感。当有烟雾、高温、火光产生的时候，它就改变平时的正常状态，引起电流、电压或机械部分发生变化或位移，再通过放大、传输等过程发出警报声，有的还能同时发出灯光信号并显示发生火灾的部位、地点。本设计中将详细介绍感烟及感温探测器。
1）感烟探测器[2]：是一种离子感烟探测器，它在内外电离室里面有放射源镅241，电离产生的正负离子，在电场的作用下各向正负电极移动。在正常的情况下，内外电离室的电流、电压都是稳定的。一旦有烟雾窜逃外电离室，干扰了带电粒子的正常运动，电流、电压就有所改变，破坏了内外电离室之间的平衡，于是就发出了信号。还有一种叫光电感应探测器，它有一个发光元件和一个光敏元件，平常光源发出的光，通过透镜射到光敏元件上，电路维持正常，如果有烟雾从中阻隔，到达光敏元件上的光就显著减弱，于是光敏元件就把光强的变化变成电的变化，通过放大电路向人们报警。还有一种叫管道抽吸式感烟探测器，他的工作原理与光电感应探测器中另一种散射型相似，通过烟雾的反射或散射产生光敏电流，主要用在船舶上。近年来还出现了激光感烟探测器，它也是利用光电感应原理，不同的是光源改用激光束。这种探测器采用半导体器件，体积小、价格低、耐震动、寿命长，很有发展前途。2）感温探测器[2]：一种是运用金属热胀冷缩的特性。正常的情况下，探测器的电路断开，当温度升到一定值时，由于金属膨胀、延伸，导体接通，于是发出了信号。一种是利用某些金属易熔的特性，在探测器里固定一块低熔点合金，当温度升到它的熔点（70～90℃）时，金属熔化，借助弹簧的作用力，使触头相碰，电路接通，发出信号。这两种探测器都属定温型，即当外界温度超过某一限值时就会报警；还有一类是差温型，升温的速度超过特定值时，便会感应报警。如将两者结合起来，便成为差定温组合式。
3 硬件设计
本系统主要以单片机为核心，包括数据采集模块、单片机控制模块、声光报警模块三部分[3]。如图3.1为本系统的结构框图：
AT89C51 控制模块
温度采集模块
烟雾探测模块
声光报警模块
数码管显示模块
图3.1 火灾报警系统的结构框图
该系统的工作原理是：先通过MQ-2烟雾传感器和DS18B20温度传感器将现场的温度、烟雾等非电信号转化为电信号，调理电路将传感器输出的信号进行放大、滤波等，使它满足A/D 转换的要求，再由A/D 转换电路，从而完成将DS18B20和MQ-2输出的模拟信号到数字信号的转换，接着单片机判断现场是否达到发生火灾的条件，如果达到，系统中的蜂鸣器和指示灯以声光的形式报警。下面将详
细介绍各个模块。
硬件组成：
图 3.2 系统硬件系统结构框图
如图3.2本系统主要由单片机控制模块、烟雾探测模块、温度采集模块、数码管显示模块、声光报警模块构成。
数据采集模块
控制模块 报警模块
数据处理模块
显示模块
3.1单片机控制模块：
在本设计中，采用的是ATMEL 公司生产的AT89C52[4]
，它一种带8K 字节闪烁可编程可擦除的只读存储器（FPEROM ）和256字节的随机存取数据存储器（RAM ）的低电压，高性能CMOS8位微处理器。AT89C52是一个低功耗高性能单片机，片内置通8为中央处理器（CPU ）和FLASH 存储单元，可灵活应用于各种控制领域40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O ）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口。AT89C52的引脚功能排列如图3.1.1图：
d1d2d3d4d5d6d7d8
a b c d
f
q
k1k2k3k4
t 1a 2a 3a XTAL2
18
XTAL1
19
ALE 30EA
31
PSEN 29RST
9
P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78
P3.0/RXD 10P3.1/TXD 11P3.2/INT012P3.3/INT1
13P3.4/T 014P3.7/RD
17
P3.6/WR 16P3.5/T 115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1
AT89C51
图3.1.1 DIP-40封装AT89S52引脚图
主要引脚功能如下[4]
： VCC:电源引脚。 GND:接地引脚。
P0口: P0口是一个三态双向口，在有外部扩展存储器时被作为地址/数据分时复用口，被定义为数据/地址的低八位，此时是一个真正的双向口。在没有外部扩展存储器时，也可以作为通用I/O 接口，就是一个准双向口。在输出数据时，必须外接上拉电阻。P0口的输出级具有驱动8个TTL 负载，即输出电流不大于800uA 。
P1口: P1口是8位准双向I/O 口，内部提供上拉电阻。当作为输入时，被内部上拉为高电平，P1口管脚写1。P1口被外部下拉为低电平时，可提供电流，这是
由于内部上拉的缘故。P1口具有驱动4个TTL 负载的能力
P2口: P2口作为输入输出口的同时，还可以作为地址总线的高8位。由于P2口内部具有上拉电阻，当被内部上拉为高电平，作为输入使用。当被外部下拉为低电平时，作为输出使用时输出低电平。当P2作为输出使用时可以驱动4个TTL 电路。
P3口: P3口是具有内部上拉电阻的双向I/O 口，向内部写入高电平时作为输入使用，。当被外部下拉为低电平，P3将作为输出使用，此时将可以驱动4个TTL 电路。
P3口除了作为通用的I/O 口使用外，还具有第二功能，通常会使用P3口的第二功能，P3口的第二功能如表3.1.2：
表3.1.2 P3口功能表图
单片机接线图：
图3.1.3 单片机接线图
端口引脚 引脚 第二功能 P3.0 10 RXD （串行输入口） P3.1 11 TXD （串行输出口） P3.2 12 INT0（外中断0） P3.3 13 INT1（外中断1） P3.4 14 T0（定时/计数器0） P3.5 15 T1（定时/计数器1） P3.6 16 WR （外部数据存储器写选通） P3.7
17
RD （外部数据存储器读选通）
3.2烟雾探测模块[5]：
本设计中，烟雾探测器方面我采用的是MQ-2气体传感器，MQ-2气体传感器[5]所使用的气体材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)。当传感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随着空气中可燃气体浓度的增加而增大，这里使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。下面将向大家分别介绍本设计中所采用MQ-2的工作原理、预热，参数范围等。
1、工作原理：
MQ-2是一种体电阻控制型的气敏器件,其阻值随被测气体的浓度而变化。气敏器件又是一种“气——电”传感器件，它将被测气体的浓度（成分）信号转变成相应的电信号[5]。气敏器件阻值与气体浓度之间一般为非线性关系，但在浓度域的气体检测时可近似认为是线性的，如图3.2.1所示。因此，在本设计中一定的浓度范围内的检测是有效的。
图3.2.1 阻值与浓度关系图
2、预热及其原因：
MQ-2在不通电放置一段时间后，再通电使用时，阻值是先下降，然后又上升，不能立即采集氧气浓度，所以需要先预热一段时间，需要通电几分钟后才能稳定到与气氛状态相应的阻值。但工作温度不宜太高（一般不要超过35℃），否则会造成性能衰减，降低气敏灵敏度。在本设计中是先将传感器预热3分钟，预热的时候，用软件方式检测电缆线是否断线或者接触不良。
图3.2.2是MQ-2的基本工作电路图，它是一个惠斯登电桥，当空气中某种可燃气体的浓度超过某值时，电桥电路失去平衡，有电压输出，起到检测作用。一般气敏器件很难消除环境温度的影响，通常在电路中加入热
敏电阻进行温度补偿。
图3.2.2 MQ-2基本工作电路图
4、MQ-2参数范围：
A．标准工作条件
符号参数名称技术条件备注
Vc 回路电压≤15V AC or DC
Vh 加热电压 5.0V±0.2V AC or DC
Rl 负载电阻可调
Rh 加热电阻31Ω±3Ω室温
Ph 加热功耗≤900mW
B.环境条件
符号参数名称技术条件备注
Tao 使用温度-10℃-50℃
Tas 储存温度-20℃-70℃
RH 相对湿度小于95%RH
O2氧气浓度21%(标准条件)
氧气浓度会影响灵敏
度特性
最小值大于２％
C.灵敏度特性
符号参数名称技术条件备注
Rs 敏感体表面电阻3KΩ-30KΩ
(1000ppm 异丁烷)
探测浓度范围100ppm-10000ppm
液化气和丙烷300ppm-5000ppm 丁烷5000ppm-20000ppm 甲
烷
300ppm-5000ppm 氢气100ppm-2000ppm 酒精
α
(3000/1000)
异丁烷
浓度斜率≤0.6
标准工作条件温度：20℃±2℃Vc:5.0V±0.1V
相对湿度：65%±5% Vh: 5.0V±0.1V
5、小结在本设计中MQ-2的使用：
传感器将环境中采集到的氧气浓度对应的微小的电信号经过放大转化成电信号送如AT89C52中，然后在单片机中进行A/D转换，进行浓度比较，氧气浓度值是否超过了设置的报警限值，超出时，则蜂鸣器发出声音报警，指示灯闪烁。在设计中MQ-2需要先预热，在加热状态下工作，温度越高，反应越快，响应时间就越快。为了提高响应时间在设计时向MQ-2
输出一个5V的电压。
MQ-2的基本特性如下：
●高灵敏度/快速响应恢复
●广泛的探测范围
●长寿命、低成本
●简单的驱动电路
3.3温度探测模块：
温度探测器在本设计中，我采用的温度探测器是DS18B20.新的“一线器件”体积更小、适用电压更宽、更经济Dallas半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器[6]。
DS18B20具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰、接口简单等特点，可直接将温度转换为数字信号供处理器处理。DS18B20的封装图如3.3.1图：
图3.3.1 DS18B20封装图
根据DS18B20的通讯协议，主机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：每一次读写之前都要对DS18B20进行复位，复位成功后发送一条ROM指令，最后发送RAM指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作。复位要求主CPU将数据线下拉500微秒，然后释放，DS18B20收到信号后等待16～60微秒左右，后发出60～240微秒的存在低脉冲，主CPU收到此信号表示复位成功。
表图3.3.2 ROM指令表
指令约定代码功能
读ROM 33H 读DS1820ROM中的编码（即64位地址）
发出此命令之后，接着发出64位ROM编码，访问单符合ROM 55H
总线上与该编码相对应的DS1820使之响应，为下一
步对该DS1820的读写作准备。
搜索ROM
0F0H
用于确定挂接在同一总线上DS1820的个数和识别
64位ROM 地址。为操作各器件作好准备。 跳过ROM
0CCH
忽略64位ROM 地址，直接向DS1820发温度变换命
令。适用于单片工作。
告警搜索命令
0ECH
执行后只有温度超过设定值上限或下限的片子才做
出响应。
DS18B20的接线图如下所示：
t
30.0
DQ 2VCC 3GND 1
U4
DS18B20
图3.3.3 DS18B20的接线图
DS18B20 时序
（a ）初始化时序
图3.3.4 初始化时序图
（b ）写时序
图3.3.5 写时序图
（c）读时序
3.3.6读时序图
DS18B20的基本特性[6]：
1、独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通讯
2、简单的多点分布应用
3、无需外部器件
4、可编程分辨率9~12位，对应可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、
0.125℃、0.0625℃。
5、可通过数据线供电
6、温度以9位数字量读出
7、负压特性，电源接反时，芯片不会烧毁，但不能正常工作。
3.4 A/D转换芯片[6]：
在采用的A/D转换芯片是ADC0832[5]，是美国国家半导体公司生产的一种8位分辨率、双通道A/D转换芯片。体积小、兼容性好、性价比高。ADC0832的封装如3.4.1图：
图3.4.1 ADC0832的封装及各端口
ADC0832特点如下[6]：
● 8位分辨率 ● 双通道A/D 转换
● 输入输出电平与TTL/CMOS 兼容 ● 5V 电源供电时输入电压在0~5V 之间 ● 工作频率为250KHZ ，转换时间为32μS ● 一般功耗仅为15 mW
芯片接口说明如下[6]：
● CS_ 片选使能，低电平芯片使能 ● CH0 模拟输入通道0，或作为IN+/-使用 ● CH1 模拟输入通道1，或作为IN+/-使用 ● GND 芯片参考0电位
● DI 数据信号输入，选择通道控制 ● DO 数据信号输出，转换数据输出 ● CLK 芯片时钟输入
● Vcc/REF 电源输入及参考电压输入（复用） 3.5数据采集模块：
本系统采用四个数码管来显示带一为小数位的温度，其接线如图3.5所示其中74LS164为移位寄存器，数码管采用共阳接法。
a b c d
d 1d 2d 3d 4d 5d 6d 7d 8
d1d2d3d4d5d6d8
d7D 02D 13D 24D 35D 46D 57D 68D 7
9Q 019Q 118Q 217Q 316Q 415Q 514Q 613Q 7
12
L E 11O E
1
U2
74HC573
23456789
1RP1
RESPACK-8
图3.5 数码管接线图
3.6声光报警模块：
报警装置由蜂鸣器和指示灯组成：当气体浓度或温度超过限定值时，P1.4脚置为高电平，三极管导通，蜂鸣器即发出鸣叫报警。其电路原理图如下所示：
图3.6.蜂鸣报警电路
4 软件设计
4.1系统程序流程[7]：
为了便于系统维护和功能扩充，采用了模块化程序设计方法，系统各个模块的具体功能都是通过子程序调用实现的。本系统主要包括数据采集子程序、火灾判断与报警子程序等，系统程序流程如图4.1所示：在设计报警的子程序中，为了防止误报，提高判断的准确度，在设计时对烟雾的浓度采用快速重复检测和延时报警两种方法。
图4.1 系统程序流程图
开始
初始化
第一次温度、气体浓
度采集与判断
第二次温度、气体浓度采集与判断
报警判断
报警
复位
火灾报警
正常
显示
第一次采集数据
是
否
第二次采集数据
其流程是：首先在上电之后系统的各部分包括单片机输入输出端口的设置、数据存储电路、外围驱动电路等完成初始化，接下来执行火灾报警系统的数据采集程序、火灾判断报警程序。系统初始化后，先预热，灯闪烁三次以后倒计时30秒，灯不亮蜂鸣器不报警。倒计时结束后，显示设置报警烟雾浓度限值，按键可切换显示当前烟雾浓度、设置报警温度限值、当前温度、并可以按键调节设定数值。在本次设计中我将报警烟雾浓度范围设定为:2500 温度范围设定为:50，其中设定的范围都是可以通过软件中的程序做修改的。 4.2数据采集流程
在本次设计中系统实现报警功能是通过调用子程序来实现的，在数据采集子程序中，温度烟雾信号采集延时10 ms ，是让ADC0832准备好进行下一次信号转换。当系统采集2次温度烟雾信号后，转换好的数据存入单片机寄存器中，系统再调用火灾判断子程序。系统温度烟雾信号采集流程图如图 4.2所示：
图4.2 系统温度烟雾信号采集流程图
采集温度
信号
等待数据转换
接收温度数据
延时1s
采集烟雾信号
接收烟雾信号
结束
延时50毫秒
等待数据转换
第二次采集数据
无中断
中断
无中断
中断
第二次采集完毕
开始
4.3火灾判断与报警流程[7]
在软件中已经设定了报警烟雾浓度限值和报警温度限值，在具体的操作中是可以进行人机界面调节的。在整个判断过程中，单片机接收到采集到的温度值和烟雾浓度值，与设定的限值进行对比，如果烟雾浓度和温度任一一个值超过了报警限值，则蜂鸣器和指示灯会发出声光报警。如果两项都没有达到报警限值则不报警。当然也可以在两项都没有达到报警限值时通过手动按键报警，报警后必须手动解除。如果两项值有任一项还处于报警条件下，则不能取消报警。在本次设计中我将报警烟雾浓度范围设定为:1800-4000，温度范围设定为:20-70。主程序循环判断以上二项是否发生异常，当有一项异常时，系统再判断其他两项是否有一项或两项都异常，如果是则系统认为发生了火灾，发出声光报警，直到异常被排除，如果其他两项都没有异常则系统认为没有发生火灾，系统继续循环检测。
图4.3 系统循环检测图
4.4主要端口说明：
P1.0为单片机向数码管串行输出要显示的温度的数据口，P1.1为单片机向数码管串行输出数据的脉冲信号，P1.2温度传感器DS18B20的数据输入口，P1.4烟雾传感器的检测口，单片机检测到该口为高电平时认为烟雾浓度过高，发生异常，P1.5蜂鸣器的触发信号口。
图4.4 主要端口说明图
5 单片机接口电路
5.1 前端信号调理电路[8]
对于传感器输出的模拟信号，一般要用运算放大器[9]对其进行调理或放大，以满足A/D 转换器对输入模拟量幅值及极性的要求。在本报警器电路中，同样要对两类传感器的输出信号进行放大调理。电路图如上图5.1所示，运算放大器接成电压放大电路。从传感器采集过来的微弱电压信号，经过电压放大器的放大，得到较强的模拟电压信号。
32
1
8
4
U5:A
4559
R3
20k
R4100k
R5
10k
C2
0.1uF
D2
DIODE
图5.1 信号处理电路图
5.2 晶振电路
晶振电路为单片机AT89C52工作提供时钟信号，芯片中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器
[10]
，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大
器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈原件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自激振荡器。电路中的外接石英晶体及电容C5、C6接在放大器的反馈回来中构成并联振荡电路，由于外接电容C5、C6的容量大小会轻微影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的难易程度及温度稳定性，如果使用石英晶体，电容的容量大小范围为30±10pF；如果使用陶瓷谐振，则电容容量大小为40±10pF；在本设计中，我使用的是石英晶体，电容的容值设定为30 pF。
5.3复位电路
复位电路的基本功能是：系统上电是提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。我们在启动单片机时都需要复位，使CPU及系统各部件处于确定的初始状态，并从初始状态开始工作。AT89C52的复位信号时从REST引脚输入到芯片内的施密特触发器中的。当系统处于正常工作状态且振荡器稳定后，如果REST引脚上有一个高电平并维持2个机器周期以上，则CPU就可以响应并将系统复位。单片机系统的复位方式有：手动按钮复位和上电复位，在本次设计中，我采用的是手动按钮复位。在复位输入端REST上加一个高电平，采用的办法是在电源和REST端接一个按钮，当手按一下按钮时，系统复位。AT89C52的复位电路如图5.3所示：
C1 1nF R2 10k
图5.3 AT89C52的复位电路
5.4声光报警电路
在AT89C52的控制下，声光报警电路可以根据不同的情况，通过蜂鸣器和指示灯发出声光信号。
由于蜂鸣器的工作电流一般比较大，单片机的I/O口无法直接驱动了，所以需要利用放大电路来驱动，一般使用三极管来放大电流就可以了。声光报警电路由单片机的P1.4引脚进行控制，当P14输出的电平为高电
平时，三极管导通，蜂鸣器的电流此时形成回路，会发出声音报警；否则，三极管截止，蜂鸣器就不会发出声音。蜂鸣器报警电路如图5.4.1所示：
f
BUZ1
BUZZER
Q1
NPN
图5.4.1 蜂鸣报警电路
声光报警电路就有单片机的P10口进行控制1个发光二极管，予以光报警（指示灯为：红灯闪烁）。声光报警电路如图5.4.2所示：
q
D1
LED-BIGY
R1
10k
图5.4.2 声光报警电路图
5.5数据采集电路
数据采集是本次设计中的重要环节。为了降低误报率，设计时对温度烟雾做了两次采集、两次判断的方法。每次采集温度烟雾数据后，将数据存入单片机的寄存器中，然后在火灾判断程序中，将采集的数据与设定的值进行比较，从而判断出是否发生火灾。数据采集的具体流程[11]是：系统和程序初始化后，驱动ADC0832的1N0对温度信号先进行A/D 转换，单片机接收转换好的数据，存入单片机的P1.6口，有INT1中段服务程序完成；系统延时10 ms ，驱动ADC0832的IN1对烟雾信号进行A/D 转换，转换完成后系统延时50 ms ，进行第二次温度烟雾信号采集，
将转换好的数据存入寄存器数。单片机每次驱动A/D转换后等待外部中段1，当ADC0832的EOC端变为I时，即中断到来，说明A/D转换已经完成，通过中断服务程序读取转换得到的数据。数据采集电路如图 5.5所示：
图5.5 烟雾传感器采集电路和转换电路图
6 软硬件调试
6.1软件调试
先画出整个电路原理图，然后将写好的程序调入KEIL软件中进行调试，首先对各模块的子程序进行调试，在调试过程中，如果遇到与希望得到的结果不相符合的，进行单步调试，直到该模块能够汇编成可执行文件并出现相应的现象，然后将编译成功后的程序加载到Protel 99 SE上进行仿真，仿真图和 KEIL软件调试图如6.1.1和6.1.2所示：
图6.1.1 软件调试图
1课题的研究内容 可燃气体报警器，主要检测可燃气体和烟雾，再通过单片机控制相应的声光报警。通过数码管显示当前的烟雾值，通过按键设定相应的阀值。 该项目主要是为了完成任务，包括： ⑴硬件部分：包括传感器的选择，显示模块的选择，烟雾信号转换电路的设计，报警驱动电路的设计。 （2）软件部分：包括微处理器控制程序的编制和原理图的绘制。 （3）系统的综合调试与分析：在软硬件完成以后，要对系统进行综合的测试与实验，分析系统的可靠性与实用性，调整系统的不足。 2 可燃气体报警器的总体方案设计 本课题主要是实现烟雾报警和火灾发生时的报警及控制，下面分别对系统功能要求、系统技术要求及系统实现方案总体阐述。 2.1系统的功能要求 本系统的研制主要包括以下几项功能： (1)可燃气体探测功能：为了提高报警的准确性和及时性，报警系统需要使用各种方法进行气体探测。在实际使用中，根据不同的防火场所，用户可以选用温度探测法、可燃气体检测法及烟雾探测法等合适的火灾探测方法，来有效的探测火灾； (2)灯光报警功能：当室内烟雾浓度过大、有火情产生、故障等异常情况发生时，报警器要进行灯光报警。当烟雾超过最大设定值时，可以驱动火灾控制负载工作。 2.2 系统的技术要求 在了解这个系统的工作原理以及功能之后，我们就可以基本确定系统的技术要求。系统采用的单片机处理器成本都比较低，可以满足批量生产和各类工程的需求。对于完整的一个系统而言，为提高市场的竞争力，这个系统应符合体积小、功耗低、数传性能可靠和成本低廉等技术要求。具体指标和参数如下: (1)体积小：探测器的体积要尽可能的小，这样占用的空间才能减少，使用和更换才会方便； (2)功耗低：系统可以采用三节5号干电池供电或5v电源供电。 (3)可靠性高:由数码管显示，可以灯光报警，也可以声音报警，二者同时进行。提高报警可靠性。
毕业设计 学生姓名学号 系(部) 专业机电一体化技术 题目火灾报警器毕业设计 指导教师 （姓名）（专业技术职称/学位） （姓名）（专业技术职称/学位） 2017 年9 月
摘要：随着现代家庭用火、用电量正在逐年增加，家庭火灾发生的频率越来越高，火灾烟雾报警器也随之被广泛应用于各种场合。本设计是利用单片机结合传感器技术而开发了这一火灾烟雾报警系统。论文中主要烟雾报警器系统各个组成部分进行了介绍，对它的主控电路和外围设备电路之间的接口技术，还有软件方面进行了重点介绍。 关键词：报警器，80C51，声光传感器 目录 1 绪论 (3) 1.1声光报警器的发展及现状 (3) 1.2论文研究的目的及意义 (4) 1.3论文内容 (4) 2 基于C51单片机的声光报警的设计方案 (5) 2.1任务分析 (5) 2.2设计方案 (5) 3 系统硬件实现 (6) 3.1主控电路设计 (6) 3.2外围接口电路设计 (10) 3.3总电路设计 (16) 4 软件实现 (18) 4.1编程KEIL环境介绍 (18) 4.2程序流程 (18) 4.3程序 (19) 5 调试 (21) 5.1调试的步骤 (21) 5.2调试过程中遇到的问题及解决方法 (22) 结论 (24) 致谢 (25) 参考文献 (26)
1 绪论 1.1 声光报警器的发展及现状 1.1.1 火灾探测技术 火灾作术为一种在时空上失去控制的燃烧所引发的灾害，对人类生命财产和社会安全构成了极大的威胁。由此引发的重大安全事故比比皆是，所以人类一直也未停止过对它的研究。 火灾的发生和发展是一个非常复杂的非平稳过程，它除了自身的物理化学变化以外还会受到许多外界的干扰，火灾一旦产生便以接触式(物质流)和非接触式〔能量流)的形式向外释放能量。接触式形式包括可燃气体、燃烧气体和烟雾、气溶胶等。非接触式如声音、辐射等。火灾探测技术就是利用敏感元件将火灾中出现的物理化学特征转换为另外一种易于处理的物理量。各种探测器对应的火灾物理参量及探测器如图1-1所示。 图1-1 各种探测器对应的火灾物理参量及探测器 1.1.2 火灾探测器的发展趋势 探测器朝新探测技术的发展进一步拓展了火灾探测的应用领域，为一些传统探测器无法胜任的环境提供了有效的手段。相关技术的发展，如傅立叶近红外光谱技术弱信号处理技术、低功耗MCU技术进一步促进了传统探测技术的改进，使得传统探测器在技术和性能上有了显著的提高。火灾着极早期探测、多传感器复合探测和探测器小型化、智能化的方向发展迈出了更快的步伐。 近几年来，单片机已逐步深入应用到工农业生产各部门及人们生活的各个方面。各种类型的单片机也根据社会的需求而开发出来。单片机是器件级计算机系统，实际上它是一个微控制器或微处理器。[2]由于它功能齐全，体积小，成本低，因此它可以应用到任何
家庭环境监测系统 ——火灾监测系统课程设计实验报告 一课程设计的目的 本次课程设计的目的有：1 锻炼学生独立进行单片机系统设计的能力，通过从硬件到软件，从模块采购到整个系统的调试这些过程，让学生能够较为真实的体会到单片机系统的研发设计过程，为今后学生进行更为复杂的系统研发打下一定的基础。2 培养学生从实际生活中发现问题并且解决问题的能力，是学生的思想不再局限于课本的理论，让学生能够真正的去现实生活中去寻找问题，并运用自己学过的知识去解决问题，开阔眼界，为将来走上工作岗位提供必要的知识。二课程设计的内容 本次课程设计目的是设计一个家庭火灾报警系统，本方案设计的消防报警和联动控制系统基于51单片机控制的，由多种火灾探测器联合进行检测报警的系统。该系统是生命财产安全的忠实卫士和智能大厦的保卫者，它可以避免由于火灾而造成的巨大经济损失，在火灾初期就可以人为地预防由于火灾造成的一些不必要的损失，使生命财产受到安全的保护。它广泛用于生命安全，紧急信号，防爆防火等各类场所。可保证该系统在未来数年内保持世界领先水平。 一套先进可靠的火灾报警系统可以有效的避免或降低由于火灾而引起的生命财产损失。同时几乎为零的误报率，运行的极其安全稳定，先进的可再生功能也可减少大厦的物业管理工作。本方案即是针对本项目的特点而设计的。 1 火灾报警系统简介 1.1火灾自动报警系统概述 火灾自动报警系统能够在火灾初期，将燃烧产生的烟雾、热量和火焰辐射等物理量，通过感温、感烟和感光等火灾探测器变成电信号，传输到火灾报警控制器，并及时发出报警信号。 火灾自动报警系统的组成形式多种多样，它的发展目前可分为三个阶段 1 多线制开关量式火灾探测报警系统。这是第一代产品，目前国内极少数厂家生产外，它基本上已处于被淘汰状态。 2 总线制可寻址开关量式火灾探测报警系统。这是第二代产品，尤其式二总线制开关量式探测报警系统目前正被大量使用。
电子科技大学 《模拟电路基础》电子线路应用设计报告 设计题目： 学生姓名：学号： 教师姓名：日期： 2017-1-6
一仿真目的 火灾报警器设计电路 二指标要求 通过两个温度传感器获得的电压差实现火灾自动报警。 ?正常情况下，电压差为零，发光二极管不亮，蜂鸣器不响。?当有火情时，电压差增大，发光二极管发光，蜂鸣器鸣叫。 三电路原理 放大微弱电压信号----判断是否需要报警—报警指示 放大微弱电压信号-----判断是否需要报警----------报警指示
一，温度传感电路 以二极管作为温度传感器，将温度变化转化为输出电压u i 。 ? 用恒定电流驱动二极管 ? 输出电压u i 等于二极管的正向电压 ? 温度上升时，二极管正向电压下降，输出电压下降。 二．电压放大电路 发生火灾时，温度传感器的电压差可以迅速上升至几十到几百mV ，根据后级的比较电压（可选）确定放大倍数，通过差分放大器将电压放大到大于比较电压。 )(I1I2f O u u R R u -?=
三．单限比较器 差分电路输出的电压从A2的正向输入端输入，与单限电压比较器的阈值电压U T 进行比较。 ? u o1U T 时，u o2=U oH 。 稳压管 运放输出端可以用稳压管限幅，根据稳定电压和稳定电流、负载电流 可以计算限流电阻。 CC T V R R R U ?+=4 34
四．声光报警电路 当A2输出为高电平时，发光二极管导通，发光。 根据稳定电压和发光二极管的导通电压（）、工作电流（10-20mA）可以计算电阻R5。 放大电路 当A2输出为高电平时，晶体管T导通，蜂鸣器鸣叫。 根据选择的基极电流（I B）和稳定电压计算基极电阻R6。
本 科毕业设计 （自然科学） 题 目：火灾报警系统的设计（偏硬） Hebei Normal University of Science & Technology 专业：电气工程及其自动化 学号：93110070121
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
独创声明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律后果由本人承担。 作者签名: 二〇一〇年九月二十日 毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。 （保密论文在解密后遵守此规定） 作者签名: 二〇一〇年九月二十日
毕业论文声明 本人郑重声明： 1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。 学位论文作者（签名）： 年月
关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。本人完全了解大学有关保存，使用毕业论文的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为大学。本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 论文作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 摘要 随着现代家庭用火、用电量的增加，家庭火灾发生的频率越来越高，火灾报警器也随之被广泛的应用于各种场合。本设计是利用单片机结合传感器技术而开发设计的智能火灾报警系统。设计目的是设计和实现一种分布式智能火灾报警控制系统，实现系统软硬件的组成和实现。论文中主要针对智能火灾报警器系统中的各个组成部件进行了介绍，对它的主控电路和外围设备电路之间的接口技术，还有软件方面进行了重点介绍。 设计以MCS-51单片机为硬件核心实现智能火灾报警系统的设计。文中选用
本科毕业设计题目基于单片机的智能火灾报警系统
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
基于单片机的智能火灾报警系统 前言 目前，随着电子产品在人类生活中的使用越来越广泛，由此引起的火灾也越来越多，在我们生活得四周到处潜伏着火灾隐患。为了避免火灾以及减少火灾造成的损失，我们必须按照“隐患险于明火，防患胜于救灾，责任重于泰山”的概念设计和完善火灾自动报警系统，将火灾消灭在萌芽状态，最大限度地减少社会财富的损失。 本系统可安装在各防火单位，它负责不断地向所监视的现场发车巡检信号，监视现场的温度、浓度等，并不断反馈给报警控制器，控制器将接到的信号与内存的正常整定值比较、判断确定火灾。当发生火灾时，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，是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的烟雾传感器，具有一定的实用价值。 1 基于单片机的智能火灾报警系统介绍 1.1 选题背景及意义 火灾是可燃物在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害，是威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。火，在给人类带来文明进步、光明和温暖的同时也在其失去控制之时给人类造成了巨大的灾难。据统计，我国70年代火灾平均损失不到2.5亿元，80年代火灾平均损失接近3.2亿元。进入90年代，特别是1993年以来，火灾造成的直接损失上升到年均十几亿元，年均死亡2000多人。 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，还直接威胁生命安全，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上网，为社会减少不必要的损失。 随着电子产品在人类生活中的使用越来越广泛，由此引起的火灾也越来越多，在我们生活的四周到处潜伏着火灾隐患。智能化火灾报警系统已并非传统意义上的简单的报警设备，而是融入了计算机技术、电子技术、自动控制技术、传感器的应用等各领域知识。伴随着科学技术的不断进步，火灾报警系统必将得到更快的发展。 1.2设计要求
摘要 本论文是针对龙华里和顺园旧楼改造的火灾自动报警系统设计，对高层建筑的火灾报警及联动控制系统的一些学习心得。 随着我国经济建设的迅速发展，人民生活水平不断提高，城市用地日益紧张，促使建筑物正朝着高层化、密集化方向发展。高层建筑的特点决定其火灾的危险性和高层建筑的火灾自动报警系统的重要性，一套完整的火灾自动报警系统是高层建筑发生火灾时人们生命财产的有利保障，是能否快速准确地发现火情，把火灾扑灭在萌芽状态的关键所在。文章通过消防设计，论述了火灾自动报警及消防联动系统。除了这一大系统中所包括的编码感温探测器、编码感烟探测器、火灾紧急报警电话、地址式报警按钮、报警指示灯、手动报警按钮等外，水流指示器、带监视信号的检修阀、防火卷帘门等。 关键词：火灾自动报警；联动控制；火灾探测器；高层建筑
ABSTRACT This thesis is just for the Automatic Fire Alarming System of The Building of rebuild of Long hua li he shun yuan. Along with the quick economic development of our country and continuous increasing of the people’s life level, the city is increasingly nervous with the ground, urging the buildings just develop in the direction of high and density. The architectural characteristics of high buildings decides the risk of fire and the importance of the automatic fire alarming system. A set of integrity automatic fire alarming system is the beneficial guarantee of the people’s life and property when a high building fire occurs and it’s the key of if people can discover the fire quickly and accurately to put it out at the embryotic place of the appearance of fire. The project design for fire protection that mainly was consisted autoalarm of fire and fire control link the system. Add to designing the code temperature sensing detector that includes in these two major systems, the sense cigarette detector of the code , urgent alarm call of fire , address type alarm button , warning indicator lamp , manual alarm button , for instance: Rivers indicator,overhaul valve of monitoring signal, fire prevention rolling screen door etc. Keywords : Automatic fire alarming system; detection devices of automatic fire alarming system; risk; high buildings
学号 天津城建大学 毕业设计开题报告 火灾自动报警与消防控制系统 学生姓名 专业名称 电气工程及其自动化 指导教师 控制与机械工程学院 2014 年4 月18日 毕业设计开题报告 题目名称：火灾自动报警与消防控制系统 1.课题背景（所选课题的来源、开发目的和意义，国内外现状） 本课题来源于智能家居中的消防与安防系统，消防与安防是智能家居的重要组成部分，消防部分承担着火灾发生时自动报警并开启消防喷头、语音报警、疏散引导等功能，安防部分承担着家庭防盗、室内外环境危害检测及报警等功能。 开发目的：能够及时监测到环境中有无火灾，火灾一旦发生将实现声光报警，并自动打电话给户主提示家中有火灾隐患，同时打开消防设施等采取有效措施控制火情的发展，将火灾消灭在萌芽状态，以确保人身财产安全，最大限度地减少损失。安防部分为当有人从窗户进入时发短信给户主并自动报警，室内有害气体超标检测及燃气泄露报警。 意义：随着电子产品在人类生活中的使用越来越广泛，由此引起的火灾也越来越多，在我们生活的四周到处潜伏着火灾隐患。智能化火灾报警系统已并非传统意义上的简单的报警设备，而是融入了计算机技术、电子技术、自动控制技术、传感器的应用等各领域知识。伴随着科学技术的不断进步，火灾报警系统必将得到更快的发展。 国内外现状：随着社会的进步以及人们生活水平的提高，人们对于家居环境的要求也不再只是简单的物质空间，更为关注的是一个高度安全、舒适以及美观方便的居住环境，也即是当下最为热门的智能家居。由于智能家居系统还缺乏统一明确的国际标准，许多公司开发出的
产品都是基于自己组建的网络和信息交换协议，很多产品是针对特定的组网环境开发的，部分核心技术没有对外公布，技术复杂，直接导致了使用范围的局限性。再者，缺乏对应的第三方产品，各个接入设备之间不能兼容，互操作性差，不利于产品的扩充，因而进一步局限了产品的发展。再加上，有的系统成本过高，严重影响了产品的普及。因此设计一个符合国家国情和规范的集远程控制和本地控制为一体的智能家居控制系统是非常具有现实意义的，且势在必行。 开发设计的基本内容及预期设计效果 目标：通过HT66FU50单片机为核心，可以实现火灾现场声光报警、电话报警，安防报警等功能。是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的火灾报警器，具有一定的实用价值。 内容：对该检测系统与报警系统进行整体功能分析，分模块来实现其各个部分的功能，对其所选择的主要芯片作简单介绍，动手制作产品，包括硬件电路的设计，PCB的制作，手工焊接与调试，软件程序的编写，硬件与软件的联合调试。 预期设计效果：烟感器能够24小时监测环境中有无烟雾气体，一旦监测到烟雾将发出声光报警，并自动打电话给主人提示家中有火灾隐患，同时打开消防设施，当有人从窗户进入时发短信给户主并自动报警，室内有害气体超标检测及燃气泄露报警。 3.开发设计方案（拟采用的设计思想、设计方案及开发工具介绍） 设计思路和设计方案：本次毕业设计将选用HT66FU50的单片机做为主控芯片，该芯片是一款A/D 型具有8 位高性能精简指令集的Flash 单片机。其Flash 存储器可多次编程的特性给我们提供了极大的方便。存储器方面，还包含了一个RAM 数据存储器和一个可用于存储序号、校准数据等非易失性数据的EEPROM 存储器。本单片机有一个全双工的异步串行口，8路AD转换，PWM输出，定时器，外部中断等重要功能；用TC35作为远程通信模块，此模块可通过单片机串行口发送的命令控制其给指定的手机发送短信和拨打电话。当烟感器检测到烟雾时发出电平跳变信号，单片机检测到信号后产生中断，进入中断服务子程序，将执行报警命令和拨打电话命令程序；当红外传感器检测到有人从窗户进入时输出高电平，传输到单片机I/O口，单片机产生相应的响应，现场报警的同时给远程手机发送短信提示；使用有毒气体检测传感器，可以检测到室内有害气体如甲醛、一氧化碳、甲烷等的含量，并做出上限报警，利用单片机和TC35模块进行远程通知。 开发工具：采用Protel DXP2004进行硬件电路原理图设计和PCB的制作，HT-IDE3000进行软件程序的开发，并与HOPE3000forEIC300联合仿真器在线仿真和程序烧写。 设计进度安排 2014.4.1——2014.4.5：查找资料、搜集相关素材 2014.4.5——2014.4.10：完成需求分析 2014.4.10——2014.4.15：完成概要设计 2014.4.15——2014.4.20：完成硬件电路设计 2014.4.20——2014.4.25：硬件电路的制作、模块测试与连接 2014.4.25——2014.5.20：程序的编写与调试 2014.5.20——2014.6.1：整理资料、撰写毕业论文 参考文献 [1] 王钊.智能型火灾报警系统的设计与研究：西安理工大学，2009. [2] 孙健. 基于ARM7的电气火灾自动报警控制器研制：浙江大学，2007. [3] 雍静,李北海，杨岳.建筑智能化技术〔M〕.北京:科学出版社，2008. [4] 王忠民, 郝静, 张瑜.基于单片机的语音数字联网火灾报警器设计.西安邮电学院. [5] S.M.Lo，C.M.Zhao，M.Liu，A .Coping. A simulation model for studying the implementation
0编号： 毕业设计说明书 题目：火灾报警控制器 学院：机电工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 学生姓名： 学号： 指导教师： 职称： 题目类型：理论研究实验研究√工程设计工程技术研究软件开
引言 人类对火使用技能的不断提高使火灾成为各国最有破坏性质灾害之一，其危害人类生存安全，提醒人们需加大防火措施。在我国科技与生活水平不断提高下各式各样消防设备相继出现，让我们可以在发生火灾时尽可能减少损失，保护生命财产不受损害，能对火灾发出警报的仪器开始应运而生。 火灾报警系统是对可以对环境进行勘探后就实际情况进行警报、灭火措施的设备。在整个系统中火灾报警控制器的地位至关重要，作为中心器件其可回收现场探察信息，可对整个设计供电，还能启动后方广播警报响应。近年来人们还将无线通讯加入报警控制器中，改变只能有线传送报警信息这一缺点。 无线传输信息能改变多线制传输造成的线路混杂、发生故障排除困难等问题，从而减少火灾报警控制器传输成本，体现系统技术在不停提升。 建筑物的不断增多使火灾报警系统的重要地位逐渐升高，在科技飞速进步的社会生活中对火灾报警消防系统要求会不断提升，火灾报警系统在慢慢成为专家社会的研究对象，很多专业生产机构以及公司都在不断出现。
1 火灾报警控制系统概述 1.1 选题背景及意义 1.1.1设计研究的目的及意义 火是生活中不可缺少、人类社会不断进步的产物，人们居住、工作环境的改善使楼房越建越高，大型综合高层建筑也越来越多，火灾的发生变成生活中的常事。火灾发生数量和火灾发生损失概率都在逐年上涨，宾馆、饭店、影院、住宅、办公楼这些公用民用建筑的不断增加，在房屋建设中火灾报警系统成为不可或缺部分,对火灾进行预防与救助起到重要作用。 连年来我国火灾报警技术有很快进展，但在生活使用中火灾报警技术还是存存留着一些缺陷：（1）系统可使用范畴小；（2）系统智能运用程度低；（3）系统部件连接繁琐；（4）系统错误报警较多；（5）系统创新程度低。 我国启动发展以计算机操作为主的新生产力,，科技研究里把信息化技术运用至生活中可以更好提高人们生活质量。火灾报警技术不断发展，已经开始趋近智能控制，将探测系统尽可能接近人脑设计，对环境中发生的各种情况（如温度高低、烟雾浓度、火焰亮度等）来判断是否有火情发生。根据这些情况的收集传输使用计算机进行处理、判断来精确播报火灾的发生。 火灾误报问题一直存在于火灾报警系统中，火灾误报情况存在阻碍着火灾报警技术发展，是一项需要大家更努力去解决的难题。由于各种技术不断进步，火灾误报问题已经开始慢慢减少，概率降低为以后可以采取更好的消防措施打下铺垫。 1.1.2火灾报警控制器的作用 火灾报警系统主要由探查、控制、警报以及电源部分组成，火灾报警控制器为系统最重要的部分。火灾报警控制器由于用处的差异，能分成区域火灾报警控制器、集中火灾报警控制器和通用火灾报警控制器三种基本类型[1]。探测器将信号传输给控制器再转换成报警信号发送至后台，发出广播与声光报警来警示人们，并向显示屏上传输各种报警信息，如发生火灾地点、时间等。 火灾报警控制器功能如下： （1）控制器获取火灾信息后开始判断并发出声光警报。 （2）监控系统的当前状态，发生火灾可快速做出反应。 （3）在收到报警信号之后可以发出联动信号控制消防设备，如消防栓、广播、洒水喷头等。
摘要 科学技术的飞速发展与进步给人们的生活带来了前所未有的便利，如电力技术的迅猛发展与应用，合成材料的诞生，新能源的不断涌现，自动化程度的不断提高等等，使人们的衣食住行条件得到了极大的改善。然而其负面的作用也随之凸显出来，如液化石油气，各种电子产品，易燃装饰材料等我们身边经常接触到的一些普通生活用品，为火灾的发生埋下了巨大的隐患，人们在享受科技带来的便利之外无时不在受到潜在的火灾的威胁。所谓水火无情，为了避免火灾以及减少火灾造成的损失，让人们的生活更加安宁，残酷的现实以及触目惊心的教训要求我们必须设计和完善火灾自动报警系统，提高火灾的预警与早期处理水平，将火灾消灭在萌芽状态，最大限度地减少社会财富的损失。基于此，本文从生活中的实际情况着手，设计了一种适用于多种公共场所的基于单片机的火灾智能报警系统。该火灾报警系统是以AT89C51单片机作为控制中心，接受、处理火灾探测器输出的烟雾浓度信号、温度信号，并进行声光报警。它通过不断的向现场发射巡检信号来监视现场的温度、烟雾浓度等，并不断反馈给报警控制器，控制器将接到的信号与内存的正常整定值比较、判断确定是否有火灾的发生。当现场烟雾或者温度发生异常，或者发生火灾时，可实现声光报警、烟雾浓度、温度报警限设置、故障自诊断、延时报警等，是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的烟雾传感器，具有一
定的实用价值。 关键词：AT89C51单片机，智能报警，传感器，控制器
Abstract The rapid development and progress of science and technology of composite materials, the constantly emerging of the new energy, the constant improvement of the degree of automation, etc. make people's food and clothing live line conditions improved greatly. However, its negative effect also stands out, some ordinary articles for daily use such as liquefied petroleum gas (LPG), all kinds of electronic products, flammable decorative materials around us, buried the trouble for the beginning of the fire, people enjoying the convenience from technology constantly under the threat of potential fire. So-called water ruthless, in order to avoid fire and reduce fire losses, make people's life more peaceful, the requires us to design and improve the automatic fire alarm system and improve the level of fire early warning and the bud, to minimize the loss of wealth of society.Based on this, this text set about from the actual situation in life, we design a kind of intelligent fire detection and alarm system suitable for a variety of public places of based on single chip microcomputer. The fire alarm system based on AT89C51 as the control center, accepts and treats the signal of smoke concentration and temperature of the smoke fire detector, alarming with sound and light. Through sending inspection signal to the site inspection, it monitors the temperature and smoke concentration, and constantly feedbacks to alarm controller, the controller will receive the signal compared with the normal setting value of the memory and judgment whether there is a fire the smoke temperature anomalies, or there is a fire, it can realize sound and light alarm, the setting of smoke concentration and temperature alarm limit, fault self-diagnosis, delayed alarm, etc.It's a kind of intelligent smoke sensor,which practical value ,with the simple structure, stable performance, convenient using, low costing, and so on.
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摘要
随着科技的发展，时代的进步，高楼大厦才能追上人类的脚步，伴随着家庭用火、用电量 的增加，所以火灾出现的可能性在持续加大，全国各地几乎每天都有不同情况的火灾在发 生，也正是因为这个原因，用来警示火灾的火灾报警器的地位越来越重要，在各种建筑内 被广泛使用。 该论文的主要研究对象为无线且具备多种功能的火灾报警器，该报警器使用的是利用气体 的传感器 MQ - 2、 ADC0832模数转换器以及温度传感器（型号为 DS18B20 ） ，以及用 STC89C51 作为主要核心进行控制的组件等来使基础功能得以实现。一旦在室内的温度， 或者是一定体积内的燃烧后产生的气体的浓度达到了传感器能够感知的临界值时，火灾警 示器就会通过声音和警示灯来提示可能发生火灾险情，让处于建筑物的人们能够及时逃生。
关键词：气体传感器 MQ-2；火灾报警；51 单片机；智能控制；DS18B20
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ABSTRACT
With the development of science and technology, the progress of The Times, high-rise buildings to catch up with the pace of the human race,Along with the family in the fire, the increase of electricity consumption, and thus the fire frequency is higher and higher, almost all the fire in different regions, Fire alarm and therefore is widely applied to various occasions for warning of fire.This topic research the multi-function wireless fire alarm the STC89C51 as the core controller, using gas sensor MQ - 2, ADC0832 and DS18B20 temperature sensor to realize the basic functions.Through these sensors, when the concentration of combustible gas in the environment or indoor temperature changes, such as system have a corresponding light and sound alarm signals, to prompt the process of fire, let people to save his life.With the development of science and technology, the progress of The Times, high-rise buildings to catch up with the pace of the human race. Key words:MQ-2 gas sensor; fire alarm; MCU51; intelligent control；DS18B20
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学生姓名：*** 专业班级：***班 论文名称：火灾自动报警系统设计指导老师: ***
某高层建筑大楼的消防系统设计 设计总说明 随着我国智能建筑业的发展，高层建筑及建筑群体越来越多，从而也促进消防系统以迅猛的速度向前迈进。在智能建筑的建筑物自动化系统中消防系统是非常重要的一个子系统, 担负着保障人员及财产安全的重任。该设计是针对某高层建筑大楼的消防系统进行的，主要涉及到消防系统的感应机构，即探测器、手动报警按钮、报警器、警报器、消火栓按钮等报警系统的设计，和其执行机构，即消火栓灭火系统、火灾事故广播、应急照明、疏散指示标志、防排烟系统、防火卷帘门等灭火系统和各种联动控制系统的设计。该设计方案可为高层建筑大楼的消防系统设计提供参考和借鉴。 关键词：消防；火灾报警；联动控制
目录 1绪论 (1) 1.1 消防系统的组成 (1) 1.2消防系统的分类 (1) 1.3消防系统的工作原理 (1) 1.4消防器件的概述 (2) 1.4.1探测器 (2) 1.4.2手动报警按钮 (3) 1.4.3火灾警报装置 (4) 1.4.4火灾应急广播及扬声器的设置 (4) 1.4.5消防专用电话的设置 (4) 1.4.6消火栓按钮 (4) 1.4.6 断路器 2消防系统的总体设计 (6) 2.1工程概况 (6) 2.1.1建筑的层面积 (6) 2.1.2楼层每层的层高 (6) 2.2设计依据及思路 (6) 2.3设计的总体方案 (7) 3子系统的设计 (8) 3.1火灾自动报警系统 (8) 3.1.1报警区域防火分区的划分 (8) 3.1.2火灾探测区域的划分 (8) 3.1.3探测器的布置安装 (8) 3.1.4手动报警按钮布置选型 (15) 3.1.5消火栓按钮布置选型 (16) 3.1.6 火灾事故广播布置选型 (16) 3.1.7消防专用电话系统 (17) 3.1.8消防警铃设置 (17)
中北大学信息商务学院毕业设计开题报告 学生姓名：严飞飞学号：11050643X36 学院、系：信息与通信工程系 专业：电子信息工程 设计题目：火灾自动报警系统的设计 指导教师:张敏娟 2015 年3月15日
毕业设计开题报告 1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述： 文献综述 1.1 研究的目的和意义 1.1.1 引言 随着我国经济建设的发展，高层建筑成了城市的主要标志，高层建筑中的各种通讯线路、动力和照明线路、以及各种系统中的线路纵横交错，致使火灾的发生概率也在大幅度的增加。加之现代建筑的封闭性较强，一旦发生火灾，整个大楼就像一个大的火炉，给灭火带来了巨大的难度，对火灾发生后及时的发现、及时控制的要求促使了火灾自动报警产品的应运而生。加之现代计算机技术、通讯网络技术和自动控制技术的飞速发展又为人类实现更加理想化的生活提供了可能。 智能型火灾报警应运而生了，智能型火灾报警系统是一个集信号检测、传输、处理和控制于一体的控制系统，代表了当前火灾报警系统的发展方向。所以随着科学技术的迅猛发展以及国内外经济的迅速增长，市场上迫切而需要一种容量大、性能优越、可靠性高、便于安装、使用和维护的智能型火灾报警控制系统。[1] 1.1.2 研究的目的与意义 我国的火灾自动报警控制系统经历了从无到有、从简单到复杂的发展过程，其智能化程度也越来越高。目前国产火灾自动报警系统均采用汉字显示，价格低廉，适合我国国情，但是火灾自动报警系统由于多数没有分布智能，可靠性低，且产品没有形成系列化、品种不全，产品的外观也较差，编程复杂，调试不方便，设备兼容性差。 国外产品多数具有分布智能，可靠性高，产品具有系列化、品种，产品外观美观。缺点是多数没有汉化，操作维护不便，价格较高，设备兼容性差。 根据以上的分析，开发具有国际先进水平的火灾自动报警设备、价格介于进口设备和国产设备之间，从而具有很高的性能价格比。因此，研制一种结构简单、价格低廉的智能型火灾报警器是非常必要的。[2] 1.2 国内外研究现状