天津职业技术师范大学Tianjin University of Technology and Education
毕业设计
专业：自动化
班级学号：自0901 – 24号
学生姓名：
指导教师：
二〇一三年六月
天津职业技术师范大学本科生毕业设计
基于单片机的智能楼宇火灾报警系统Intelligent Buildings Fire Alarm System based on Single-chip Microcomputer
专业班级：自0901
学生姓名：
指导教师：
学院：自动化与电气工程学院
2013 年6月
摘要
火灾是发生频率较高的灾害之一，在任何时间、任何地区都可能发生。随着社会经济的发展，建筑物、构筑物应用材料变的多样性，易燃材料增加，再加之人们生活环境和生活方式的改变，火灾的危害性日益增加，火灾造成的人员伤亡逐渐增多、经济损失大幅增加。尤其是近几年来，高层建筑大量增加，一旦发生火灾，灭火的难度更大。而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。
针对目前火灾发生的特点和现状，进行较为系统的需求分析，给出火灾自动报警系统的总体设计、功能模块设计与实现。本文设计了一种智能楼宇火灾报警系统，它主要是由AT89S52单片机、18B20温度传感器和MQ-2烟雾传感器组成。这个系统可实时监控楼道和房间的温度和烟雾等级，当监控的环境温度或者烟雾超过设计值时，系统会产生声光报警，及时提醒人们。即使当传感器发生故障，也可人为的按下紧急报警按钮，从而使人们早发现火灾。这个系统的是可以根据不同的环境设定所需要的报警值，同时具有价格低廉、易于安装等特点。
关键词：火灾报警；AT89S52单片机；18B20温度传感器；MQ-2烟雾传感器
ABSTRACT
Fire is a kind of high frequency. At any time, any region could occur. With the development of social economy, the buildings, fixtures used materials of industry, the diversity and the development of science and technology, and increased flammable materials, people living environment and lifestyle changes, increasing the risk of fire, the fire caused casualties and economic loss increases gradually, especially in recent years, a large increase in high-rise buildings, once the fire extinguishing, the more difficult. And a complete set of automatic fire alarm system is the high-rise building fires the lives and property of the people, is advantageous safeguard that fire could quickly and accurately, a fire in the bud.
This design is aiming at characteristic and status of automatic fire alarm system, combining with a systematic demand analysis. The study gives design and realization of overall design and function module design of automatic fire alarm system.This is a intelligent building fire alarm system, which is mainly composed of AT89S52 SCM, temperature sensor 18B20 and smoke sensor MQ-2. This system can real-time monitor the corridor and room temperature and smoke level, when monitoring ambient temperature or smoke more than the design value, the system will generate audible and visual alarm, timely reminder. Even when sensor faults occur, can also be pressed the emergency alarm button, so that people first discovered fire. This system can be based on different environment setting alarm required, also has the advantages of low cost, easy installation features.
Key Words：Fire alarm；AT89S52 microcontroller；18B20 temperature sensor ；MQ-2 smoke sensor
目录
1 绪论 (1)
1.1课题研究背景及意义 (1)
1.2课题研究现状与发展趋势 (1)
1.3本文的主要工作 (2)
2 火灾自动报警系统的总体设计 (4)
2.1需求分析与总体设计 (4)
2.1.1火灾自动报警系统的需求分析 (4)
2.1.2火灾自动报警系统的总体设计 (4)
2.2单片机的选用及其特性 (5)
2.2.1单片机的选用 (5)
2.2.2 AT89S52的特性 (5)
2.3火灾报警探测器的分类和性能比较 (9)
2.3.1火灾报警探测器的分类 (9)
2.3.2火灾探测器的性能比较 (9)
2.4工作流程设计 (10)
3 系统功能模块的设计与实现 (12)
3.1火灾检测模块的设计与实现 (12)
3.2液晶模块的设计与实现 (20)
3.3声光模块设计与实现 (23)
3.4电源模块设计与实现 (23)
4系统功能模块的软件设计与实现 (24)
4.1温度检测模块软件设计与实现 (24)
4.2烟雾检测模块软件设计与实现 (27)
5系统测试 (30)
6结论 (31)
6.1工作总结 (31)
6.2系统功能的改进与完善 (31)
参考文献 (32)
附录一：硬件电路图 (33)
附录二：程序清单 (33)
致谢 (45)
中文翻译及英文原文
1 绪论
1.1课题研究背景及意义
火灾是人们普遍关注的灾难性话题，它是发生频率比较高的一种灾害，在任何时间、任何地区都有可能发生。例如，2010年11月15日，上海余姚路胶州路一栋高层公寓楼发生火灾，大火导致58人死亡、70人受伤，并且造成重大的财产损失。由于现在的住宅楼、宾馆、大型商场、图书馆、博物馆和办公楼等越来越多越来越密集，这就对火灾报警和自动灭火系统提出了更高的要求。自动火灾报警系统己经成为必不可缺的保护装置。设置功能完善的消防设施，对保障人民生命财产的安全，无疑是非常重要的。而家庭使用天然气和用电电量的大幅增加，这是住宅楼房发生火灾的频率增高的重要原因。许多人因不懂家庭安全常识引起火灾事故，使好端端的幸福家庭转眼间毁于一旦，有的甚至导致家破人亡，而且一旦发生居民家庭火灾，处置不当、报警迟缓，是造成人员伤亡的重要原因。所以说，人们应该积极了解家庭火灾的主要起因，掌握防止发生火灾的知识和万一发生火灾时保护自己的方法，及时消除隐患。
火灾作为损害人们的生命和财产安全的大敌，引起人们的极大重视。万一发生了火灾，很有可能将人的生命财产造成极大的危害，于是人们急需要寻找到及时火灾报警的方法，用来快速控扑灭火灾，使损失降到最小。依据人们的需求，研制出来了火灾自动报警系统。目前对火灾报警系统的要求越来越高，加之科学技术水平的提高。火灾报警系统越来越完善，并向智能化方向进步。
1.2课题研究现状与发展趋势
早期的火灾预防和警示都是通过人为的办法。例如通过巡逻的方式，当一个人发现火灾时，他通过喊话或者敲锣的方式通知其他人来灭火。随着时代和科学的进步，人们逐渐会使用仪器代替巡逻的方式监视火灾，如果仪器发出火灾报警信号，人们就可在第一时间组织人力去灭火，来达到减少损失。这就是现在火灾报警系统的前身。
火灾报警系统，从发展历程上来说，大至可分为三个阶段：
第一阶段：多线型火灾自动报警系统。每个传感器除需要两根电源线以外，还必须要有一根报警信号线，传感器的电源由报警模块提供，传感器的信号线与报警显示装置相连接，当某个传感器发现异常情况时，系统会点亮相应的报警指示灯。像日本“日探”公司早期生产的CPF自动火灾报警系统，这类系统的主要功能是以报警，或再加一些简单的联动装置，例如驱动警铃、显示装置等，其
报警器对外围传感器不具备故障检测功能，只能对电源线的断路做出故障反应，这类系统的缺点是安装比较繁琐和校验工作量特别大。
第二阶段：总线型火灾自动报警系统。这类火灾自动报警系统采用功能比较强微处理器控制，像单片机。按其线制分，可分为四线制、三线制、二线制。传感器和各个模块均采用地址编码方式，通过总线与控制器的方式实现信号传送，其传感器的报警形式是开关量，它的灵敏度是由硬件的条件决定的，不具有调节性，这类报警系统可现场进行编程，使各种模块对各联动装置实施较为复杂的控制，这类系统已具有自身检测以及对外围装置的故障检验等功能，最大的缺点是对故障的类型难以区别出来。目前，国内大多数生产商生产的火灾自动报警系统是此类产品，正是由于这类系统具有较好的检测和控制功能，再加上施工、安装比较简单和价格比较低，所以人们大量使用这类产品。
第三阶段：智能型火灾自动报警系统。由于先进的计算机控制技术应用到火灾报警系统，使火灾报警系统的智能化水平有了质的飞跃。传感器的报警形式由过去的开关量到现在的数字量。智能化带来的很大的优势，人们可以对其灵敏度依据使用环境不同进行设定和调整。如对环境变化大的建筑，传感器灵敏度要相对低一些，对环境变化不大或非常重要的场所，灵敏度要相对高一些。
现在一些发达国家，他们已经建立起完善的消防体系，一套完整的消防体系包括火灾预防、报警、扑救、灾后处理等。这都需要政府拨出专项金用于消防设备的维护和更新。像美国、德国、法国等国家他们这方面做的更完善。他们采用用户终端传感器或者用户终端信号采集器与计算机相相连接，对环境实时监控以及故障远程传输。
我国对火灾自动报警系统的研究比较晚，从上世纪70年代我国才从国外引进和生产这类产品。即使到80年代后，国内多数厂家也停留在模仿国外产品，或是部分厂家引进国外的先进技术进行生产，但我们并没有实际意义上的核心技术。在当时市场也是刚刚开始发育，人们并不太了解此类产品。到了90年代以后，随着改革开放的力度逐渐增加，城镇化越来越快，带动我们对火灾报警系统产品需求增加。所以说火灾报警产品到了快速发展的阶段，同时国外企业看到了商机，开始大量涌入中国消防市场，带来先进技术的同时也促进了市场的逐步成熟。这时期，我国生产火灾报警产品的厂家也进入了快速发展时期，部分厂家进行了合资生产、技术合作等措施取得了很好的成绩。最重要的是我国的科研人员的辛勤付出，使得我们在部分技术已经接近了发达国家水平。相信用不了多久，我们也一定能达到国际领先的水平。
1.3本文的主要工作
本文主要做了如下工作。
1．研究与分析了自动火灾报警系统的发展状况，并提出智能楼宇火灾报警系统的总体设计方案。
2．对智能楼宇火灾报警系统进行了需求分析，根据分析结果选择系统的核心器件。建立了AT89S52单片机为核心的系统。
3．设计并且实现了各个功能模块。如火灾检测模块、液晶显示模块、声光报警模块等其他模块，并进行不同方案间的比较，最终做了合理选择。在应用AT89S52单片机的基础上，完成了系统流程图的制定，程序的编写、硬件电路的设计和原理图的绘制，以及PCB板的制作、调试与通信。
4．对智能楼宇火灾报警系统进行的总体调试及系统测试，总结了调试中出现问题，并相应的找到解决办法，经过努力最后完成了火灾检测模块、液晶显示模块、声光报警模块等其他模块。系统测试表明，该系统达到设计时的各项要求，能够满足智能楼宇的火灾预警需要。
2 火灾自动报警系统的总体设计
在这个章节中，首先指出本设计的需求分析、设计思路与采用的技术路线，给出系统的总体框架；其次，介绍本设计所采用单片机及其所具有的特性；最后，介绍相关火灾报警探测器的分类和性能比较。
2.1需求分析与总体设计
本节包括火灾自动检测系统的需求分析和总体框架设计，给出了总体系统框图和初步实现方法。
2.1.1火灾自动报警系统的需求分析
根据火灾自动报警系统的使用需求，减少甚至是避免火灾的产生，设计的火灾自动报警系统，可以有效的降低火灾的产生、蔓延；当火灾自动报警系统的传感器连接成网络，形成传感器网络时，更能将整个被控对象完全监控，达到实时的监控效果，人们生活环境的安全也就能够得到了保障。所以，有效地及时的火灾报警系统能够减少人们生活环境的危险性。火灾报警系统应具备以下几个指标：
楼层火灾检测、温度和烟雾参数显示、发现火灾报警等功能。
2.1.2火灾自动报警系统的总体设计
本文设计采用自顶向下的设计方法，将本系统的功能进行了合理的划分，使其每一部分分别完成较小的任务，形成应用系统常用的结构形式—积木式结构框架，有利于功能的扩大和更换，能够增加了系统的灵活性。鉴于对火灾自动检测功能的分析，本系统利用AT89S52单片机作为核心控制器。其总体结构框图如图2-1所示。
图2-1 火灾自动报警系统基本框架图
按照以上的需求分析和设计方式，设计火灾自动检测系统的火灾检测模块、液晶显示模块、声光报警模块等。
以下列出了本次设计的各个模块的简单方案比较和初步实现方法。
（1）火灾检测模块
由温度传感器DS18B20和烟雾传感器MQ-2组成。由单片机经查询的工作方式，采集楼宇环境的参数，实现实时对外界环境的检测。
（2）液晶显示模块
单片机采集到周围环境的参数，通过片内基准电压的比较，用LCD1602显示器显示出相应采集到的数据，使用户能够方便直观的看到周围环境的具体情况。
（3）声光报警模块
当环境温度或者烟雾超过预设值时，系统会产生声光报警。
2.2单片机的选用及其特性
根据系统的性能要求，在综合其他因素，选择适合的单片机。
2.2.1 单片机的型号选用
本设计采用美国ATMEL公司生产的的AT89S52单片机作为核心处理部件，通过硬件电路与系统软件的结合实现智能楼宇火灾报警系统。
MCS-51单片机系列是很早出现的单片机，使用广泛。AT89S52是一种具有功耗低、性能高的8位微控制器，它具有8K内存可编程Flash存储器。利用Atmel 公司非易失性存储器技术生产，完全兼容80C51系列单片机。编程方式多样。正是由于它所具有的优势，使得AT89S52单片机系得到广泛应用。
AT89S52单片机的具体情况：
40个引脚，8k flash片内程序存储器，128 b的随机存取数据存储（RAM），32个双向输入/输出（I/O）引脚，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信接口，看门狗（WDT）电路，片内时振荡器。
2.2.2 AT89S52的特性
AT89S52是一个高效的微型计算机。它的应用范围比较广，可用于解决复杂的控制问题，且成本较低。其结构框图如下图2-2所示。
此外，AT89S52设计和配置了震荡频率可为12MHZ，通过软件编程，可把单片机设置为节电模式。在空闲模式时，中央处理器将停止工作，而外围电路仍可正常工作。为了市场的需求，该单片机设计三种封装，它们分别为PDIP、PLCC
和TQFP封装。我们常用的是PDIP封装。其PDIP封装如下图2-3。
1主要功能特性：
（1）完全兼容51系列单片机指令；
（2）有大于1000次重复下载的isp flash ROM；
（3）4组I/O双向引脚；
（4）4.5-5V工作直流电压；
（5）2个16位的定时/计数器；
（6）时钟所需频率在0-33MHz之间；
（7）空闲低功耗与省电模式；
（8）中断唤醒省电模式；
（9）3级加密位；
（10）看门狗（WDT）电路；
（11）软件设置空闲和省电功能；
（13）双数据寄存器指针。
按照功能，AT89S52的引脚可分为主电源、外接晶体振荡或振荡器、多功能I/O口、控制和复位等。
图2-2 AT89S52的结构框图
图2-3 AT89S52的PDIP封装图
2 单片机端口特性
单片机各个端口的用途各有不同之处，下面具体介绍一下。
（1）多功能I/O口
AT89S52共有四个8位的并行I/O口：P0、P1、P2、P3端口，对应的引脚分别是P0.0 ～ P0.7，P1.0 ～ P1.7，P2.0 ～ P2.7，P3.0 ～ P3.7，共32根I/O 线。每根线可以单独用作输入或输出。
（a）P0端口，该口是一个8位漏极开路的双向I/O口。在设计成输出口时，每根引脚可以带动8个TTL输入负载。当把“1”写入P0时，则它的引脚可用作高阻抗输入。当对外部程序或对存储器进行读取时，P0可用作多路复用的低字节地址/数据总线，在该模式，P0口本身就有上拉电阻。对Flash ROM编程时，P0用于接收代码字节；在校验时，则输出代码字节；此时需要外接上拉电阻的。（b）P1端口，该口是带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口，P1口的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写“1”时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，此时可用作输入口。P1口作输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。在对Flash编程和程序校验时，P1口接收低8位地址。
另外，P1.0与P1.1可以配置成定时/计数器2的外部计数输入端（P1.0/T2）与定时/计数器2的触发输入端（P1.0/T2EX），如表2-1所示。
表2-1 P1口管脚复用功能
端口引脚复用功能
P1.0 T2（定时器/计算器2的外部输入端）
P1.1 T2EX（定时器/计算器2的外部触发端和双向控制）
P1.5 MOSI（用于在线编程）
P1.6 MISO（用于在线编程）
P1.7 SCK（用于在线编程）
（c）P2端口，该口是带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口，P2端口引脚的输出可以驱动4个TTL输入。对端口引脚写“1”时，端口引脚处在高电平，这时可用作为输入口使用。当P2端口引脚作为输入使用时，因为有单片机内部的上拉电阻作用，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。
在访问外部程序存储器或16位的外部数据存储器时，P2口送出高8位地址，在访问8位地址的外部数据存储器时，P2口引脚上的内容（就是专用寄存器（SFR）区中P2寄存器的内容），在整个访问期间不会改变。在对Flash编程和程序校验期间，P2口也接收高位地址或一些控制信号。
（d） P3端口，该端口引脚是8位双向I/O端口，P3端口引脚的输出能力同P2端口引脚相同。
在AT89S52中，同样P3口还用于一些复用功能，如表2-2所示。在对Flash 编程和程序校验期间，P3口还接收一些控制信号。
(2) RST 复位端口输入引脚。
当外部输入为高电平时，单片机才能复位。当外部输入时低电平时，输入是无效的。
表2-2 P3端口引脚与复用功能表
端口引脚复用功能
P3.0 RXD（串行输入口）
P3.1 TXD（串行输出口）
P3.2 INT0（外部中断0）
P3.3 INT1（外部中断1）
P3.4 T0（定时器0的外部输入）
P3.5 T1（定时器1的外部输入）
P3.6 WR（外部数据存储器写选通）
P3.7 RD（外部数据存储器读选通）
(4)PSEN 程序存储器允许信号。
它用于读外部程序存储器。当单片机在执行外部存储器的程序时，每一个机器周期PSEN奖被被激活2次。在对外部数据存储器的每次读取中，PSEN的2次激活则会被跳过。
(5)EA/Vpp 外部存取允许信号。
为了确保单片机从地址为0000H～FFFFH的外部程序存储器中读取代码，故要把EA接到地端。但是，如果锁定位是1被编程，则EA在复位时被锁存。当执行内部程序时，EA应接到Vcc。在对Flash存储器编程时，这条引脚接收直流12V 编程所需电压Vpp。
(6)XTAL1 振荡器的反相放大器输入，内部时钟工作电路的输入。
(7)XTAL2 振荡器的反相放大器输出。
2.3火灾报警探测器的分类和性能比较
本设计中，采用一片单片机与多个传感器相结合的方式，将传感器转换的数据与预设值比较，单片机处理后，实现对火灾的自动报警。
2.3.1火灾报警探测器的分类
目前火灾探测器的种类很多，按照不同的方式有不同的分类方法。
根据监测的火灾特性不同，火灾传感器大体可分为感温、感光、感烟、可燃气体和复合等五种类型，各个类型又根据其工作原理的不同而分为若干种。
根据感应器件的结构不同，可细分为：
（1）点型火灾探测器。对警戒范围中某一点环境的火灾参数做出响应；
（2）线型火灾探测器。对警戒范围中某一线路环境的火灾参数做出响应。
根据操作后是否能复位，可分为：
（1）可复位火灾探测器。在产生火灾报警信号的条件不再存在的情况下，不需要更换组件即能从报警状态恢复到监视状态。根据复位的方式不同，又可分为以下三种：
(a) 自动复位火灾探测器，能自动地恢复到监视状态；
(b) 遥控复位火灾探测器，通过遥控操作能恢复到监视状态；
(c) 手动复位火灾探测器，通过手动调节能恢复到监视状态。
（2）不可复位火灾探测器。在产生火灾报警信号的条件不再存在的情况下，需调换组件才能从报警状态恢复到监视状态或动作后不能恢复到监视状态。
2.3.2火灾探测器的性能比较
由于建筑物越来越高和越来越密集，这就要求系统能更准确和更及时地探测火灾发生点，并同时进行报警。这对系统的要求更高了，归根到底是对火灾探测
器提出了更高的要求。在设计火灾检测模块时必须要充分考虑火灾探测器的性能、建筑物的状况、火灾的危害。以下就一些常用火灾探测器和应用环境作一简单的对比。
（1）感烟探测器。感烟探测器可划分为离子感烟探测器与光电感烟探测器，其中离子感烟探测器的优点是有很好的早期火灾报警功能，即使在环境恶劣条件的楼房里也有很好的探测效果，它一般应用于高层建筑或者空心花板或者地下室中，感烟探测器仅适合用在火灾早期，产生较大量的烟雾和少量的热汽，没有甚至很少的火焰辐射，但它很大的缺点是不能严格区分出火灾信息与厨房烟、水蒸气正常等信息，因此容易产生失误报警的现象。
（2）感温探测器。感温探测器可划分为三种类型，分别为定温式、差温式和差定温式，使用单一的感温探测器的检测模块，这个模块灵敏度会不高，而且检测测进度很慢，致命的是对阴燃状况没有任何响应，所以误报率很高。
（3）气体探测器：气体探测器适合应用于散发可燃气体或者可燃蒸汽的环境。
（4）红外火焰探测器和紫外火焰探测器：火焰能够辐射红外线，所以它适合应用在发生火灾时有强烈的火光辐射且要求做出快速相应的场合环境，但它也是有缺点的，对高温物体表面有时也会做出反应。从而产生误报警的情况，会引起人们的恐慌。
从以上的介绍中，可以看出不管哪一种火灾探测器都只是有针对性的，有优点也有缺点。缺点可能会导致系统误报警。所以我们在设计火灾检测模块时，一定要解决误报警的情况。为了降低误报警的情况，大致有以下几条解决方案。
（1）设计并优化探测器结构，在不同的环境使用适合种类的探测器。
（2）通过设计合理的报警识别方法，通过测得的数据信息和大量实验参数先对比，判断是否发生火灾。
（3）用多种探测器测检测一点的参数，通过多组数据对比，来判断是否发生火灾。这样一来可以降低误报警。
依据上面介绍的几种火灾传感器，这个设计主要采用温度传感器和烟雾传感器来同时检测火灾，来达到降低误报警。
2.4工作流程设计
火灾自动报警系统由火灾检测模块、液晶显示模块、声光报警模块和单片机组成。工作流程图如图2-4所示。
单片机是系统的核心部件，它负责处理数据。它把火灾检测模块所测得数据处理，一方面把他送给液晶显示模块，通过液晶显示模块的液晶显示器显示所测的温度值和烟雾等级；另一方面是与设定值做比较，通过声光报警模块的反应，可知道比较结果。
通过系统流程图可知，这个系统利用火灾检测模块上的烟雾和温度传感器来同时检测周围的环境参数。系统工作开始时，要设定报警的温度值和烟雾等级。系统正常工作时，温度传感器和烟雾传感器实时监测环境的参数，一旦监测周围的温度或者烟雾浓度超过设定值时，单片机会对监测模块传来的参数和预设的参数作比较。当高于设定值时，系统会发出报警。当低于设定值时，系统不会产生报警。系统继续正常工作，实时监测环境参数。
图2-4 火灾自动报警流程图
3系统功能模块的设计与实现
本章介绍火灾报警报警系统的各个硬件功能模块设计与实现。
火灾自动报警系统的硬件部分共分为四部分：火灾检测模块、液晶显示模块、声光报警模块和电源模块。
3.1火灾检测模块的设计与实现
根据火灾检测模块提出的控制要求，介绍温度传感器、烟雾传感器和相关选择及其所选择的传感器的特性。
传感器是火灾自动报警系统中的敏感元件。在比较小的智能火灾报警系统中，通常用感温、感烟、感光、复合和可燃气体传感器。所常见的是感温和感烟传感器，即温度传感器和烟雾传感器。温度传感器选用DS18B20，烟雾传感器选用MQ-2。下面分别介绍他们的特性及其原理图。
1，温度传感器
DS18B20数字温度传感器是DALLAS公司生产的1－Wire，即单总线元件，它具有线路简单，体积小等特点，因此用它很容易组成一个测温模块。在一根通信线路上，可以挂载很多DS18B20温度传感器，使用十分方便。它能直接输出串行数字信号，而且具有微型化、功耗低、性能高、容易与单片机相连接和抗干扰等优势。像比较与以前生产的热敏电阻，它不需要经过运算放大，就可以直接读出被测环境的温度，并可依据实际需求通过简单的编程编写来实现多位的数字值读取，而且从DS18B20读出的数据或写入DS18B20的数据仅需要一根线路读写，DS18B20的温度变换功率来源于数据总线，所以不需要额外电源。因此，使用DS18B20可使系统结构简单，可靠性高。并且性价比很高。通过下面的数字式DS18B20温度传感器与模拟式AD590温度传感器比较就可知。如下表3-1。
DS18B20是数字温度传感器，使用DS18B20线路简单，编程容易，测量温度精度虽然没有AD590高，但是AD590还需要其它辅助电路，线路复杂，编程难度大。所以本设计选用DS18B20来做温度传感器。
DS18B20主要性能指标：
(1)电压试用范围宽，电压范围：3.0～5.5V。
(2)单总线接口电路，DS18B20温度传感器在与单片机组成系统时，只需
要一条电缆线即可完成单片机与DS18B20传感器的双向信息传递；
(3)DS18B20具有多点组网能力，数个DS18B20温度传感器通过并联在一个三线上，就可完成组网实现多点实时测温；
表3-1 DS18B20与AD590比较
器件选择优点缺点
AD590 线性优良
性能稳定
无需补偿
抗干扰能力强
需要模拟转数字电路
成本较高
精确度低
电路繁多
对线阻有要求
DS18B20 开发电路简单
成本低
精度高
单总线可连接多个温点
信号线距离远
测温范围小
(4)测量的参是数字温度参数，不需要再进行模数转换。以"一线总线"串行传送给CPU，同步传输CRC校验码。使模块有很高的抗干扰纠错能力。
(5)温度范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃；
(6)DS18B20在设计时不用添加其他元器件，DS18B20温度传感器在生产时就把所需要的传感元部件和转换电路集成在一起了，它的形状像三极管；
(7)可编程分辨率为9～12位，所对应的可分辨温度有四个等级，分别是
0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃。能组成精度较高的测温模块；
(8)在9位分辨率时，可最长耗时93.75ms可以把温度值转换为数字量，
12位分辨率时，最长耗时750ms把温度值转换为数字量，而且速度更快；
负压特性：即使当电源极性反接时，芯片不不会因为发热而烧坏，但是无法正常工作。
引脚功能：如图3-1所示。
图3-1 DS18B20引脚和SOSI封装图
其中：（1）GND为电源地；
（2）I/O为数字信号输入/输出端；
（3）VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）
图3-2 DS18B20接口电路图
上图3-2所示的是DS18B20与单片机连接的原理图，由于DS18B20是数字温度传感器，它的信号是数字信号，不需要进行数模转换，而且它与AT89S52采用的是串行数据传送，所以直接连接到AT89S52的I/O接口P3.3上，AT89S52能够直接读出数据。
DS18B20温度传感器具有测量温度电路简单、容易连接、测量精度较高、需要数据传输线少等其他优势，但在实际设计应用中，以下几个问题值得注意。（1）虽然硬件设计简单，但软件编写比较繁琐，由于DS18B20温度传感器与单片机之间的数据传输采用串行方式，所以，在对它进行软件编程编写时，一定要保证时序的正确，否则单片机将不能读取测量的结果。在使用C语言进行系统程序设计时，对DS18B20温度传感器的操作用，汇编语言进行编写。
（2）在有关DS18B20温度传感器的大量资料中，很难找到提到单总线上的挂载能力，这会使我们误以为单总线的挂载能力很强，甚至可以挂载无数个。其实则不然。单总线上挂载超过8个DS18B20时，就需要我们解决单片机的总线驱动问题。如果设计挂载数量较多时，那就一定要注意了。
（3）连接DS18B20的单总线的电缆长度不是无限的。大量的试验表明，当总线采用普通电缆时，其电缆长度最好不要超过50米，当普通电缆选用超过50米时，单片机很难读准测量值。当总线改为带屏蔽双绞线时，在150米内的范围内可以正常通讯，当采用更为复杂的双绞线时，正常通讯距离会更进一步延长。总线分布电容使信号波形产生畸变是造成这种情况的主要原因。所以，在用DS18B20设计远距离测温模块时，要充分考虑总线分布电容和阻抗匹配问题。（4）在DS18B20测温程序设计中，向DS18B20发出温度转换命令后，程序总要等待DS18B20的返回信号，一旦某个DS18B20接触不良或接线断开，在程序读
目录 1 引言.............................................. 错误!未定义书签。 2 工程概况.......................................... 错误!未定义书签。3火灾自动报警系统设计.............................. 错误!未定义书签。 火灾自动报警系统保护对象分级.................... 错误!未定义书签。 火灾自动报警系统形式的确定...................... 错误!未定义书签。 探测区域和报警区域划分.......................... 错误!未定义书签。 确定火灾探测器的种类、设置部位和数量............ 错误!未定义书签。 火灾探测器种类的选择......................... 错误!未定义书签。 火灾探测器的设置............................. 错误!未定义书签。 手动火灾报警按钮的设置.......................... 错误!未定义书签。 火灾报警控制器和监控系统的选择和系统布线以及工程应用错误!未定义书签。 消防联动控制设计................................ 错误!未定义书签。 火灾应急广播或火灾警报装置设置.................. 错误!未定义书签。4设计体会.......................................... 错误!未定义书签。参考资料............................................ 错误!未定义书签。
基于单片机的火灾报警器设计 火灾作为一种发生频率高、破坏性强的灾害，受到人们的大力重视。随着经济和城市建设的快速发展，城市高层、地下建筑以及大型综合性建筑日益增多，火灾隐患也大大增加，火灾的数量及其造成的损失呈逐年上升趋势。火灾自动报警系统,作为火灾的先期预报、火灾的及时扑灭、保障人身和财产安全,起到了不可替代的作用。随着传感器技术、无线通信技术、集成电路和微电子技术日臻完善，火灾自动报警系统迎来了良好的发展契机，其智能化程度也越来越高。 系统用AT89C51单片机作为核心，其容量大、数据处理速度快、适合运行较为复杂的算法；采用高灵敏度的温度传感器LM94022与烟雾传感器NIS-09C作为探测器。报警系统将传感器输出的电信号经放大滤波处理后送入ADC0809转换，得到的数字信号由单片机进行处理分析，判断是否发生火灾。火灾自动报警系统通过对传感器采集火情信息,采用多传感器信息融合技术,使用智能识别算法实现对火灾的监测。当报警器监测到火情信息后, 立即产生声光报警信号。系统具有声光报警、故障自诊断等功能，系统的结构简单、性能稳定，使用方便，智能化程度高。由于采用了感温和感烟探测器相结合探测方法，比使用单一的探测器能更加准确报警、降低了误报率。 关键词：火灾自动报警系统，温度探测器，烟雾探测器，AT89C51
The Fire Alarm System Based on Single Chip Design Abstract As one kind of high-frequency, highly destructive disasters，people pays great attention to fire. Along with the rapid development of the economy and urban construction, urban high-rise and underground constructions, as well as the large-scale and comprehensive constructions are increasing, and the Potential danger of fire is also greatly increased. The number of fires and the loss was caused by upward trend year after year. The automatic fire alarm systems (FAS), a previous forecast, fire exterminate, guarantee personal and property security, have played an irreplaceable role. As technology of the sensor，the wireless communication，the integration circuit and the micro-electronics gradually progresses, the FAS meets an excellent opportunity, its intelligent degree becomes higher and higher. System uses AT89C51 as the core, because of its large capacity, data processing speed, suitable for operation more complex algorithms. System uses sing high sensitivity of the temperature sensor LM94022 and smoke sensor NIS - 09C as detectors. Alarm system will send sensor output signal after filtering processing enlargement to ADC0809 conversion. The single-chip microcomputer analysis the digital signal processed, and it determine whether fires. FAS collect fire information through sensors, using multi-sensor information fusion technology, and use intelligent identification algorithm for fire monitoring. When the alarm monitors the fire information, it produces sound-light alarm signal immediately. System has the acousto-optic alarm, fault diagnosis system. The system has simple structure and stable performance, and it is easy to use and intelligent. In this paper, it uses the method of combining temperature detector and smoke detector to detect, and can be a more accurate report than using a single detector, while reduced the false rate. Key words：Automatic fire alarm system，Temperature detectors，Smoke detectors ，AT89C51
智能楼宇课程设计说明书题目：某公寓大楼安防系统设计 课程名称：楼宇智能化原理及工程应用 题目：某公寓大楼安防系统设计 院（系、部、中心）：电力工程学院 专业：建筑电气与智能化 班级：建筑电气111 学生姓名： _ 学号： 同组学生姓名： 设计地点：工程实践中心8-213 起止日期： 2014年06月16日至06月20日指导教师：周云红
目录 一、课程设计任务书 二、课程设计正文 1、安防监控对象、系统概述 2、安全需求分析 3、公寓安防系统具体设计 1）门禁系统原理及工作过程 2）可视对讲系统原理及工作过程 3）视频监控系统原理 4、系统配置及说明 1）系统配置连接图 2）系统配置说明 5、课程设计心得
（3）答辩：未经指导教师许可或无故不到者，缺勤率达50%的学生不能参加答辩。答辩时，设计者在阐述自己的设计过程和结果，突出设计中遇到的主要问题和解决方法，回答教师提问。 4．主要参考文献 [1] 胡木. 中国安防行业现状及发展趋势《安防科技》 [2] 刘希清. 安全防范技术与建筑智能化系统北京:工程设计CAD与智能建筑 [3] 马川鑫. 高校校园综合安防系统的设计与研究西安建筑科技大学硕士论文 [4] 黄与群. 中国智能建筑的需求分析《工程建设与设计》1998年第6期 [5] 秦兆海. 智能楼宇安全防范系统[M] 北京：清华大学出版社 [6] 于滔. 能建筑中安全防范系统设计与实现南京交通大学研究生学士论文 [7] 黎连业. 智能大厦智能小区基础教程[M] 北京：科学出版社 [8] 陈龙. 电视监控与安全防范系统[M].北京：科学出版社. [9] . 智能楼宇安防系统工程设计[J]. ，2001年10卷3期. [10]王芳. [D].大连理工大学,2003. 5．课程设计进度安排 起止日期工作内容
火灾自动报警及消防联动系统说明 （以下各条中，凡打“√”者为本工程选用） 一、火灾自动报警系统概况（√） 1、原有火灾自动报警系统 原建筑已设有火灾自动报警系统，已通过消防审核，其中首层、二层局部现改造为百胜餐饮（）必胜客大信餐厅使用。 原建筑火灾自动报警系统保护等级按一级设置，设计依据按GB50116-1998《火灾自动报警系统设计规》执行。 原有火灾自动报警系统包含火灾自动报警系统、消防联动控制系统、火灾应急广播系统、消防直通对讲系统等。 2、本工程火灾自动报警系统（不含应急照明设计） 首层、二层局部现改造为百胜餐饮（）必胜客大信餐厅使用。原自动报警主系统未作变更，于平面只作局部的位置调整。 二、设计依据 本设计系依据：JGJ T16-2008《民用建筑电气设计规》（√），GB50016-2006《建筑设计防火规》（√），GB50045-95（2005年版）《高层民用建筑设计防火规》（），GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规》（√），GB50067-97《汽车库、修车库、停车场设计防火规》（），GB50038-2005《人民防空地下室设计规》（）等有关规以及建设单位和其他专业提供的有关资料。 三、系统组成 火灾自动报警系统（√），消防联动控制系统（√），火灾应急广播
系统（√），消防直通对讲系统（√）； 四、消防控制室 1.具有消防联动功能的火灾自动报警系统的保护对象中应设置消 防控制室。（√） 2.本工程消防控制室设在首层，并设有直接通往室外的出口。（√） 3.本工程消防控制室的报警控制设备由火灾报警控制主机、联动控 制台、CRT显示器、打印机、应急广播设备、消防直通对讲设 备、电源设备等组成。（√） 4.消防控制室可接收感烟、感温、火焰、可燃气体等探测器的火灾 报警信号及水流指示器、检修间、压力报警阀、手动报警按钮、消火栓按钮的动作信号。（√） 5.消防控制室可显示消防水池、消防水箱水位，显示消防水泵的电 源及运行状况。（√）； 6.消防控制室的联动控制器应能按设定的控制逻辑向各相关的受 控设备发出联动控制信号，并按收相关设备的联动反馈信号。 （√） 7.消防控制室的新增火灾自动报警设备应能与原有火灾自动报警 设备联网及兼容，且各受控设备接口的特性参数应与消防联动控 制器发出的联动控制信号相匹配。（√） 8.消防控制室应有相应的竣工图纸、各分系统控制逻辑关系说明、 设备使用说明书、系统操作规程、应急预案、值班制度、维护保 养制度及值班记录等文件资料。（√）
一、前言 智能商务楼宇，是信息时代和计算机应用科学的必然产物，是现代高科技与建筑完美的结合。智能楼宇的含义随着科技的发展不断完善，一般被认为是利用系统集成方法，将计算机技术、通讯技术、信息技术和建筑艺术有机结合，通过对设备的自动监控，对信息资源的管理和对使用者的信息服务及其建筑的优化组合，所获得的投资合理、适合信息社会要求并且具有安全、高效、舒适、便利和灵活特点的建筑物。它是多科学、高新技术的有机集成。大量高新技术竞相在此应用，可视电视、多媒体技术、智能保安与环境控制、信息高速公路、能量无管线传输等最尖端的高科技也在智能建筑中发挥其巨大的优势。 贝谷科技股份有限公司作为建筑智能化系统集成商，在楼宇智能化业务领域主要开拓以下服务： 1、楼宇智能化系统集成 2、楼宇智能化规划设计、工程实施、顾问 3、楼宇智能化系统维护、售后服务、智能化系统集成外包服务 二、系统架构 在智能楼宇系统建设中将构建以下几个系统 1.综合布线系统 2.安全防范系统 闭路监控子系统
防盗报警子系统 3.卫星接收及有线电视系统 4.一卡通系统 门禁子系统 考勤子系统 消费子系统 巡更子系统 停车场管理子系统 5.公共广播系统 6.多媒体显示及信息发布系统 LED显示子系统 信息发布子系统 触摸屏查询子系统 排队叫号子系统 7.多功能会议系统
8.楼宇自动控制系统 9.整体机房工程 机房装修装饰 机房综合布线 供配电系统 UPS不间断电源 防雷接地系统 空调与新风系统 机房消防系统 机房环境与设备监测系统 KVM控制系统 三、综合布线系统 综合布线按工作区、水平区、垂直干线区、管理区、设备区等几个部分组成。采用高质量标准化线缆及相关连接硬件，在建筑物内组成标准、灵活、开放的信息传输通道，可以同时支持100M/1000M/10000Mbps网络传输速率。它是智能建筑必备的基础设施。它采用积木式结构，模块化设计，统一的技术标准，能够满足智能建筑的信息传输要求。
智能楼宇综合安防管理平台现状和趋势 智能楼宇综合安防管理平台现状和趋势 在楼宇安防领域，多个安防子系统独立运行的现状普遍存在，造成信息孤岛，多个安防子系统整合应用匮乏，虽可以通过集成平台整合，但由于标准缺失，开发对接困难，集成平台的应用非常受限。随着主流安防厂商的产品线的不断拓展，楼宇安防系统，将会从独立子系统的“浅集成管理”向“深综合管理”转变。 智能楼宇综合安防管理平台现状和趋势 在楼宇安防领域，多个安防子系统独立运行的现状普遍存在，造成信息孤岛，多个安防子系统整合应用匮乏，虽可以通过集成平台整合，但由于标准缺失，开发对接困难，集成平台的应用非常受限。随着主流安防厂商的产品线的不断拓展，楼宇安防系统，将会从独立子系统的“浅集成管理”向“深综合管理”转变。 同时，平台需确保多个安防子系统之间的独立性，单个子系统的异常不影响其他子系统，当前，分布式、集群等技术可支撑这样的需求，并合理控制部署成本。 一、智能楼宇是什么
智能楼宇的定义没有标准，大家普遍认可的是：智能楼宇的核心是5A系统，智能楼宇就是通过通信网络系统将此5个系统进行有机的综合，集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合，使建筑物具有了安全、便利、高效、节能的特点。智能楼宇是一个边沿性交叉性的学科，涉及计算机技术、自动控制、通讯技术、建筑技术等，并且有越来越多的新技术在智能楼宇中应用。 如上图：智能楼宇，由通信系统、楼控系统、办公系统、消费系统、安防系统组成，统称5A系统，由5A系统给提供接口供集成开发。 本文将从安防系统切入，阐述智能楼宇的综合安防管理平台的现状和趋势。 二、楼宇综合安防管理平台的现状 楼宇安防系统通常包括视频监控系统、门禁系统、入侵报警系统、电子巡查系统、停车场系统，通过系统监控楼宇的人员/车辆出入口、周界等重要区域，做到事前预警和事后查证。 如上图，目前各个安防子系统都存在各自的管理平台，各司其职，互不干涉，通过综合安防管理平台整合子系统间的应用调用。
编号： 设计说明书 题目：基于单片机的火灾报警器设计与实现学院：桂林电子科技大学职业技术学院专业：电子信息工程技术 学生姓名： 学号： 指导教师：周光祥 职称：讲师 2015 年 6 月日
摘要 火灾自动报警系统（Fire Alarm System，简称FAS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。 本次设计以AT89C51单片机，MQ-2烟雾传感器和DS18B20温度传感器为核心设计的火灾报警器可实现报警故障自诊断、报警设置、实时温度显示及与温度报警值设定等功能。是一种结构简单、电路简单、而且易懂、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的烟雾报警器，具有非常高的实用价值。 关键词:AT89C51；温度传感器；烟雾传感器；火灾报警器；四位共阴数码管；
目录 引言 (1) 1 系统概述 (2) 1.1选题背景 (2) 1.2 设计要求 (2) 2 设计原理 (2) 2.1 硬件部分 (2) 2.2 软件部分 (3) 3 硬件电路设计与分析 (3) 3.1 硬件框架图 (3) 3.2 单片机最小系统 (4) 3.2.1 STC89C52芯片介绍 (4) 3.2.2 时钟电路 (4) 3.2.3 复位电路 (5) 3.3 四位数码管 (6) 3.3.1 数码管的介绍 (6) 3.3.2 四位数码管共阳和共阴的区分 (7) 3.3.3数码管的驱动方式 (8) 3.4 74HC573芯片介绍 (8) 3.5 温度传感器DS18B20模块 (9) 3.6 烟雾传感器MQ-2模块 (9) 4 软件设计与分析 (10) 4.1 程序主流程图： (10) 4.2 初始化定时器程序 (11) 4.3 四位共阴数码管的动态显示程序 (11) 5 系统调试 (12) 5.1 硬件调试 (12) 5.1.1 最小系统调试 (12) 5.1.2 四位数码管调试 (12) 5.2 软件调试 (12) 5.3 脱机运行调试 (12) 6 总结 (13) 谢辞 (14) 附录1：火灾报警器原理图： (15) 附录2：火灾报警器PCB图： (15) 附录3：火灾报警器程序 (16)
智能楼宇安防监控系统设计 随着我国市场经济的快速发展，人民生活品质也随之提高，对居住条件的要求更是日益变化，智能楼宇以及具有网络化的安防监控系统成了人们的首选。同时，智能楼宇完全满足了居民居住的要求，使居民在享受居住环境的同时，感受科技发展带来的显著成果。智能建筑是未来发展的一大趋势，是智能化、人性化的发展方式。但就目前来看，智能楼宇还存在着各种各样的问题：如，由于技术跟不少、施工经验少、安防得不到保障等问题，其中最需要重视的是智能楼宇中的安防问题，基于这种情况，应该加强和改进技术手段和设计手段，避免在楼宇建设中出现大的问题。文章通过探讨分析了智能楼宇安防监控系统的设计理念，设计管理等问题，从而提出设计中应注意的事项。 标签：智能楼宇；安防系统；设计 随着网络技术的成熟和发展，网络化、智能化楼宇的概念也逐步成为人们选择办公场所和衡量居住环境是否方便的一个重要因素。同时，智能楼宇完全满足了居民居住的要求，使居民在享受居住环境的同时，感受科技发展带来的显著成果。智能建筑是未来发展的一大趋势，是智能化、人性化的发展方式。但就目前来看，智能楼宇还存在着各种各样的问题：如，由于技术跟不少、施工经验少、安防得不到保障等问题，其中最需要重视的是智能楼宇中的安防问题，基于这种情况，应该加强和改进技术手段和设计手段，避免在楼宇建设中出现大的问题。智能楼宇具有高效，节能，安全，便利的特点。作为一个涉及计算机技术，自动化技术，通讯技术，土建技术等很多技术环节的建筑工程，设计必须要统筹兼顾，才能有效的完成智能楼宇的建设，保证楼宇质量和居住体验。 1 安防监控系统设计概述 楼宇视频监控已经广泛地被应用并走进人们的生活中，这样只有进行标准规范、妥善设计，才能使楼宇视频监控达到最佳效果，发挥最大监控性能，通过对监控设计，认为只有视频监控方案才是最合适的。在操作中，应保证设计系统具有良好的兼容性、灵活性和人性化的操作界面。 1.1 智能楼宇监控特点 第一，提升安全保障。智能楼宇监控主要对于人员通道，门禁系统进行监控，对于监控点的设置，要保证监控范围较大，效果较好，保证安防系统的全面覆盖，不出现遗漏，是安全得到保障。 第二，实现分控目的。设置主监控中心，采用智能网络监控主机为该系统的中枢设备。在主监控中心定位的情况下，设计多个虚拟网络分控点，在办公大楼内部局域网涉及到的任一部门的计算机，就可通过该网络与主监控中心相联，经过主机端授权后，可随意调看系统中任一画面。
火灾自动报警系统的工作原理 2.1 系统总体功能概述 。整体电路的框图如图2-1所示： 第3章系统硬件设计 3.1 核心芯片选择 图2-1 系统原理及组成框图 1. 芯片AT89S52 在火灾报警器的设计中，单片机是其核心部件。它一方面要接收来自传感器送来的温度、烟雾对应的模拟信号和故障检测信号，另一方面要对这两种信号分别进行处理，以控制后续电路进行相应动作；与此同时查询是否有键按下的请求。在单片机完成这些工作的过程中，尤其是信号处理中，比较浓度值后送入显示的软件实现比较复杂，要求单片机具备较快的运算速度，使检测人员能够较准确地观测到烟雾浓度，并根据情况进行相应的处理。并且也要考虑选择低价实用的机型，并为研制同一系列的低功耗产品做准备。根据多方面的比较，本设计选用ATMEL公司的AT89S52单片机作为控制器。
AT89S52是一个低功耗、高性能的CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash 只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构。芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的计算机AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。 AT89S52片内集成256字节程序运行空间、8K字节Flash存储空间，支持最大64K外部存储扩展。根据不同的运行速度和功耗的要求，时钟频率可以设置在0-33M之间。片内资源有4组I/O控制端口、3个定时器、8个中断、软件设置低能耗模式、看门狗和断电保护。可以在4V到5.5V宽电压范围内正常工作。不断发展的半导体工艺也让该单片机的功耗不断降低。根据本次设计的具体情况，采用双列直插DIP-40封装。AT89S52的引脚图如图3-1所示： 图3-1 DIP-40封装AT89S52引脚图 2、集成温度传感器AD590
《高层住宅火灾报警系统设计》 本设计着重介绍近些年来广泛应用于建筑中的基于单片机的火灾智能控制仪器的原理及其技术，并尽量完善设计，考虑到避免漏报、误报、迟报、不报等方面的技术改进，随着近些年来单片机技术不断的更新，单片机逐渐在更多的自动控制领域中得到了很广泛的运用，本设计结合了近些年来单片机设计的研究现状，并根据建筑人口的密集度、火灾的高发区，对建筑中的火灾监测及报警进行了更深一步的探索，从而设计了基于单片机的实用可靠的智能火灾报警系统。一、整体电路的框图 二、芯片 2.1 单片机芯片AT89S52 火灾自动报警系统，单片机是其核心部件。它一方面要接收来自传感器送来的温度、烟雾对应的模拟信号和故障检测信号， 另一方面要对
这各种信号分别进行处理，以控制后续电路进行相应动作。单片机具备较快的运算速度，使检测人员能够较准确地观测到各种参数的变化，并根据情况进行相应的处理；同时由于单片机的经济性，也适用于火灾自动报警系统的大规模应用。 AT89S52 是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的 8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。另外，AT89S52 可降0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。根据不同的运行速度和功耗的要求，时钟频率可以设置在 0-33M之间。可以在4V到5.5V 宽电压范围内正常工作。不断发展的半导体工艺也让该单片机的功耗不断降低。根据本次设计的具体情况，采用双列直插DIP-40 封装。
1.(4分) 单选题 4 门禁系统中属于生物识别的是（） A 键盘密码 B 射频卡 C 掌静脉识别 D 铁钥匙 参考答案：C 解析： 无 2.(4分) 单选题 4 安全防范中属于智能技术防范的是（） A 保安 B 电子监控报警设备 C 防盗窗 D 围墙 参考答案：B 解析： 无 3.(4分) 单选题 4 下列不属于楼宇自动化系统的功能的是（）。 A 监控功能 B 环保功能 C 管理功能 D 服务功能 参考答案：B 解析： 无 4.(4分) 单选题 4 门禁系统依据输入设备分类，不正确的是（）。 A 密码门禁系统 B 刷卡门禁系统 C 生物识别门禁系统
D 接触式门禁系统 参考答案：D 解析： 无 5.(4分) 单选题 4 下面哪个是弱电中常用的视频传输介质有：（） A 同轴电缆 B 双缆线 C 光纤 D 红外线 参考答案：A 解析： 无 6.(4分) 单选题 4 闭路电视监控系统一般不包括（）功能 A 摄像 B 传输 C 图像存储 D 图像编辑 参考答案：D 解析： 无 7.(4分) 单选题 4 消防供电通常采用：( ) A 单电源供电 B 双电源供电 C 单电源或双电源的双回路供电 D 单回路供电 参考答案：C 解析： 无 8.(4分) 单选题
4 下列不属于弱电设备的是（）。 A 音响设备 B 室内照明设施 C 计算机网络 D 座机电话 参考答案：B 解析： 无 9.(4分) 单选题 4 智能楼宇的3A指的是：( ) A CAS；BAS；SAS B OAS；SAS；CAS C CAS；BAS；OAS D SAS；OAS；BAS 参考答案：C 解析： 无 10.(4分) 单选题 4 下面哪个是弱电中常用的视频传输介质有：（） A 同轴电缆同轴电缆B、双缆线C、光纤D、红外线 B 双缆线 C 光纤 D 红外线 参考答案：A 解析： 无 11.(4分) 单选题 4 智能楼宇对安保系统的要求（） A 检测不安全因素；应对突发事件 B 门禁管制；向有关部门报警 C 防范；报警；监视与记录
楼宇智能化安防系统课 程设计 文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
智能楼宇课程设计说明书题目：某公寓大楼安防系统设计 课程名称：楼宇智能化原 理及工程应用 题目：某公寓大楼安防系统设计 院（系、部、中心）：电力工程学院 专业：建筑电气与智能化 班级：建筑电气111 学生姓名： _ 学号： 同组学生姓名： 设计地点：工程实践中心8-213 起止日期： 2014年06月16日至06月20日 指导教师：周云红
目录 一、课程设计任务书 二、课程设计正文 1、安防监控对象、系统概述 2、安全需求分析 3、公寓安防系统具体设计 1）门禁系统原理及工作过程 2）可视对讲系统原理及工作过程 3）视频监控系统原理 4、系统配置及说明 1）系统配置连接图 2）系统配置说明 5、课程设计心得
[1] 胡木. 中国安防行业现状及发展趋势《安防科技》 [2] 刘希清. 安全防范技术与建筑智能化系统北京:工程设计CAD与智能建筑 [3] 马川鑫. 高校校园综合安防系统的设计与研究西安建筑科技大学硕士论文 [4] 黄与群. 中国智能建筑的需求分析《工程建设与设计》1998年第6期 [5] 秦兆海. 智能楼宇安全防范系统[M] 北京：清华大学出版社 [6] 于滔. 能建筑中安全防范系统设计与实现南京交通大学研究生学士论文 [7] 黎连业. 智能大厦智能小区基础教程[M] 北京：科学出版社 [8] 陈龙. 电视监控与安全防范系统[M].北京：科学出版社. [9] . 智能楼宇安防系统工程设计[J]. ，2001年10卷3期. [10]王芳. [D].大连理工大学,2003. 5．课程设计进度安排 起止日期工作内容 2014 2014 2014 2014 2014 布置设计任务，熟悉课题；查阅资料，了解安防监控方案 设计安防监控系统总体方案； 设计安防监控系统原理图； 撰写设计说明； 检查与答辩
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
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
智能楼宇安防监控系统 0 总论及概述 伴随着当今城市现代化建设的发展，建筑的智能化，特别是公用建筑的智能化系统包含了越来越多的内容，建筑智能化系统以建筑为平台配置各种功能系统，为人们提供一个投资合理、高效、舒适、便利的环境空间，以适应当前现代建筑的需要。现代化的商务大厦是以高度的智能化为其主要功能目标的，而楼宇自动化系统是现代楼宇智能化的体现。 1）智能化楼宇的定义 什么样的建筑才算是智能化楼宇？目前世界上的对楼宇智能化的提法很多，欧洲、美国、日本、新加坡及国际智能工程学会的提法各有不同，其中，日本的国情与中国较为相近，其提法可以参考，日本电机工业协会楼宇智能化分会把智能化楼宇定义为：综合计算机、信息通信等方面的最先进技术，使建筑物内的电力、空调、照明、防灾、防盗、运输设备等协调工作，实现建筑物自动化（BA）、通信自动化（CA）、办公自动化（OA）、安全保卫自动化系统（SAS）和消防自动化系统（FAS），将这5种功能结合起来的建筑，外加结构化综合布线系统（SCS），结构化综合网络系统（SNS），智能楼宇综合信息管理自动化系统（MAS）组成，就是智能化楼宇。 2）智能楼宇安防监控系统概述 安防监控系统是智能楼宇必不可少的部分，它为大厦提供了安全监视、侵入报警、出入门控制管理。安防监视系统采用微机控制矩阵系统，集中完成视频切换控制、水平、俯仰、变焦控制及自备检测功能。系统可设分控键盘便于管理。安防监视系统技术主要表现为：侵入报警系统通过各类传感器，如主动红外探测器、被动红外探测器、红外微波双鉴探测器、玻璃破碎传感器、振动传感器，以及各类手动、脚动开关等，可获得大厦的主要通道、出入口、重要部位及周边的情况，以利防范工作。出入门控制系统是对出进门的人员进行识别和选择，即所有人员的出入都得到监控。系统识别人员的身份后，根据所储存的数据决定是否允许其出入。每一项出入都作为一个事件记录存储，根据需要这些数据可以有选择的输出。整个防范系统组成一个有机的整体，当侵入报警或出入门非授权侵入时，在中央监控室接到有关报警信息，通过信息交换，安全监视系统打开报警地点附近的摄像机，并切换到指定监视器上监视，同时打开视频录像机自动记录现场情况，以便查询使用。 3）智能楼宇安防监控系统设计原则 智能楼宇安防监控系统设计主要遵循以下原则：应用成熟、先进实用、可靠稳定、升级维护、符合要求。
视频安防监控系统 一、单项选择题 1.以下设备不属于前端设备的是（ C ）。 A.摄像机 B.解码器 C.控制器 D.云台 2.以下设备中，使多个图像信号分割显示于同一监视器上的是（ B ）。 Ａ.控制器Ｂ.切换器Ｃ.画面处理器Ｄ.录像机 3.闭路监控系统的英文缩写是（ C ）。 A.CATV B.CSTV https://www.doczj.com/doc/b11395654.html,TV D.GPS 4.下列属于闭路监控系统中的控制设备的是（ B ）。 A.摄像机 B.视频分配器 C.监视器 D.云台 5.闭路监控系统中，我国的扫描方式为（ A ）。 A.PAL https://www.doczj.com/doc/b11395654.html,D C.NTSC D.SECAM 6.下列摄像机原则上可以零照度拍摄是（ D ）。 A.普通型 B.月光型 C.星光型 D.红外照明型 7.下列哪类镜头可以非常接近被拍摄物体进行聚焦镜头，影像和真实大小相同（ D ）。 A.针孔镜头 B.棱镜镜头 C.鱼目镜头 D.微距镜头 8.在电视监控系统中，用少量的监视器看多个摄像机，能实现按一定的时序把摄像机的信号分配给特定的监视器的设备是（ A ）。 A.视频信号切换器 B.视频信号分配器 C.视频放大器 D.画面分割器 9.在闭路监控系统中，如果采用同轴电缆传输，连接头称为（ B ）。 A.水晶头 B.BNC头 C.ST D.LIU 10.在闭路监控系统中，如果采用SYV75-5-1的同轴电缆， 75表示（ C ）意思。 A.75安培 B.75伏 C.75欧姆 D.75米 11.摄像机宜安装于监视目标附近且不易受到外界损伤的地方。室外安装高度以（ D ）为准。 A.1-2米 B.2.5-5米 C.2-6米 D.3.5-10米 12.在闭路监控系统中，摄像机的地址要与（ B ）地址一致。 A.云台 B.解码器 C.矩阵 D.画面分割器 13.按有关规定，电视监控系统安装、施工完毕，试运行（ A ）后，便可以组织验收。 A.一个月 B.两个月 C.三个月 D.半个月 14.在闭路监控系统中，当各种设备单体调试完毕，就可以进行系统调试，当各项技术指标都达到设计要求时，系统经过（ B ）连续运行无事故后，就可申请让系统全面进入试运行。 A.12H B.24H C.36H D.一个月 15.电梯轿厢内的摄像机应安装于轿厢的顶部角上，摄像机的光轴与电梯轿厢的两个面壁 成角，并且与轿厢顶棚成俯角为适宜。（ C ）
课程设计 设计题目：基于单片机的火灾报警器设计
课程设计任务书 专业：电子信息工程学号:4091426 学生姓名（签名）： 设计题目：基于单片机的火灾报警器设计 一、设计实验条件 微机实验室 二、设计任务及要求 1.根据题目要求进行资料收集及监测方案设计； 2.主要功能要求：（1）实时检测至多8个监测点的环境温度、烟雾浓度等因素变化， 以判断是否出现火警；（2）判定某监控点出现火警时进行声光报警，并显示此监控点编号；（3）能手动报警和取消报警；（4）能手动进行系统检测；（5）监控点数目可以通过键盘设置。 3.撰写课程设计说明书； 三、设计报告的内容 1.设计题目与设计任务（设计任务书） 2.前言（绪论）(设计的目的、意义等) 3.设计主体（各部分设计内容、分析、结论等） 4.结束语（设计的收获、体会等） 5.参考资料 四、设计时间与安排 1、设计时间：2周 2、设计时间安排： 熟悉实验设备、收集资料： 2 天 设计图纸、实验、计算、程序编写调试：9天 编写课程设计报告：2天 答辩：1天
目录 1 绪论 (1) 1.1 课题研究的背景和意义 (1) 1.2 国内外的研究现状 (2) 1.3 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火灾产生原理及过程 (4) 2.2系统总体方案设计 (6) 2.2.1 系统硬件总体构架 (6) 2.2.2 系统软件总体构架 (6) 2.3系统主要器件的选择 (8) 2.3.1 火灾探测器的选择 (8) 2.3.2 单片机的选择 (15) 3 火灾自动报警系统硬件设计 (16) 3.1 复位电路与晶振电路 (16) 3.1.1晶振电路 (16) 3.1.2 复位电路 (16) 3.2 传感器信息采集电路 (17) 3.3 声光报警显示电路 (18) 3.4 系统控制电路 (19) 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 (21) 4.2.1数据采集子程序 (22) 4.2.2火灾判断/报警子程序 (23) 4.2.3控制系统子程序 (25) 5 总结 (26) 5.1 总结 (26)
毕业设计（论文）任务书 专业电子信息工程班级中韩电子072姓名余涌 一、课题名称：单片机火灾报警电路设计 二、主要技术指标： (1) 传感器类型：半导体电阻式 (2) 检测范围：0~100%LEL (3) 报警准确度:：±5%LEL (4) 报警点设置：达到20%LEL开始报警 (5) 报警器工作方式：现场固定安装，自然扩散进行采样，长年连续运行 (6) 工作环境温度：检测器-50°C~50°C；报警器0°C~500°C (7) 工作环境湿度：≤85%RH (8) 报警方式：烟雾泄漏声光报警、自诊断故障报警 (9) 指示方式：数字显示，可显示被测烟雾LEL%及设定报警限值 (10)响应时间：≤30S (11) 输出信号：可输出与烟雾浓度对应的0~5V DC标准信号 (11) 工作电压：AC220V±15%，50±lHz (12)具备快速重复检测和延时报警功能，可区别烟雾的泄漏和短时间的微量散失，防止误报。 毕业设计（论文）开题报告
目录 【摘要】222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222229 【关键词】2222222222222222222222222222222222222222222222222222222222229 第一章绪论222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222210 1．1 概述2222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222210 1．2 火灾报警器的发展趋势222222222222222222222222222222222222222222222222222211 1. 3 火灾报警器的现状及特点2222222222222222222222222222222222222222222222222211 第二章烟雾检测报警器的方案设计2222222222222222222222222222222222222222211 2. 1 烟雾检测报警器设计思路222222222222222222222222222222222222222222222222211 2. 2 烟雾传感器的选型222222222222222222222222222222222222222222222222222222212 2. 2.1 烟雾传感器介绍2222222222222222222222222222222222222222222222222222213 2. 2.2 烟雾传感器的选定222222222222222222222222222222222222222222222222222214 2. 3 烟雾检测报警器整体设计方案22222222222222222222222222222222222222222222215 2. 3.1 烟雾检测报警器工作原理222222222222222222222222222222222222222222222215 2. 3.2 烟雾检测报警器的结构22222222222222222222222222222222222222222222222216 2. 3.3 烟雾检测报警器的功能22222222222222222222222222222222222222222222222216第三章烟雾检测报警器的硬件设计22222222222222222222222222222222222222217 3. 1单片机的选型222222222222222222222222222222222222222222222222222217 3．1．1 单片机的选择22222222222222222222222222222222222222222222217 3. 2 烟雾检测报警器硬件电路设计222222222222222222222222222222222218 3. 2. 1 信号采集及前置放大电路2222222222222222222222222222222222219 3. 2. 2 声音报警电路22222222222222222222222222222222222222222222220 3. 2. 3 数码管显示电路222222222222222222222222222222222222222222221 3. 2. 4 状态指示灯及控制键电路2222222222222222222222222222222222222 3. 2. 5 报警器故障自诊断电路222222222222222222222222222222222222223 第四章烟雾检测报警器的软件设计22222222222222222222222222222222222222224 4. 1 STC12系列单片机调试及开发工具222222222222222224 4. 2 烟雾检测报警器软件流程及设计2222222222222222224 4. 2.1 主程序设计及流程图22222222222222222222224 4. 2.2 主程序初始化流程图22222222222222222222225 4. 2.3 中位值平均滤波法数字滤波子程序设计及流程 图2222222222222222227 4. 2.4 插值法线性化处理子程序设计及流程图222222222222222222222222228 4. 2.5 报警子程序设计及流程图222222222222222222222222222222222222230 4. 2.6 控制按键设计子程序及流程图22222222222222222222222222222222231 第五章实验检定及误差分析22222222222222222222222222222222222222222222233 5. 1 烟雾检测报警器检定2222222222222222222222222222222222222222222 33 5. 1.1 爆炸下限(LEL)概念介绍22222222222222222222222222222222222222 34 5. 1.2实验数据分析22222222222222222222222222222222222222222222222235 5. 2 实验误差分析222222222222222222222222222222222222222222222222236 第六章结束语222222222222222222222222222222222222222222222222222222237 第七章答谢词222222222222222222222222222222222222222222222222222222238参考文献22222222222222222222222222222222222222222222222222222222222239