基于多传感器的智能火灾报警系统设计-精品

本科学生毕业设计基于多传感器的智能火灾报警系统设计院部名称：专业班级：学生姓名：指导教师：李静职称：讲师黑龙江工程学院二○一二年六月The Graduation Design for Bachelor's Degree Design of Intelligence Automatic Fire Alarm Based on MultisenorCandidate：Specialty：Measurement-Control Technologyand InstrumentationClass：Supervisor：Lecturer.LI JingHeilongjiang Institute of Technology2012-06·Harbin摘要基于单片机技术和多传感器技术开发设计了一套火灾自动报警系统。

设计内容包括软件系统和硬件系统。

系统的软件部分包括主程序、按键、温度气体浓度采集、和数码管显示子程序；硬件包括四个部分：单片机最小系统、温度气体浓度检测电路、显示电路和报警电路。

选用最常用的AT89S52单片机作为控制处理器，对所采集的数据进行处理；采用DS18B20数字温度传感器将温度信号直接转换成数字信号，传递给单片机；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浓度的检测；MQ-2型半导体烟雾传感器电路简单，成本低，同时可设置温度报警值，实现声光报警。

CPS3641BR数码管具有灵敏度高、响应快、抗干扰能力强等优点，而且价格低廉，使用寿命长。

该火灾自动报警系统结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉，具有一定的实用价值。

关键词：单片机；温度传感器；烟雾传感器；火灾自动报警；结构简单ABSTRACTWe development and design a set of automatic fire alarm system based on microcontroller technology and sensor technology. This design contain software system and hardware system. The software include main program, key,collecting of temperature gas concentration,subroutine of LED display. Hardware system include microcontroller unit system,detection circuitry of temperature gas concentration, displaying circuits and alarming circuits. This system chose AT89S52 as the control processor and handle with collecting dates. This system chose digital temeperature sensor DS18B20 to transform temperature signal to digital signal and convey it to microcontroller unit. This system chose semiconductor flammable gas sensitive components sensor MQ-2 realize the testing of the density of fog. The circuits of semiconductor smoke sensor MQ-2 are simple and low cost. At the same time it can set panic value and realize audible and visual alarm.Nixie tube CPS3641BR has the merit of high sensitivity,fast response,anti-interference capability. And the price is chip, the lifetime is long. This automatic fire alarm system has a lot of merits such as, simple structure,stable performance,convenient to use, low cost, having practical value and so on.Keywords: Microcontroller Unit; Temperature sensor; Smoke sensor; Automatic fire alarming system; Simple structure目录摘要 (II)Abstract (II)第1章引言 (1)1.1智能火灾报警器设计的目的和意义 (1)1.2 智能火灾报警器的国内外发展情况 (2)1.3 本设计研究的主要内容 (2)第2章多传感器的智能火灾报警系统总体方案设计 (4)2.1系统的基本方案 (4)2.2 主控芯片的选择 (4)2.3传感器的选择 (5)2.3.1温度传感器的选择 (5)2.3.2 烟雾传感器的选择 (5)2.4 ADC芯片选择的论证 (6)2.5 显示电路的选择论证 (6)2.6 整体方案 (7)2.7 本章小结 (7)第3章多传感器的智能火灾报警系统的硬件设计 (9)3.1 AT89S52单片机简介 (9)3.2 AT89S52单片机的最小系统电路及其引脚功能说明 (9)3.3温度采集电路 (11)3.3.1 DS18B20的介绍 (11)3.3.2 温度传感器DS18B20的主要特点 (11)3.3.3 温度传感器DS18B20的引脚图和封装及引脚功能说明 (12)3.3.4 DS18B20供电方式 (12)3.3.5 温度采集模块 (13)3.4 气体浓度采集电路 (13)3.4.1 MQ-2传感器介绍 (13)3.4.2 MQ-2传感器的特性及主要技术指标 (14)3.4.3 气体采集模块 (14)3.5 ADC0832转换器 (15)3.5.1 ADC0832转换器介绍 (15)3.5.2 AD0832转换器各引脚功能 (15)3.6 报警电路设计 (16)3.6.1 蜂鸣器 (16)3.6.2 LED指示灯 (16)3.7 数码管显示电路设计 (16)3.7.1 显示器的工作原理 (16)3.8 按键控制电路设计 (17)3.9本章小结 (17)第4章软件系统设计 (19)4.1 主程序流程图 (19)4.2 串行通讯的实现 (19)4.2.1 串行口控制寄存器SCON的设置 (19)4.2.2 定时器的初始化设置 (20)4.2.3 波特率计算 (21)4.3 主程序初始化流程图 (22)4.4 滤波子程序 (22)4.5 单片机处理子程序 (22)4.6 按键处理子程序 (23)4.7 本章小结 (23)结束语 (25)参考文献 (26)致谢 (28)附录A (29)附录B (30)第1章引言1.1智能火灾报警器设计的目的和意义火灾，是指在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。

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。

人类能够对火进行利用和控制，是文明进步的一个重要标志。

火，给人类带来文明进步、光明和温暖。

但是，失去控制的火，就会给人类造成巨大的灾难。

对于火灾，在我国古代，人们就总结出“防为上，救次之，戒为下”的经验。

随着社会的不断发展，在社会财富日益增多的同时，导致发生火灾的危险性也在增多，火灾的危害性也越来越大。

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不到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。

实践证明，随着社会和经济的发展，消防工作的重要性就越来越突出。

由此，火灾报警器在消防工作就的作用也尤为突出了。

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。

但目前国内厂家多偏重用于大型仓库、商场、高级写字楼、宾馆等场所大型火灾报警系统的研发，他们采用集中区域报警控制方式，其系统复杂、成本较高。

而在居民住宅区、机房、办公室等小型防火单位，需要设置一种单一或区域联网、廉价实用的火灾自动探测报警装置，因此，研制一种结构简单、价格低廉的语音数字联网火灾报警器是非常必要的。

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。

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。

区域报警器能将所在楼层之探测器发出的信号转换为声光报警，并在屏幕上显示出火灾的房间号；同时还能监视若干楼层的集中报警器（如果监视整个大楼的则设于消防控制中心）输出信号或控制自动灭火系统。

集中报警是将接收到的信号以声光方式显示出来，其屏幕上也具体显示出着火的楼层和房间号，机上停走的时钟记录下首次报警时间性，利用本机专用电话，还可迅速发出指示和向消防队报警。

此外，也可以控制有关的灭火系统或将火灾信号传输给消防控制室。

本设计是基于多传感器的智能火灾报警系统，能够在火灾初期，将燃烧的烟雾、热量和光辐射等物理量，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，出现异常情况能够进行报警，起到早期发现火灾和通报火灾的作用。

1.2 智能火灾报警器的国内外发展情况许多年前，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，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，花了好多年时间，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。