基于單片機的智能火災警報系統畢業論文(已修改)

　

【正文】 51畢業設計（論文）說明書摘 要科學技術的飛速發展與進步給人們的生活帶來了前所未有的便利，如電力技術的迅猛發展與應用，合成材料的誕生，新能源的不斷涌現，自動化程度的不斷提高等等，使人們的衣食住行條件得到了極大的改善。然而其負面的作用也隨之凸顯出來，如液化石油氣，各種電子產品，易燃裝飾材料等我們身邊經常接觸到的一些普通生活用品，為火災的發生埋下了巨大的隱患，人們在享受科技帶來的便利之外無時不在受到潛在的火災的威脅。所謂水火無情，為了避免火災以及減少火災造成的損失，讓人們的生活更加安寧，殘酷的現實以及觸目驚心的教訓要求我們必須設計和完善火災自動報警系統，提高火災的預警與早期處理水平，將火災消滅在萌芽狀態，最大限度地減少社會財富的損失。基于此，本文從生活中的實際情況著手，設計了一種適用于多種公共場所的基于單片機的火災智能報警系統。該火災報警系統是以AT89C51單片機作為控制中心，接受、處理火災探測器輸出的煙霧濃度信號、溫度信號，并進行聲光報警。它通過不斷的向現場發射巡檢信號來監視現場的溫度、煙霧濃度等，并不斷反饋給報警控制器，控制器將接到的信號與內存的正常整定值比較、判斷確定是否有火災的發生。當現場煙霧或者溫度發生異常，或者發生火災時，可實現聲光報警、煙霧濃度、溫度報警限設置、故障自診斷、延時報警等，是一種結構簡單、性能穩定、使用方便、價格低廉、智能化的煙霧傳感器，具有一定的實用價值。關鍵詞：AT89C51單片機，智能報警，傳感器，控制器AbstractThe rapid development and progress of science and technology has brought unprecedented convenience to people39。s life,as the rapid development of electric technology and application of posite materials, the constantly emerging of the new energy, the constant improvement of the degree of automation, etc. make people39。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 huge hidden trouble for the beginning of the fire, people enjoying the convenience from technology constantly under the threat of potential fire. Socalled water ruthless, in order to avoid fire and reduce fire losses, make people39。s life more peaceful, the harsh reality and shocking lesson requires us to design and improve the automatic fire alarm system and improve the level of fire early warning and handling, which will make a fire in the bud, to minimize the loss of wealth of 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 microputer. 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 pared with the normal setting value of the memory and judgment whether there is a fire happening. When 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 selfdiagnosis, delayed alarm, 39。s a kind of intelligent smoke sensor,which has certain practical value ,with the simple structure, stable performance, convenient using, low costing, and so on.Keywords: AT89C51 single chip microputer, Intelligent alarm, Sensor, Controller目 錄1 緒論 1 選題的背景及意義 1 國內外發展狀況和現狀 1 火災報警系統發展歷程 1 國內外火災報警系統的發展現狀 2 火災顯示盤控制器軟件設計的研究內容2 火災報警系統及其整體方案設計 4 火災發生時的特點 4 5 本系統的總體方案設計 6 本設計的研究范圍 6 系統的硬件總體結構 7 系統軟件總體結構 83 系統的硬件選擇與設計 9 主要芯片的選擇 9 單片機的選擇 9 模數轉換芯片的選擇 10 傳感器的選擇 13 13 溫度探測器的選定 14 煙霧傳感器的選擇 16 各電路模塊的設計 19 19 A/D轉換電路 20 煙霧信號調理電路 22 光報警電路 23 聲報警電路 23 報警器故障自診斷 234 火災報警系統的軟件設計 24 軟件開發環境 24 火災報警系統程序設計 24 24 主程序初始化流程圖 25 25 火災判斷與報警程序 26 濾波子程序 275功能仿真驗證分析 29 29 Protues仿真原理圖 296 總結與展望 30 總結 30 展望 31致 謝 32參考文獻 33附 錄 341 緒論 選題的背景及意義火災早已成為我國常發性和破壞性以及影響力最強的災害之一。隨著經濟和城市建設的快速發展，城市高層、地下建筑以及大型綜合性建筑日益增多，火災隱患也大大增加，火災發生的數量及其造成的損失呈逐年上升趨勢。眾所周知，火災不但危害性大，而且還是發生概率極為頻繁、極具毀滅性的災害之一。此外，觸發火災發生的隱患多，一旦起火則會迅猛發展，危險性大。在我們國家，火災發生的頻率越來越高，特大火災事故不斷，據公安部消防局2012年12月10日公布的2011年全國火災24小時分布情況，我們可以發現在人休息的夜間至凌晨期間（即0時至6時），有484人傷亡，%，產生這些后果的重要原因之一是現有的部分火災報警系統未能起到真正的火災預警作用[4]。從過往火災發生的原因調查也表明:1)、人為大意因素造成火災發生更為頻繁，人員傷亡、財產損失也更為重大。2)、雖然國家不斷加強消防安全的教育，也取得了一定的成果，但很多民宅、娛樂場所等未能按要求安裝火災自動報警系統，不能實時、不間斷地監控可能發生的火災。3)、排除觸發火的災因素外，造成火災巨大損失的另一原因就是部分己投入使用的火災報警系統的不穩定、報警不實時等缺點使得火災發生時不能及時報警，導致傷亡慘重。由此不難發現，要盡量避免樓宇住宅火災、確保樓宇消防安全，除了要加強公民的消防意識教育外，還應該配備一套具有良好的穩定性、可靠性和實時性的火災自動報警系統。這樣的系統能連續不間斷監控可能的火災信息，能把火災發生的可能性在早期階段就給予消除或者及時報警，將火災導致的財產損失降到最低點，控制人員傷亡到最小的范圍內[8]。本論文研究基于AT89c51單片機作為轉換器核心的火災顯示盤控制器，是火災報警器的一種，其作為火災自動報警系統的重要組成部分，在工業與民用建筑中的應用越來越廣泛，對保障人民的生命財產安全起著重要的作用。研發火災報警顯示盤控制器就是要能夠完成發現早期火災隱患，以便控制和撲滅火災，減少損失，保障生命安全的功能。火災探測器主要分為感煙探測器、感溫探測器和光輻射探測器三大類。本設計中可按照功能分為探測器模塊、控制器模塊和報警模塊三部分，探測器模塊能夠有效識別火災信息，減少誤報；主控單片機實現對火災情況進行實時、準確、快速的控制；報警模塊可以完成火災報警和顯示相關信息功能。因此該火災報警顯示盤控制器能有效地防止和減少火災危害，為社會發展提供安全保障，其完成對保護人身安全和財產安全具有現實意義。 國內外發展狀況和現狀 火災報警系統發展歷程火災報警系統的發展也是經歷了由單一品種發展成現在樣式多樣化的過程，由以前誤報率較高、安裝復雜和監測范圍較窄變成現在測量較精準、安裝簡單、監測范圍廣等從發展過程來看，大體上可分為以下幾個階段：第一階段，從19世紀40年代至20世紀40年代，火災報警系統處于發展的初級階段，采用的探測器主要是感溫式的探測器，它通過采集溫度信號，然后判定是否超出設定的閡值，從而判斷是否有火災發生。這一階段，火災報警系統簡單，僅靠單一的溫度參量進行火災判斷。但是它易受環境中其他干擾源的影響，靈敏度低，響應速度慢，無法判斷陰燃火災，也無法滿足智能化火災報警系統的要求。第二階段，20世紀40年代末，瑞士物理學家 Emst Meili研究的離子感煙探測器推出以后，引起了人們對離子感煙探測器的重視，隨后感煙探測器得到廣泛應用，并逐漸占據了絕大部分市場，迫使感溫式探測器退居其次；到70年代末，光電式感煙探測器在光電技術的基礎上發展起來，并很快得到大力發展，它的使用壽命長，抗干擾能力強，沒有離子感煙探測器的放射性問題。在這一階段，火災報警系統普遍采用多線制布局方式，布線、調試、系統可靠性是系統發展的瓶頸。第三階段，20世紀80年代初期，總線型火災報警系統開始興起，在火災報警領域中邁出了一大步，并得到了較普遍的應用。它使得布線工作量顯著減少，安裝調試更加容易，更能精確報警定位。但是這一時期的火災報警系統的智能化水平不高，采用有線連接對工程要求高。第四階段，從20世紀80年代中后期開始，隨著計算機技術、控制技術、集成電路技術、傳感器技術及智能技術的快速發展，火災自動報警系統步入智能化時代，智能化火災報警系統迅速發展起來，各種智能型的火災自動報警系統相繼出現。模擬量可尋址技術的應用使得火災報警系統的安全性、精準性和智能性有了很大提高，在火災自動報警系統發展史上具有里程碑的意義。 國內外火災報警系統的發展現狀隨著科學技術的發展，新的高科技成果不斷被應用到火災報警系統，特別是近十幾年的發展，先進的智能型火災報警系統，依靠其高靈敏度、低誤報率、安裝簡便靈活、便于集中監控等優點，目前在國外得到了廣泛應用。這種系統的代表產品有如澳大利亞GO－DEX －DEX型空氣采樣式感煙火災智能報警系統，澳大利亞維信防火與保安有限公司（Vision Fire amp。Security）生產的VESDA產品等，其中維信公司的VESDA 產品是最具有代表性的產品。該系統是全世界空氣采樣早期智能報警系統領域的領導者，%obs/m，以其安裝簡便靈活，高可靠、高效率、低誤報率的極早期探測智能報警性能，驚鳴世界、譽滿全球，現在，VESDA已經發展到第三代技術，已經有超過20多萬臺VESDA的探測器被廣泛應用在電信行業在內的各種復雜的應用場所，時刻為用戶進行著先進可靠的火災早期探測報警。目前，國內一些企業也已經瞄準早期智能報警系統的市場，開始研制一些早期智能報警系統的雛形產品。比如南京消防集團有限公司研制生產的超早期感煙火災智能報警系統：SH97300 高靈敏度激光吸氣式感煙火災探測報警系統。，比普通早期報警的感煙探測器靈敏度高100 倍以上，且同樣具有安裝靈活簡便、能夠智能報警等。該系統被廣泛應用于重要場所火災報警，如各單位大樓的計算機房、資料室、圖書館等。但是由于國內的火災報警系統較多的是進口產品或是靠引進技術，其系統的靈敏度、對環境變化的自適應能力、探測濃度范圍、以及節電設計方面還有待進一步研究提高，在應用到市場之前還有很多問題需要解決。毫無質疑的是未來先進的火災早期