基于單片機的火災報警系統設計與仿真-資料下載頁

【導讀】探測器通過對火災發出的物理、化學現象——燃燒氣體、煙霧粒子、溫度的探測，這是一種結構簡單、使用方便、價格低廉、智能化的報警器系統，具有一定實用價值。

　　

【正文】 1 采集溫 度信號 接受溫 度數據 延時 200ms 采集煙 霧信號 接受煙 霧數據 圖 42 數據采集流程 開始 返回 何凡：基于單片機的火災報警系統設計 30 火災判斷與報警程序 火災報警數據處理方 法 固定門限檢測法是使用最早，且應用最廣泛的火災探測方法，優點是計算量小且易于 實現，其原理是根據火災探測器的信號幅值作為火災報警的依據，并與固定的閾值進行比較 ， 當信號幅值超過報警閾值時，則發出報警，否則解除報警 [12]。 火災報警系統中使用的是溫度傳感器 AD590 和煙霧傳感器 TGS202，煙霧傳感器輸出電壓 v 與煙霧濃度 p 關系為： v=+，溫度傳感器使用的靈敏度是 V/℃ 。在本設計中報警溫度設為 57℃ ，煙霧報警濃度設為 ％ 英尺 （參照市面銷售的火災報警器溫度煙霧的報警臨界值）。經過換算可得出溫度煙霧傳感器輸出火災報警臨界電壓值為： = 臨 ， V 溫度 =17V 火災判斷與報警 系統 對溫度和煙霧進行了兩次數據采集與判斷 ，每次信號 采集后根據得到的數據 與設定的閾值比較，當 溫度≥ 57℃，溫度異常，置寄存器變量 w 為 1，否則為 0； 當 煙霧濃度≥ ％，煙霧濃度異常，置 寄存器變量 s 為 1，否則為 0。 綜合兩次溫度煙霧信號的采集，根據溫度和煙霧的寄存器變量 w 和 s 的狀態， 判斷現場情況 ： 2 個寄存器變量 均為 0，表示情況正常； 2 個中僅有 1 個為 1，表示情況異常； 2 個均為 1，表示有火災發生。 系統對現場進行報警判斷后，間隔 20s 后（ 通過系統的延時程序實現），再一次采集現場的溫度煙霧信號進行判斷，即每一次語音報警持續 20s，直到系統做出下一次判斷結果。 當系統狀態為 00 時，表示正常， 80C51 的 口變成低電平，綠燈亮。 當系統狀態為 01 或 10 時，表示異常， 口變為低電平 ，紅燈亮，蜂鳴器報警。 當系統狀態為 11 時，表示發生火災， 口變為低電平 ， 黃 燈亮，蜂鳴器報警。 四川理工學院本科畢業設計（論文） 31 系統仿真 本系統采用單片機常用的仿真軟件 Proteus 進行仿真， Proteus 的 ADC0809 是不能仿真的所以在此借用 ADC0808 來代替。 由于此軟 件 也 沒有溫度傳感器和煙霧傳感器， 所以在此用可調電位器進行仿真 來分別代替溫度傳感器和煙霧傳感器 。IN1 和 IN0 分別接煙霧探測和溫度探測， 將 煙霧的臨界值為 ，溫度的臨界值為 并且以 及 47℃ 為報警值 ， 通過滑動電位器來改變輸入值的大小 。 P0P2口則分別接的是報警指示燈，分別代表當前情況正常、異常、火災。 P3 口接的是數碼管輸入信號， 接的是數碼管的位 控制，數碼管顯示的是溫度的電壓值。 口則是接的報警輸出信號。 仿真結果如下： 何凡：基于單片機的火災報警系統設計 32 圖 42 表示的是現 場情況正常 ，此時的溫度煙霧值都分別低于臨界的電壓值。 圖 42 現場情況正常 四川理工學院本科畢業設計（論文） 33 圖 43 表示的是現場 溫度異常，此時的溫度高于臨界的電壓值，煙霧正常。 圖 43 溫度異常 何凡：基于單片機的火災報警系統設計 34 圖 44 表示的是現場 火災，此時的溫度煙霧高于臨界的電壓值。 圖 44 溫度煙霧超臨界值 四川理工學院本科畢業設計（論文） 35 第 5 章 結束語 本文設計了一種單片機 AT89C51 的火災自動報警系統，系 統安全，簡易，誤報率低。操作方便，成低。本系統使用的傳感器使系統的靈敏度高、響應時間短，在火災放生較早時期就能準確的報警。系統使用了 8 位 A/C 轉換芯片 AC0809，以通用 AT89C51 作為系統的控制器。系統采集溫度煙霧信號，采用多次采集，多次判斷的方法減少誤報率。 在系統軟件設計方面，采用了模塊化程序設計方，系統各模塊的具體功能都是通過了子程序調用實現。即使得程序結構清晰，又便于以后進一步擴展其功能，也便于系統維護。 但其中也遇到一些問題，例如在數據采集時程序上編寫的問題 ，但通過各方資料順利解決， 通過這次設計 ，更加深入的理解和掌握了這方面的知識，對本專業的認識也更加深入，使自己對本專業更加的熱愛，對本科階段四年的學習做了進一步的總結，更加明確了自己學習的目標和方向。在設計過程中，自己也學到了許多新的知識，有很多感悟和體驗心得。而且，對工程設計的流程和步驟有了清晰的認識，為自己日后的學習和研究打下了堅實的基礎。 何凡：基于單片機的火災報警系統設計 36 致謝 在這次設計中，得到了指導范燾老師的悉心指導，老師 在論文的設計過程中提出了許多寶貴的合理建議，幫助解決畢業設計中遇到的許多問題，還不斷向我傳授分析問題和解決問題的辦 法，并指出了正確的努力方向，使得論文不斷完善。在這里非常感謝 范 老師的指導和幫助，并致以誠摯的謝意！ 同時，論文的順利完成，離不開同學和朋友的關心和幫助。在整個的論文寫作中，各位同學和朋友積極幫助我查資料，提供有利于論文寫作的建議和意見，在他們的幫助下，我最終完了整個論文。在此一并感謝！ 短暫的四年大學生活即將過去，太多的事讓人難以忘懷， 恩 情 似海，永生難忘！衷心祝愿各位老師身體健康，工作順利，生活幸福美滿！ 祝朋友們心想事成，美夢成真。 四川理工學院本科畢業設計（論文） 37 參考文獻 [1] 火災概述 [EB/OL]. [2] ,A .Coping. A simulation model for studying the implementation of performancebased fire safety design in buildings [J].Automations in Construction， 1998， 17(7): 852 863. [3] ,. Intelligent building research a review [J].Automation in Construction,2020,14(l):143159. [4] 于智洋 .淺析智能建筑中火災自動報警系統的設計 [J].江漢石油科技 ,2020,2： 62 64. [5] 王釗 .智能型 火災報警系統的設計與研究 [D].西安理工大學 ,2020. [6] 雍靜 ,李北 海 ,楊岳 .建筑智能化技術 [M].北京 ： 科學出版社 ,2020. [7] 王殊 ,竇征 .火災探測及其信號處理 [M].武漢 ： 華中理工大學出版社 .1998. [8] 嚴志峰等 .火災自動 報警系統設計中值得注意的幾個問題 [J].低壓電器 .： 32 35 [9] 黃鳳娟 .單片機火災報警系統的設計 [J]. 安徽電子信息職業技術學院學 .： 11 12. [10] 劉振全 .集成溫度傳感器 AD590 及應用 [J].傳感器世界 .： 3536. [11] 魏鋒 .論火災報警系統的應用及發展 [J].科學之友 .： 11 12. [12] 丁璐 ,李春華 ,楊戍 .火災探測技術的分析 [J].煤礦現代化 .2020(4)： 2931. [13] 范維澄 .中國火災科學基礎研究概況 [J].火災科學 ,： 5762. [14] 繆順兵 ,熊光明 ,李永萍 ,魯霞 .自動火災報警系統設計與研究 [J].裝備制造技術 .： 90 92. [15] 魏鋒 .論火災報警系統的應用及發展 [J].科學之友 .： 1112. [16] 吳龍標，袁宏永 .火災探測與控制工程 [M].合肥：中國科學技術大學出版社， ： 120. 何凡：基于單片機的火災報警系統設計 38 附錄 附錄 1： 四川理工學院本科畢業設計（論文） 39 附錄 2： 程序 include define uint unsigned int define uchar unsigned char shuju_caiji()。 fenxi()。 baojing()。 sbit OE = P2^2。 sbit EOC = P2^1。 sbit ST = P2^0。 uchar CLK。 sbit A1=P0^0。 sbit A2=P0^1。 sbit A3=P0^2。 sbit A4=P0^3。 sbit A5=P0^4。 sbit A6=P0^5。 sbit A7=P0^6。 sbit A8=P0^7。 uint w,w1,w2,s,s1,s2,a,b。 uint Tem1,Tem2,Smok1,Smok2,dianyan0,dianyan1。 uchar code LED[]= { 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90 }。 uchar disbuff[4]。 display()。 何凡：基于單片機的火災報警系統設計 40 void delayMS(uchar ms) { uchar a。 while(ms) for(a=0。a120。a)。 } void main() //主函數 // { TMOD = 0x02。 TH0 = 0x14。 TL0 = 0x00。 IE = 0x82。 TR0 =1。 P0=0x06。 while(1) { shuju_caiji()。 Tem1=a。 Smok1=b。 shuju_caiji()。 Tem2=a。 Smok2=b。 dianyan1=a。 if(a=0x3a) dianyan0=(dianyan1*)/255*370*。 else dianyan0=0(dianyan1**50*)*10。 disbuff[0]=dianyan0/1000。 disbuff[1]=dianyan0/100%10。 disbuff[2]=dianyan0/10%10。 四川理工學院本科畢業設計（論文） 41 fenxi()。 baojing()。 display()。 } } //數據采集程序 // shuju_caiji() { ST=1。 P2=0x03。//***************選 0 通道 ST = 0。 ST = 1。 ST = 0。 delayMS(2)。 while(!EOC)。 OE = 1。 a=P1。//***********p1 給數 delayMS(2)。 OE = 0。 delayMS(200)。 ST=1。 P2=0x13。//******選通 1 道 ST = 0。 ST = 1。 ST = 0。 delayMS(2)。 while(!EOC)。 OE = 1。 何凡：基于單片機的火災報警系統設計 42 b=P1。//*************p1 給數 delayMS(2)。 OE = 0。 delayMS(200)。 } display() //顯示 // { if(a0x3a) P3=0xc0。 else P3=0xbf。 A7=1。 delayMS(60)。 A7=0。A6=1。 P3=LED[disbuff[0]]。 delayMS(60)。 A6=0。A5=1。 P3=LED[disbuff[1]]。 P3=P3amp。0x7f。 delayMS(60)。 delayMS(60)。 A5=0。A4=1。 P3=LED[disbuff[2]]。 delayMS(60)。 A4=0。 delayMS(60)。 } fenxi() //數據對比 // { if(Tem10xBD) w1=1。 四川理工學院本科畢業設計（論文） 43 else w1=0。 if(Tem20xBD) w2=1。 else w2=0。 if(Smok10xF0) s1=1。 else s1=0。 if (Smok20xF0) s2=1。 else s2=0。 } //報警判斷 // baojing()