1、專專 業(yè)：業(yè)：1010電氣工程及自動化級二班電氣工程及自動化級二班 院院 （系）：機(jī)電工程學(xué)院（系）：機(jī)電工程學(xué)院姓姓 名：張名：張* *指導(dǎo)教師：蘇指導(dǎo)教師：蘇* * 基于單片機(jī)的火災(zāi)報警器設(shè)計基于單片機(jī)的火災(zāi)報警器設(shè)計 1.設(shè)計要求及方案1.1 1.1 設(shè)計目的與基本要求設(shè)計目的與基本要求 本設(shè)計以AT89C51單片機(jī)為硬件核心實現(xiàn)火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計。選用煙霧傳感器MQ-2實現(xiàn)煙霧的檢測；采用溫度傳感器AD590實現(xiàn)溫度的檢測；使用模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0809對MQ-2采集的模擬信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，以便單片機(jī)處理，能對周圍環(huán)境的溫度及煙霧的突變進(jìn)行報警。 。因此該火災(zāi)報警系統(tǒng)能有效地防止和減

2、少火災(zāi)危害，為社會發(fā)展提供安全保障，其完成對保護(hù)人身安全和財產(chǎn)安全具有現(xiàn)實意義。 通過這個設(shè)計提高自己對單片機(jī)的使用能力，了解和掌握溫度傳感器和煙霧傳感器的使用，鞏固自己在大學(xué)所學(xué)知識，增強(qiáng)自己的實際操作能力。1.2 1.2 主要應(yīng)用方向與設(shè)計構(gòu)思主要應(yīng)用方向與設(shè)計構(gòu)思 本設(shè)計主要用于居民住宅區(qū)、機(jī)房、辦公室等小型防火單位，是為人們提供的一種簡單的、廉價實用的火災(zāi)自動報警裝置。 火災(zāi)報警器檢測傳感器的火災(zāi)信息，利用智能的算法識別對火災(zāi)的監(jiān)控，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，報警器檢測到火災(zāi)信號后，除了在火災(zāi)現(xiàn)場產(chǎn)生光、聲報警信號外，還需要自動撥號通知單位有關(guān)人員，并及時通報消防中心。 2 系統(tǒng)硬件組成和基本工作

3、原理2.1 2.1 系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)工作原理 本設(shè)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(zāi)信息，減少誤報；主控單片機(jī)實現(xiàn)對火災(zāi)情況進(jìn)行實時、準(zhǔn)確、快速的控制；報警模塊可以完成火災(zāi)報警和顯示相關(guān)信息功能。報警器將接收到火警信號后經(jīng)分析處理發(fā)出報警信號，警示消防控制中心的值班人員，并在屏幕上顯示出火災(zāi)的位置。系統(tǒng)工作原理框圖系統(tǒng)工作原理框圖傳感器放大電路A /D轉(zhuǎn)換單片機(jī)AT89C51串口通信狀態(tài)指示燈聲音報警 按鍵2.2 控制器模塊設(shè)計控制器模塊設(shè)計 在自動火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計中，單片機(jī)是其核心部件。單片機(jī)一方面要接收來自傳感器送來的感應(yīng)信號和故障檢測信

4、號，另一方面要對不同信號分別進(jìn)行處理，控制后續(xù)電路的相應(yīng)工作，同時還要查詢是否有按鍵按下的請求。如今市面上比較普遍的單片機(jī)主要是89C51系列。89C51單片機(jī)應(yīng)用普遍，工具多，易上手，片源廣，價格低，編程靈活，控制簡單，很適合所要制作的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。 AT89C51引腳圖引腳圖 ADC0809ADC0809芯片芯片 ：在火災(zāi)報警器系統(tǒng)設(shè)計中，由于C51單片機(jī)只能處理數(shù)字量，而煙霧傳感器采集到的信號是模擬信號，所以要加入A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0809芯片。8 路模擬量開關(guān)地址所存與譯碼器8 路A/D轉(zhuǎn)換器IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6ABCA LEST三態(tài)輸出鎖存器CLKVREF

5、+ VREF- OEEOCD0D1D2D3D4D5D6D7A/D內(nèi)部邏輯框圖2.3 2.3 傳感器模塊設(shè)計傳感器模塊設(shè)計 本設(shè)計選用煙霧傳感器MQ-2實現(xiàn)煙霧的檢測；采用溫度傳感器AD590實現(xiàn)溫度的檢測，并將數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī)進(jìn)行處理，實現(xiàn)周圍環(huán)境實時的監(jiān)測。氣體采集模塊氣體采集模塊 MQ-2傳感器輸出信號一般比較微弱，需要經(jīng)過前置電路對其進(jìn)行放大、濾波、電平調(diào)整，滿足單片機(jī)對輸入信號的要求。本系統(tǒng)采用的MQ-2半導(dǎo)體煙霧傳感器屬于電阻型，因此只需串聯(lián)一個參考電阻，再經(jīng)過一個放大電路即可發(fā)送給ADC采集。常見的運(yùn)算放大器中，LM358價格低廉、使用簡單等優(yōu)點(diǎn)比較突出，所以本設(shè)計中的前置放大電路

6、采用LM358作為電路的運(yùn)算放大器。 MQ-2型傳感器的外觀型傳感器的外觀 MQ-2型傳感器的結(jié)構(gòu)圖型傳感器的結(jié)構(gòu)圖 氣體采集電路圖氣體采集電路圖 信號經(jīng)由LM358運(yùn)算放大器放大后進(jìn)入ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，ADC0809可以將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后再將數(shù)字信號傳送給單片機(jī)處理。 溫度傳感器模塊溫度傳感器模塊 AD590是美國Analog Devices公司生產(chǎn)的一種電流型二端溫度傳感器。AD590是電流型溫度傳感器 ，只需要單電源工作，輸出的是電流而不是電壓，因此，抗干擾能力強(qiáng)，要求的功率很低（1.5mV/+5V/+25）。+5VAD590W+VT圖3.2.2-4 AD59

7、0的應(yīng)用電路3 3 主程序流程主程序流程 本論文中，軟件解決的主要問題是檢測溫度傳感器和氣體傳感器的溫度信號和氣體信號，然后對信號進(jìn)行顯示和判斷，在超出預(yù)設(shè)報警值時候發(fā)出報警。為了降低誤報率，系統(tǒng)采用了多次采集、多次判斷的方法。每次數(shù)據(jù)采集后根據(jù)得到的數(shù)據(jù)對現(xiàn)場情況進(jìn)行判斷：00H表示正常、01H表示異常、02H表示火災(zāi)；然后綜合多次判斷結(jié)果做出最終的火情判斷。 檢查周期讀入煙、 溫 感信號周期轉(zhuǎn)換是否異常？邏輯判斷異常報警故障報警 單片機(jī)系統(tǒng)主程序流程圖NYY是否故障YNN異常數(shù)=2初始化火災(zāi)報警單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計局部電路圖 總總 結(jié)結(jié) 該系統(tǒng)的試制成功，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和推廣應(yīng)用價值。通過項目可以開拓眼界，增進(jìn)求實創(chuàng)新的能力，培養(yǎng)敢于思考，積極動手的行為習(xí)慣，并且最終達(dá)到完成用于火災(zāi)報警系統(tǒng)