基于单片机的火灾报警系统设计

1 下载量 50 浏览量 更新于2024-06-23 1 收藏 683KB DOC 举报
"基于单片机的火灾报警系统设计" 这篇文档主要介绍了一项基于单片机的火灾报警系统的设计,旨在通过学士学位论文的形式阐述其开发过程和原理。作者在论文中详细讨论了系统的设计思路、传感器的选择以及整体设计方案。 首先,论文的开篇部分介绍了火灾报警器的基本情况,包括报警器的概况、发展趋势和当前市场的状态及特点。火灾报警器作为保障生命财产安全的重要设备,随着科技的进步,正朝着智能化、多功能化方向发展。 在方案设计环节,作者重点讨论了烟雾检测报警器的设计。设计思路是利用烟雾传感器来检测环境中的烟雾浓度,当浓度超过预设阈值时触发报警。在烟雾传感器的选型上,作者进行了深入研究,对比分析了几种不同类型的烟雾传感器,最终选择了MQ-2型烟雾传感器。这种传感器能有效探测到烟雾,并具有良好的灵敏度和稳定性。 MQ-2型烟雾传感器的工作原理基于气体传感技术,能够对特定气体如烟雾进行检测,并转换成电信号输出。其特性包括响应速度快、抗干扰能力强,且具备一定的温度补偿功能,确保在不同环境条件下都能准确工作。性能指标包括检测范围、灵敏度、工作电压等,这些都是设计时需要考虑的关键参数。 接着,论文提出了烟雾检测报警器的整体设计方案。报警器的原理图展示了系统的主要组成部分,包括单片机、烟雾传感器、报警模块和其他辅助电路。在这里,作者选用了STC89C52RC单片机,这是一款低功耗、高性能的8位微控制器,具有丰富的I/O接口和内部程序存储空间,适合用于控制报警系统的数据处理和控制逻辑。 STC89C52RC单片机的结构包含了CPU、程序存储器、数据存储器、定时/计数器、中断系统等功能单元,这些使得它能够处理传感器的数据,判断是否触发报警,并控制报警信号的输出。通过编程,单片机可以实现对烟雾浓度的实时监测和智能判断,确保报警的及时性和准确性。 这篇论文详细阐述了一个基于单片机的火灾报警系统的设计过程,涵盖了从传感器选择到系统集成的各个环节,为类似项目提供了参考。通过对MQ-2型烟雾传感器的选用和单片机STC89C52RC的控制,实现了高效、可靠的火灾预警功能。
2023-02-27 上传
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 5 2.1火灾产生原理及过程 5 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 7 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 单片机及A/D转换芯片的选择 12 3 火灾自动报警系统硬件设计 14 3.1 前段信号调理电路 14 3.2 复位电路与晶振电路 16 3.2.1晶振电路 16 3.2.2 复位电路 16 3.4 数据采集电路 18 4 火灾报警系统程序设计 21 4.1软件开发环境 21 4.2火灾报警系统程序设计 21 4.2.1数据采集程序 22 4.2.2火灾判断与报警程序 24 5 总结 26 5.1 总结 26 5.2 展望 26 附录1 系统程序 28 附录2 系统原理图 31 参考文献 32 致谢 34 1 绪论 1.1 课题研究的背景和意义 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。 火灾是世界上发生频率较高的一种灾害,几乎每天都有火灾发生。据联合国"世界火灾统 计中心(WFSC)2000统计资料",全球每年大约发生火灾600万至700万次,全球每年死于火 灾的人数约为65000至75000人。其中,欧美地区发生的火灾较多,死亡人数却相对较少 ,这与欧美发达国家的生活水平以及消防技术和设施有关;相比较而言,亚洲地区发生火 灾次数较少,但死亡人数较多,这与亚洲经济发展程度不高、消防设施不完善等因素有 关。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,火灾造成的直接财产损失上升到年均十几亿元 ,年均死亡2000多人。随着经济和城市建设的快速发展,城市高层、地下以及大型综合 性建筑日益增多,火灾隐患也大大增加,火灾发生的数量及其造成的损失呈逐年上升趋 势。一旦发生火灾,将对人的生命和财产造成极大的危害[1]。 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,还直接危 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伤亡,为社 会减少不必要的损失[2]。火灾自动报警系统(FAS)就是为了满足这一需求而研制出的, 并且其自身的技术水平也在随着人们需求的不断地提高,在功能、结构、形式等方面不 断地完善。 火灾自动报警系统能迅速监测火情,可发现人们不易发觉的火灾早期特征,可将火灾 带来的生命财产损失降到最低限度。火灾发生的早期,会使得燃烧物质分解,析出大量 的有毒气体CO,人们可能在毫无察觉火情的情况下就发生了CO中毒,从而无力逃生,火 灾自动报警系统可监测到CO浓度的变化,为人们提供CO浓度超标报警信息,通知人们及 时疏散[3]。火灾自动报警系统可作为城市消防系统的单元,通过城市消防专用网与城市 消防报警中心联网,及时将报警信息传递到消防报警中心,城市消防报警中心会自动查 找到火灾发生的位置,并为消防队员制定消防路线图,以便消防队员可以迅速抵达火灾 地点[4]。火灾自动报警系统能对火灾进行实时监测和准确报警,有着防止和减少火灾危 害、保护人身安全和财产安全的重要意义,有着很大的经济效益和社会效益。 1.2 国内外的研究现状 根据现代战争的突发性、立体性和区域不确定性,使攻防界线模糊,作战方向多变,战 火灾自动报警系统已有百余年的发展历史,19世纪40年代美国诞生的火灾报警装置标志 着火灾自动报警系统首次进入人们的视野[5]。1890年在英国,感温式火灾探测器研制成 功并应用于火灾探测系统,标志着火灾自动报警系统的发展走上正轨[6]。此后,随着世 界科技取得了突飞猛进的进步和各种新兴技术的出现和发展,火灾监测技术也相应迅速 发展,各种类型的火灾探测器相继问世,并日臻完善,火灾自动报警系统也在此基础上 逐渐地蓬勃发展起来,其发展过程可以分为以下几个阶段: 第一阶段,从19世纪40年代至20世纪40年代,火灾报警系统处于发展的初级阶段,采 用的探测器主要是感温式的探测器,它通过采集温度信号,然后判定是否超出设定的阂 值,从而判断是否有火灾发生。这一阶段,火灾报警系统简单,仅靠单一的温度参量进 行火灾判断。但是它易受环境中其他干扰源的影响,灵敏度低,响应速度慢,无法判断 阴燃火灾,也无法满足智能化火灾报警系统的要求。 第二阶段,20世纪40年代末,瑞士物理学家 Emst Meili研究的离子感烟探