基于单片机的仓库防火报警系统的设计

江苏建筑职业技术学院毕业技术报告图书馆收藏中图分类号：密级：UDC：编号：毕业设计1.设计题目名称：基于单片机的仓库防火报警系统的设计学生姓名：罗仁福专业名称：电子信息工程技术班级：电子12-1学制：三年学号：1250213120学历层次：专科指导教师：刘燎原评阅人：论文（设计）提交日期：2015年5月18日论文（设计）答辩日期：2015年6月6日江苏建筑职业技术学院二○一五年月日江苏建筑职业技术学院毕业设计报告毕业设计成绩评定书专业、班级电子信息工程技术、电子12-1姓名罗仁福日期1、设计题目基于单片机的仓库防火报警系统的设计2、设计指导教师（签名）3、设计评阅人（签名）评阅日期5、评定意见及成绩江苏建筑职业技术学院毕业设计报告摘要随着现代家庭用火、用电量的增加，家庭火灾发生的频率越来越高。火灾报警器也随之被广泛应用于各种场合。每年都有许多人被火灾夺去生命。由于人们的疏忽而发生的火灾与爆炸，不仅造成人员的大量伤亡，还承受着严重的经济损失。正是由于火灾的巨大危害，报警器才得以应运而生，报警器在火灾报警方面发挥人类本身无可比拟的优势。本课题所研究的火灾报警器采用STC89C51为核心控制器，利用气体传感器MQ-2、ADC0809模数转换器、等实现基本功能。通过这些传感器和芯片，当环境中可燃气体浓度或温度等发生变化时系统会发出相应的灯光报警信号和声音报警信号，以此来实现火灾报警，智能化提示。关键词：气体传感器MQ-2；火灾报警；单片机；智能控制江苏建筑职业技术学院毕业设计报告目录第一章概述.......................................................11.1课题的研究背景.............................................41.2课题的研究目的与意义.......................................41.3火灾报警器的发展与现状.....................................51.4课题的研究内容.............................................5第二章火灾报警器的总体方案设计...................................62.1系统的功能要求.............................................62.2系统的技术要求.............................................62.3系统的组成及方案设计.......................................7第三章系统的硬件设计.............................................83.1主控电路...................................................83.2烟雾探测电路的设计........................................113.2.1ADC0809介绍..........................................123.2.2MQ-2介绍.............................................123.3液晶显示电路设计..........................................13.4声光报警提示电路..........................................33.4.1灯光提示电路.........................................33.4.2声音报警电路.........................................33.5按键电路..................................................4第四章系统的软件设计............................................54.1软件介绍..................................................54.2系统程序流程图............................................6第五章火灾报警器的测试结果及结论................................85.1调试.......................................................85.2结论.......................................................8总结.............................................................致谢..............................................................9参考文献..........................................................11附录..............................................................错误!未定义书签。附录一原理图...................................................附录二实物正面图...............................................附录三实物焊接面图.............................................附录四源程序代码...............................................江苏建筑职业技术学院毕业设计报告第一章概述1.1课题的研究背景火灾是一种失去控制的燃烧所引发的灾害，对人类生命财产和社会安全构成了极大的威胁。火灾的发生和发展过程是复杂的物理和化学过程，但也与环境很强的相关性。正常情况下，发生火警，伴随着烟雾，温度，光照，信号产生的过程。在我国，随着经济的发展和生活水平的提高，工业与民用建设日趋增多，火灾发生的可能性也随之大幅提高。现代建筑，尤其是在大型酒店，宾馆，商场，图书馆，博物馆，档案馆和办公楼及其他公共场所，对于火灾报警系统也提出了更高的要求。一旦发生火灾将很难及时救助，势必要给国家和个人带来不可估量的损失。为了保护人类的生命和财产安全，火灾报警技术便应运而生，火灾报警系统是警惕火灾一种早期预警。1.2课题的研究目的与意义目的：随着现代家庭用火，用电增加，家庭火灾发生的频率越来越高。家庭火灾，很容易扑灭不及时，有着缺乏消防设备和在场的人战斗惊慌失措逃离缓慢的不利因素，最终导致的生命和财产的重大损失。所以说,人们应该积极了解家庭火灾的主要起因，还有预防火灾的发生。这就是我们研究烟雾报警器的目的。意义：在中国的一些大、中型城市，几乎每一天发生家庭火灾，所以每一个家庭必须始终关注防火。如果能根据你家的实际情况，提前采取简单的防火措施，有些悲剧是完全江苏建筑职业技术学院毕业设计报告可以避免的。声音和视觉的报警，对减少火灾损失具有现实意义。据调查，在最近的火灾大部分的房子里还没有报警器。因此声光报警，对发生火灾预防具有重要意义。1.3火灾报警器的发展与现状火灾报警系统在中国相对较晚，与发达国家相比，20世纪70年代末的十年间，中国开始研制生产的火灾报警系统。20世纪80年代后，国内各大厂商也大多是模仿国外产品，或引进国外技术生产的，没有真正意义上的核心技术，市场刚刚开始发展。真正的火灾报警产品的发展也促进了市场的成熟，政府逐步开放的大门，在同一时间，外国公司开始进入中国的防火市场，带来先进的技术在20世纪90年代。此期间，中国生产的火灾报警产品的企业也得到了快速发展，在一些企业中，技术合作，合资生产，并取得了不菲的成绩，但今天在市场上创造了许多强大的企业，有些技术已接近或赶上国际标准。1.4课题的研究内容火灾报警器，主要检测烟雾，再通过单片机控制相应的报警和驱动负载。通过液晶显示当前的烟雾值，通过按键设定相应的阀值。该项目主要是为了完成任务，包括：（1）课题任务：选择烟雾传感器，检测仓库的烟雾及防火情况，并用显示器件显示相关信息；并具有火灾报警功能。（2）硬件部分：包括传感器的选择，显示模块的选择，烟雾信号转换电路的设计，报警驱动电路的设计。（3）软件部分：包括微处理器控制程序的编制和原理图的绘制。（4）系统的综合调试与分析：在软硬件完成以后，要对系统进行综合的测试与实验，分析系统的可靠性与实用性，调整系统的不足。江苏建筑职业技术学院毕业设计报告第二章火灾报警器的总体方案设计本课题主要是实现烟雾报警和火灾发生时的报警及控制，下面分别对系统功能要求、系统技术要求及系统实现方案总体阐述。2.1系统的功能要求本系统的研制主要包括以下几项功能：(1)火情探测功能：为了提高火灾报警的准确性和及时性，火灾报警系统需要使用各种方法进行火灾探测。在实际使用中，根据不同的防火场所，用户可以选用温度探测法、可燃气体检测法及烟雾探测法等合适的火灾探测方法，来有效的探测火灾；(2)灯光报警功能：当室内烟雾浓度过大、有火情产生、故障等异常情况发生时，报警器要进行灯光报警。当烟雾超过最大设定值时，可以蜂鸣器报警。2.2系统的技术要求在了解这个系统的工作原理以及功能之后，我们就可以基本确定系统的技术要求。系统采用的单片机处理器成本都比较低，可以满足批量生产和各类工程的需求。对于完整的一个系统而言，为提高市场的竞争力，这个系统应符合体积小、功耗低、数传性能可靠和成本低廉等技术要求。具体指标和参数如下:(1)体积小：探测器的体积要尽可能的小，这样占用的空间才能减少，使用和更换才会方便；(2)功耗低：系统可以采用三节5号干电池供电或5v电源供电。(3)可靠性高:由于不确定的电磁干扰可能存在在系统工作环境中，为了保证系统长时间的可靠工作，以及减少误报次数，所以选择多指示灯，指示不同的状态。江苏建筑职业技术学院毕业设计报告2.3系统的组成及方案设计本设计主要由烟雾探测传感器电路、单片机、灯光报警电路、负载驱动电路、控制程序和编解码程序等组成。系统的组成结构如下：图2.1单片机AD烟雾采集模块按键模块晶振电路液晶显示模块声光报警提示模块复位电路江苏建筑职业技术学院毕业设计报告第三章系统的硬件设计总体电路图3.1如图3.1所示，上面的图为protuce所画，下面的图为proteus仿真所画。实时显示当前的烟雾值，共有1个报警值（可以通过按键设定），烟雾的上限报警值，当烟雾超过的时候红灯和蜂鸣器声光报警。3.1主控电路STC89C51是一种低功耗、高性能的8位微控制器。在具有以下标准功能：中央处理器（CPU）是8位处理器、存储器[数据存储器(RAM)和程序存储器（ROM）]、并行输入（I/O）江苏建筑职业技术学院毕业设计报告输出口[分别为P0口，P1口，P2口，P3口]、中断系统（5个中断源）等。另外STC89X51支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。51单片机实物图外观如图1所示图3.1STC89C52引脚介绍①主电源引脚（2根）40：电源输入，接＋5V电源20：接地线②外接晶振引脚（2根）：18,19管脚③控制引脚（4根）④可编程输入/输出引脚（32根）P0口（Pin39-Pin32）：8位I/O口线，名称为P0.0～P0.7P1口（Pin1-Pin8）：8位I/O口线，名称为P1.0～P1.7P2口（Pi