【正文】 .................................................................. 13 四、系統(tǒng)軟件設計部分 ..................................................................................................... 15 軟件部分的 原 理 ............................................................................................................... 15 軟件流程圖 ......................................................................................................................... 15 主 控 制器程序 ................................................................................................................... 16 結論 ....................................................................................................................................................... 23 參考文獻 ........................................................................................................................................... 24 II 致謝 ....................................................................................................................................................... 25 附錄 ....................................................................................................................................................... 26 1 一、緒論 設計背景 隨著社會的發(fā)展，人們的經濟水平和生活水平也日益提高，隨之而來，計算機開始普及并且信息技術得到迅猛發(fā)展，在這時，舊時的居住環(huán)境對于人類來說已經得不到滿足，對居住的房子也有了一定的要求，不僅僅停留在交通便利，居家舒適，這些淺顯地方，在我們的日常生活中，偷到，入室搶劫，火災等日常安全隱患的問題還依然存在，為了保障人身安全，財產安全，人們對家庭的安全系數也有了新的追求。恰恰就在 這個時候，在這個時候，系統(tǒng)的智能化就自然而然的進入了人們的視線，帶領人們走進了智能化的新時代，人們不這方面取得的進步日益增多，帶給這個社會的利益也越來越大，并把這一時代性的進步擴展到全世界，使智能化科技帶來的好處深入人心，從而走進千家萬戶 [1]。就目前而言，對于評價一個住宅區(qū)是否安全，智能系統(tǒng)是否存在已經成為了一個必不可少的衡量標準。隨著智能系統(tǒng)在我們家庭中的加入，大大提高了家庭安全系數，使生活的到了很大的保障， 本文 對防火報警系統(tǒng)的智能進行主要設計，從而盡可能實現(xiàn)可監(jiān)測危害的自動報警。 國內外研究概 況 當今時代大多數國家都投入大量的人力物力進行單片機智能系統(tǒng)的研發(fā)，比如簡簡單單的學習和適應等功能就是通過神經網絡加以研發(fā)，從而形成智能火災探測系統(tǒng)，進而提高檢測火災的準確率，是系統(tǒng)在一定程度上更加可靠 [2]。目前就國內而言，智能報警系統(tǒng)已成為住宅保障的核心。建設部有關規(guī)定指出，包括防盜、消防等在內的一系列內容。此次設計的系統(tǒng)是一個安全系數比較高的系統(tǒng)，利用可視對講為基礎，進一步彌補主機功能的不足，分別在室內 .室外開設多個監(jiān)測點，進行對溫度，煙霧，紅外線的一系列檢測。 我研發(fā)的住宅防護系統(tǒng)與國外相比，還有著 比較大的距離?，F(xiàn)如今，居民一般采用防盜門窗等防范舉措。雖然防盜作用也是具有一定的，但是在突發(fā)災害降臨的情況下，使逃生成為一個難題。 另外，小區(qū)安全措施不足；居民安全意識有待增強；安全防范系統(tǒng)也急需普及。 在中國境內，隨著國力的 2 日益強盛，生活水平也相應的提高，智能化已經進入人們的生活，成為衡量人們生活水平的一個標準。 研究 意義 火災報警系統(tǒng)應從實際，并且有助于消防人員展開工作為前提，一方面為設計智能報警器的研發(fā)創(chuàng)立了一個統(tǒng)一合理的依據，另一方面也為有關部門的檢測和監(jiān)控提供了很大一部分的便力。 [3]他就像恪 盡職守的看門狗，給忙碌中無暇顧及隱患和危險的人們帶來安全，再而言之，煙霧報警系統(tǒng)的產生可以提防人們及時注意，有效避免財產和各類經濟損失。 3 二、系統(tǒng)設計 方案 設計方案 本文 主要運用 AT89C52 單片機檢測傳感器所發(fā)出的信號以此來判斷防火還是防盜，并且作出相應的回應，以達到能時時預防在意外發(fā)生的時候作出及時的防范措施。設計由兩個部分組成：信號監(jiān)視部分和信號處理部分。信號監(jiān)視部分根據設計任務的要求，主要是用于防火的溫度傳感器。溫度傳感器設定有一個極限值，當溫度超過這個上限時，系統(tǒng)檢測電路就會輸 出一個低電平的溫度信號。紅外發(fā)射器發(fā)出特定頻率的紅外信號經過傳播傳遞給紅外接收器，對于大多數情況來說，發(fā)生器、接收器兩者之間是并不存在物體阻隔的，接收器接到的信號就是連續(xù)的，而當它中間有物體阻礙時，接收器接到的信號就會出現(xiàn)一個信號跳變，與此同時接收器輸出低平信號給單片機表示有信號輸入該區(qū)域。信號處理部分是為承接上下兩部分而存在的，它的工作是對單片機接受監(jiān)視部分發(fā)過來的信號來做相應的處理，并調用相應部分的程序來處理突發(fā)情況。 設計 原理 光電感煙火災探測器 光電感煙火災探測器主 要采用是紅外線在煙中會發(fā)生一定的散射來檢測火災在發(fā)生的初級階段產生的煙霧，所采用的工作原理 圖 。 圖 探測器的工作原理 圖 紅外發(fā)光二極管的材料是由砷化鎵組成，多個紅外發(fā)光二極管形成了光地址編輯電路 發(fā) 射射電路 接收電路 煙 紅外光源 光敏元件 黑罩板 4 電傳感器，把紅外光傳感器的一端安放在黑罩板，紅外發(fā)光二極管發(fā)出一束光，如果在無煙霧的情況下，在紅外光與光敏原件之間的黑罩板起到了一個很好地阻擋效果，由紅外光源產生的光無法到達光敏原件，如果有煙霧進入探測器一定范圍，紅外光線在煙霧的作用下產生散射，一部分散射到光敏 原件端，轉化為電信號，電信號經過放大、濾波等的處理最終輸出報警信號，報警信號在軟件部分的編碼電路中進行分析、甄別，確定火災信號后發(fā)出警報，同時探測器指示燈點亮。 選用砷化稼制成的發(fā)光二級管作為紅外光源，選用紅外光電二極管作為光敏原件，紅外光電電路選用調制式作為電路，調制驅動電路選用脈沖調制作為發(fā)射電路，選用調試光作為接收電路。 本文所設計的電路對提高器件壽命、降低功耗等均有一定的作用。 在發(fā)射電路這一階段，選用溫度補償電路，在不同的環(huán)境設定不同的補償參數，溫度補償對于探測信號的檢測也有一定的影 響。 選用 IV 變換作為變換電路，短路法作為紅外光電二極管的處理方法，優(yōu)點在于：（ 1）電路時間常數小，頻率特性好；（ 2）具有良好的光電線性和比較大浮動的動態(tài)范圍；（ 3）弱光探測對于輸出信號極其有利，但其中不包含暗電流。 由經變換、放大、濾波電路之后的調制光電信號，與報警閩值電壓相比較，通過地址編碼電路，最終送達控制器辨別有無火災 [3]。 感溫火災探測器 可燃物燃燒的過程其實就是一個伴隨著發(fā)光放熱的現(xiàn)象，探測器的熱敏元件在外部環(huán)境發(fā)生變化的情況下也發(fā)生相應的變化，這種物理變化經過電路轉變成的電信號最 終傳輸給控制器，通過程序的判斷，發(fā)出報警信號。常見的感溫火災探測器原理與情況如下： 。定溫式探測器是在規(guī)定時間內，火災引發(fā)的溫度超過一定的范圍時發(fā)出報警的火災探測器。 它有線型和點型兩種結構 。線型的主要工作原理是當局部溫度升高到特定的范圍以內，可熔絕緣物被長時間的高溫所熔化導致兩導線短路，進而發(fā)出報警信號。 5 點型定溫式探測器所采用的是雙易熔金屬、熱敏電阻等元件，超出特定的溫度值會發(fā)出報警信號。 。在指定時間內，火災引發(fā)的溫度變化超過一些指定數值時，會自動報警的探測器。它也有線型 和點型兩種結構。線型差溫式探測器主要是通過熱效應產生動作，點型差溫式探測器通過局部的熱效應產生動作。 。這種探測器是把差溫和定溫有機的的結合。 6 三、系統(tǒng)硬件總體設計 系統(tǒng)總體設計結構框圖 通篇文章集多種 防火 功能，在火災發(fā)生的情況下，實現(xiàn)了自動檢測和報警。尤為重要的是，防火和防盜報警已經能通過紅外探測器來實現(xiàn)。系統(tǒng)由信號檢測、區(qū)域控制和報警控制等幾部分組成。負責收集和轉換不同信號的是執(zhí)行設備和探測器它們主要分布于最底部，與此同時把源源不斷的信息傳遞給控制 [4]。設計包括硬件部分和軟 件部分。處理器在本文中采用 AT89C52芯片，軟件是這個系統(tǒng)的主要控制部分。如圖 所示。 圖 防火報警器電路結構圖 單元電 路設 計 控制器 主要針對于輸入信號進行處理是控制器的主要職責 [5]?？刂破鞣譃椋褐骺刂破鳌F(xiàn)場控制器，控制器通過現(xiàn)場不同串口傳遞信息，輸出對應的控制信 號 ，從而控制聲光 報 警 電 路和 數碼 管 驅動電 路的工作，是整 個 主動紅外報警 電 路的核心 [6]?，F(xiàn)場控制器是主控制器的附屬部分，主要是將信息過濾，然后再傳遞給主控制 器。兩者都采用 AT89C52。 AT89C52 是一個低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機，片內含 8k bytes 的可反復擦寫的 Flash 只讀程序存儲器和 256 bytes 的隨機存取數據存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準 MCS52 指令系統(tǒng)，片內置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲單元，功 AT89C52控制電路 蜂鳴報警電路 液晶顯示電路 鍵盤控制電路 溫度報警電路 7 能強大的 AT89C52 單片機可為您提供許多較復雜系統(tǒng)控制應用場合 [7]。 AT89C52 有 40 個引腳， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內含2 個外中斷口， 3 個 16 位可編 程定時計數器， 2 個全雙工串行通信口， 2 個讀寫口線， AT89C52 可以按照常規(guī)方法進行編程，但不可以在線編程（ S 系列的才支持在線編程）。其將通用的微處理器和 Flash 存儲器結合在一起，特別是可反復擦寫的 Flash 存儲器可有效地降低開發(fā)成本 [8]。 主要功能特性 ： 32 個雙向 I/O 口 ， 256x8bit 內部 RAM 3 個 16 位計數器中斷 /可編， 時率 024MHz 2 個串行中斷 ， 可編程 UART 串行通道 2 個外部中斷源 ， 共 8 個中斷源 2 個讀寫中斷口線 ， 3 級加密位 兼容 MCS52 指令系統(tǒng) ， 8k 可反復擦寫（ 1000 次） Flash ROM 引腳功能如圖 。 圖 AT89C52 引腳圖 控制器分為兩類主控制器和現(xiàn)場控制器，軟件部分可見其流程圖 。 紅外線發(fā)射電路 由于仿真中不含紅外發(fā)射頭，現(xiàn)運用普通二極管替代紅外發(fā)射管， 發(fā)射管在出廠測試時一般會給予直流 50mA,對應的 Vf 約為 ,一 般給予直流驅 8 動不得高于 100mA，電流選擇 50mA，根據歐姆定律，其限流電阻約為 75Ω，其簡易示意圖如圖 。 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 0