【正文】 56
畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書摘 要科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展與進(jìn)步給人們的生活帶來了前所未有的便利，如電力技術(shù)的迅猛發(fā)展與應(yīng)用，合成材料的誕生，新能源的不斷涌現(xiàn)，自動化程度的不斷提高等等，使人們的衣食住行條件得到了極大的改善。然而其負(fù)面的作用也隨之凸顯出來，如液化石油氣，各種電子產(chǎn)品，易燃裝飾材料等我們身邊經(jīng)常接觸到的一些普通生活用品，為火災(zāi)的發(fā)生埋下了巨大的隱患，人們在享受科技帶來的便利之外無時不在受到潛在的火災(zāi)的威脅。所謂水火無情，為了避免火災(zāi)以及減少火災(zāi)造成的損失，讓人們的生活更加安寧，殘酷的現(xiàn)實以及觸目驚心的教訓(xùn)要求我們必須設(shè)計和完善火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，提高火災(zāi)的預(yù)警與早期處理水平，將火災(zāi)消滅在萌芽狀態(tài)，最大限度地減少社會財富的損失?；诖?，本文從生活中的實際情況著手，設(shè)計了一種適用于多種公共場所的基于單片機的火災(zāi)智能報警系統(tǒng)。該火災(zāi)報警系統(tǒng)是以AT89C51單片機作為控制中心，接受、處理火災(zāi)探測器輸出的煙霧濃度信號、溫度信號，并進(jìn)行聲光報警。它通過不斷的向現(xiàn)場發(fā)射巡檢信號來監(jiān)視現(xiàn)場的溫度、煙霧濃度等，并不斷反饋給報警控制器，控制器將接到的信號與內(nèi)存的正常整定值比較、判斷確定是否有火災(zāi)的發(fā)生。當(dāng)現(xiàn)場煙霧或者溫度發(fā)生異常，或者發(fā)生火災(zāi)時，可實現(xiàn)聲光報警、煙霧濃度、溫度報警限設(shè)置、故障自診斷、延時報警等，是一種結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、使用方便、價格低廉、智能化的煙霧傳感器，具有一定的實用價值。關(guān)鍵詞：AT89C51單片機，智能報警，傳感器，控制器AbstractThe rapid development and progress of science and technology has brought unprecedented convenience to people39。s life,as the rapid development of electric technology and application of posite materials, the constantly emerging of the new energy, the constant improvement of the degree of automation, etc. make people39。s food and clothing live line conditions improved greatly. However, its negative effect also stands out, some ordinary articles for daily use such as liquefied petroleum gas (LPG), all kinds of electronic products, flammable decorative materials around us, buried the huge hidden trouble for the beginning of the fire, people enjoying the convenience from technology constantly under the threat of potential fire. Socalled water ruthless, in order to avoid fire and reduce fire losses, make people39。s life more peaceful, the harsh reality and shocking lesson requires us to design and improve the automatic fire alarm system and improve the level of fire early warning and handling, which will make a fire in the bud, to minimize the loss of wealth of on this, this text set about from the actual situation in life, we design a kind of intelligent fire detection and alarm system suitable for a variety of public places of based on single chip microputer. The fire alarm system based on AT89C51 as the control center, accepts and treats the signal of smoke concentration and temperature of the smoke fire detector, alarming with sound and light. Through sending inspection signal to the site inspection, it monitors the temperature and smoke concentration, and constantly feedbacks to alarm controller, the controller will receive the signal pared with the normal setting value of the memory and judgment whether there is a fire happening. When the smoke temperature anomalies, or there is a fire, it can realize sound and light alarm, the setting of smoke concentration and temperature alarm limit, fault selfdiagnosis, delayed alarm, 39。s a kind of intelligent smoke sensor,which has certain practical value ,with the simple structure, stable performance, convenient using, low costing, and so on.Keywords: AT89C51 single chip microputer, Intelligent alarm, Sensor, Controller目 錄1 緒論 1 選題的背景及意義 1 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r和現(xiàn)狀 1 火災(zāi)報警系統(tǒng)發(fā)展歷程 1 國內(nèi)外火災(zāi)報警系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 2 火災(zāi)顯示盤控制器軟件設(shè)計的研究內(nèi)容2 火災(zāi)報警系統(tǒng)及其整體方案設(shè)計 4 火災(zāi)發(fā)生時的特點 4 5 本系統(tǒng)的總體方案設(shè)計 6 本設(shè)計的研究范圍 6 系統(tǒng)的硬件總體結(jié)構(gòu) 7 系統(tǒng)軟件總體結(jié)構(gòu) 83 系統(tǒng)的硬件選擇與設(shè)計 9 主要芯片的選擇 9 單片機的選擇 9 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的選擇 10 傳感器的選擇 13 13 溫度探測器的選定 14 煙霧傳感器的選擇 16 各電路模塊的設(shè)計 19 19 A/D轉(zhuǎn)換電路 20 煙霧信號調(diào)理電路 22 光報警電路 23 聲報警電路 23 報警器故障自診斷 234 火災(zāi)報警系統(tǒng)的軟件設(shè)計 24 軟件開發(fā)環(huán)境 24 火災(zāi)報警系統(tǒng)程序設(shè)計 24 24 主程序初始化流程圖 25 25 火災(zāi)判斷與報警程序 26 濾波子程序 275功能仿真驗證分析 29 29 Protues仿真原理圖 296 總結(jié)與展望 30 總結(jié) 30 展望 31致 謝 32參考文獻(xiàn) 33附 錄 34
1 緒論 選題的背景及意義火災(zāi)早已成為我國常發(fā)性和破壞性以及影響力最強的災(zāi)害之一。隨著經(jīng)濟和城市建設(shè)的快速發(fā)展，城市高層、地下建筑以及大型綜合性建筑日益增多，火災(zāi)隱患也大大增加，火災(zāi)發(fā)生的數(shù)量及其造成的損失呈逐年上升趨勢。眾所周知，火災(zāi)不但危害性大，而且還是發(fā)生概率極為頻繁、極具毀滅性的災(zāi)害之一。此外，觸發(fā)火災(zāi)發(fā)生的隱患多，一旦起火則會迅猛發(fā)展，危險性大。在我們國家，火災(zāi)發(fā)生的頻率越來越高，特大火災(zāi)事故不斷，據(jù)公安部消防局2012年12月10日公布的2011年全國火災(zāi)24小時分布情況，我們可以發(fā)現(xiàn)在人休息的夜間至凌晨期間（即0時至6時），有484人傷亡，%，產(chǎn)生這些后果的重要原因之一是現(xiàn)有的部分火災(zāi)報警系統(tǒng)未能起到真正的火災(zāi)預(yù)警作用[4]。從過往火災(zāi)發(fā)生的原因調(diào)查也表明:1)、人為大意因素造成火災(zāi)發(fā)生更為頻繁，人員傷亡、財產(chǎn)損失也更為重大。2)、雖然國家不斷加強消防安全的教育，也取得了一定的成果，但很多民宅、娛樂場所等未能按要求安裝火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，不能實時、不間斷地監(jiān)控可能發(fā)生的火災(zāi)。3)、排除觸發(fā)火的災(zāi)因素外，造成火災(zāi)巨大損失的另一原因就是部分己投入使用的火災(zāi)報警系統(tǒng)的不穩(wěn)定、報警不實時等缺點使得火災(zāi)發(fā)生時不能及時報警，導(dǎo)致傷亡慘重。由此不難發(fā)現(xiàn)，要盡量避免樓宇住宅火災(zāi)、確保樓宇消防安全，除了要加強公民的消防意識教育外，還應(yīng)該配備一套具有良好的穩(wěn)定性、可靠性和實時性的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)能連續(xù)不間斷監(jiān)控可能的火災(zāi)信息，能把火災(zāi)發(fā)生的可能性在早期階段就給予消除或者及時報警，將火災(zāi)導(dǎo)致的財產(chǎn)損失降到最低點，控制人員傷亡到最小的范圍內(nèi)[8]。本論文研究基于AT89c51單片機作為轉(zhuǎn)換器核心的火災(zāi)顯示盤控制器，是火災(zāi)報警器的一種，其作為火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的重要組成部分，在工業(yè)與民用建筑中的應(yīng)用越來越廣泛，對保障人民的生命財產(chǎn)安全起著重要的作用。研發(fā)火災(zāi)報警顯示盤控制器就是要能夠完成發(fā)現(xiàn)早期火災(zāi)隱患，以便控制和撲滅火災(zāi)，減少損失，保障生命安全的功能。火災(zāi)探測器主要分為感煙探測器、感溫探測器和光輻射探測器三大類。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。因此該火災(zāi)報警顯示盤控制器能有效地防止和減少火災(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。 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r和現(xiàn)狀 火災(zāi)報警系統(tǒng)發(fā)展歷程火災(zāi)報警系統(tǒng)的發(fā)展也是經(jīng)歷了由單一品種發(fā)展成現(xiàn)在樣式多樣化的過程，由以前誤報率較高、安裝復(fù)雜和監(jiān)測范圍較窄變成現(xiàn)在測量較精準(zhǔn)、安裝簡單、監(jiān)測范圍廣等從發(fā)展過程來看，大體上可分為以下幾個階段：第一階段，從19世紀(jì)40年代至20世紀(jì)40年代，火災(zāi)報警系統(tǒng)處于發(fā)展的初級階段，采用的探測器主要是感溫式的探測器，它通過采集溫度信號，然后判定是否超出設(shè)定的閡值，從而判斷是否有火災(zāi)發(fā)生。這一階段，火災(zāi)報警系統(tǒng)簡單，僅靠單一的溫度參量進(jìn)行火災(zāi)判斷。但是它易受環(huán)境中其他干擾源的影響，靈敏度低，響應(yīng)速度慢，無法判斷陰燃火災(zāi)，也無法滿足智能化火災(zāi)報警系統(tǒng)的要求。第二階段，20世紀(jì)40年代末，瑞士物理學(xué)家 Emst Meili研究的離子感煙探測器推出以后，引起了人們對離子感煙探測器的重視，隨后感煙探測器得到廣泛應(yīng)用，并逐漸占據(jù)了絕大部分市場，迫使感溫式探測器退居其次；到70年代末，光電式感煙探測器在光電技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來，并很快得到大力發(fā)展，它的使用壽命長，抗干擾能力強，沒有離子感煙探測器的放射性問題。在這一階段，火災(zāi)報警系統(tǒng)普遍采用多線制布局方式，布線、調(diào)試、系統(tǒng)可靠性是系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸。第三階段，20世紀(jì)80年代初期，總線型火災(zāi)報警系統(tǒng)開始興起，在火災(zāi)報警領(lǐng)域中邁出了一大步，并得到了較普遍的應(yīng)用。它使得布線工作量顯著減少，安裝調(diào)試更加容易，更能精確報警定位。但是這一時期的火災(zāi)報警系統(tǒng)的智能化水平不高，采用有線連接對工程要求高。第四階段，從20世紀(jì)80年代中后期開始，隨著計算機技術(shù)、控制技術(shù)、集成電路技術(shù)、傳感器技術(shù)及智能技術(shù)的快速發(fā)展，火災(zāi)自動報警系統(tǒng)步入智能化時代，智能化火災(zāi)報警系統(tǒng)迅速發(fā)展起來，各種智能型的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)相繼出現(xiàn)。模擬量可尋址技術(shù)的應(yīng)用使得火災(zāi)報警系統(tǒng)的安全性、精準(zhǔn)性和智能性有了很大提高，在火災(zāi)自動報警系統(tǒng)發(fā)展史上具有里程碑的意義。 國內(nèi)外火災(zāi)報警系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新的高科技成果不斷被應(yīng)用到火災(zāi)報警系統(tǒng)，特別是近十幾年的發(fā)展，先進(jìn)的智能型火災(zāi)報警系統(tǒng)，依靠其高靈敏度、低誤報率、安裝簡便靈活、便于集中監(jiān)控等優(yōu)點，目前在國外得到了廣泛應(yīng)用。這種系統(tǒng)的代表產(chǎn)品有如澳大利亞GO－DEX －DEX型空氣采樣式感煙火災(zāi)智能報警系統(tǒng)，澳大利亞維信防火與保安有限公司（Vision Fire amp。Security）生產(chǎn)的VESDA產(chǎn)品等，其中維信公司的VESDA 產(chǎn)品是最具有代表性的產(chǎn)品。該系統(tǒng)是全世界空氣采樣早期智能報警系統(tǒng)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，%obs/m，以其安裝簡便靈活，高可靠、高效率、低誤報率的極早期探測智能報警性能，驚鳴世界、譽滿全球，現(xiàn)在，VESDA已經(jīng)發(fā)展到第三代技術(shù)，已經(jīng)有超過20多萬臺VESDA的探測器被廣泛應(yīng)用在電信行業(yè)在內(nèi)的各種復(fù)雜的應(yīng)用場所，時刻為用戶進(jìn)行著先進(jìn)可靠的火災(zāi)早期探測報警。目前，國內(nèi)一些企業(yè)也已經(jīng)瞄準(zhǔn)早期智能報警系統(tǒng)的市場，開始研制一些早期智能報警系統(tǒng)的雛形產(chǎn)品。比如南京消防集團(tuán)有限公司研制生產(chǎn)的超早期感煙火災(zāi)智能報警系統(tǒng)：SH97300 高靈敏度激光吸氣式感煙火災(zāi)探測報警系統(tǒng)。，比普通早期報警的感煙探測器靈敏度高100 倍以上，且同樣具有安裝靈活簡便、能夠智能報警等。該系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于重要場所火災(zāi)報警，如各單位大樓的計算機房、資料室、圖書館等。但是由于國內(nèi)的火災(zāi)報警系統(tǒng)較多的是進(jìn)口產(chǎn)品或是靠引進(jìn)技術(shù)，其系統(tǒng)的靈敏度、對環(huán)境變化的自適應(yīng)能力、探測濃度范圍、以及節(jié)電設(shè)計方面還有待進(jìn)一步研究提高，在應(yīng)用到市場之前還有很多問題需要解決。毫無質(zhì)疑的是未來先進(jìn)的火災(zāi)