【正文】 基于單片機(jī)的煙霧報(bào)警器設(shè)計(jì)摘 要隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，防火工作越來(lái)越重要，但是目前國(guó)內(nèi)的許多研發(fā)都側(cè)重于大型場(chǎng)所的火災(zāi)報(bào)警。因此，我們就有必要研制一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的家庭煙霧報(bào)警器以適應(yīng)市場(chǎng)的需求?；诠┘彝ナ褂玫臒熿F報(bào)警器應(yīng)該具備的基本要求和功能，文章設(shè)計(jì)了一種比較適合的煙霧報(bào)警器。本設(shè)計(jì)以傳感器和單片機(jī)作為煙霧報(bào)警器設(shè)計(jì)的核心器件，配合其它器件即可實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警、自動(dòng)排煙換氣和消防滅火等功能。設(shè)計(jì)中單片機(jī)選用AT89C51作為控制器件，傳感器選用QMN5型氣體傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)煙霧的檢測(cè)。煙霧報(bào)警器主要由煙霧信號(hào)采集及前置放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)控制電路、顯示電路、聲光報(bào)警電路和安全保護(hù)電路構(gòu)成，設(shè)計(jì)合理、簡(jiǎn)單易懂、價(jià)格低廉，使單片機(jī)在煙霧報(bào)警系統(tǒng)的控制中得到充分應(yīng)用，具有一定的實(shí)用價(jià)值。論文主要針對(duì)煙霧報(bào)警系統(tǒng)中的各個(gè)組成部分及功能進(jìn)行了詳細(xì)的介紹和說(shuō)明，并對(duì)其主控電路和外圍設(shè)備電路之間的接口連接方式，以及系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了重點(diǎn)的分析和講解。關(guān)鍵詞：煙霧報(bào)警器；單片機(jī)；傳感器 Design of Smoke Alarm Based on MicrocontrollerAbstractWith the development of social and economic，the prevention of fire are more and more , in the present, most of research and development of fire alarm systems only focus on large sites. Therefore, it is necessary to design a simple, economical and practical family Smoke Alarm to meet the market demand. Taking both the basic requirement and the function of family Smoke Alarms should have into account, thesis designs a suitable smoke alarm for household using. Which the sensor and the microcontroller of the design is the most important part of alarm devices, with other devices can achieve alarming with sound and light, automatically reducing smoke and fighting fire ,etc. IN design, microcontroller used AT89C51 and select QMN5 Gas Sensor to detect smoke. Smoke alarm mainly by the signal acquired circuit, A/D converted circuit, MCU controlled circuit,displayed circuit and alarming with sound and light circuit,reasonable design, simple structure, easy to use, inexpensive. As a result, the microcontroller in the control of the smoke alarm system is fully applied. Therefore, this design about smoke alarm has practical value. Thesis give detailed introduction for the function and theory of the various ponent parts of the alarm system, focus on the interface technology between its main controlled circuit and peripheral circuit, also give explanation of the software . Key words ：Smoke Alarm。MCU。 sensor 目 錄摘要Abstract1 緒論 1 概述 1 設(shè)計(jì)煙霧報(bào)警器的目的及意義 1 2 32 系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì) 4 4 5 5 QMN5半導(dǎo)體氣體煙霧傳感器 8 9 123 系統(tǒng)的硬件電路 13 系統(tǒng)電源電路 13 AT89C51的時(shí)鐘電路和復(fù)位電路 13 14 A/D轉(zhuǎn)換電路 16 17 18 19 20 21 214 系統(tǒng)的軟件的設(shè)計(jì) 23 23 24 24 265 結(jié)論 27參考文獻(xiàn)致謝基于單片機(jī)的煙霧報(bào)警器設(shè)計(jì)1 緒論 概述單片機(jī)及煙霧傳感器是煙霧報(bào)警器系統(tǒng)的兩大核心。單片機(jī)好比一個(gè)橋梁，聯(lián)系著傳感器和報(bào)警電路設(shè)備。近幾年來(lái)，單片機(jī)已逐步深入應(yīng)用到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各部門及人們生活的各個(gè)方面。各種類型的單片機(jī)也根據(jù)社會(huì)的需求而開(kāi)發(fā)出來(lái)。單片機(jī)是器件級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，實(shí)際上它是一個(gè)微控制器或微處理器。由于它功能齊全，體積小，成本低，因此它可以應(yīng)用到所有電子系統(tǒng)中。同樣，它也可以廣泛應(yīng)用于報(bào)警技術(shù)領(lǐng)域，使各類報(bào)警裝置的功能更加完善，可靠性大大提高，以滿足社會(huì)發(fā)展的需要。而傳感器作為信息技術(shù)系統(tǒng)的“感官”器件，如果沒(méi)有“感官”感受信息，或者“感官”遲鈍，都難以形成高精度、高速度的控制系統(tǒng)。美國(guó)曾把二十世紀(jì)八十年代稱為傳感技術(shù)時(shí)代，日本更是把傳感技術(shù)列為十大技術(shù)之首。所以，根據(jù)報(bào)警器功能的需要，選擇合適、精確、經(jīng)濟(jì)的煙霧傳感器和單片機(jī)芯片是至關(guān)重要的。在本論文中的最主要的設(shè)計(jì)是選AT89C51單片機(jī)和QMN5半導(dǎo)體氣體煙霧傳感器為核心器件。 AT89C51單片機(jī)兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，功能強(qiáng)大，可供許多高性價(jià)比的場(chǎng)合應(yīng)用，能夠靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。QMN5半導(dǎo)體氣體煙霧傳感器在較寬的濃度范圍內(nèi)對(duì)可燃?xì)怏w有良好的靈敏度，壽命長(zhǎng)，成本低，非常適用于家庭使用的氣體泄漏報(bào)警器。由這兩個(gè)核心器件設(shè)計(jì)而成的整個(gè)煙霧報(bào)警器系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警、報(bào)警狀態(tài)字符顯示、換氣扇排煙和噴水滅火等煙霧報(bào)警器應(yīng)有的功能，是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、使用方便、價(jià)格低廉、智能化的煙霧報(bào)警器，具有一定的實(shí)用價(jià)值。目前，現(xiàn)代建筑都會(huì)有選擇地安裝不同功能的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。因?yàn)榛馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是建筑物的神經(jīng)系統(tǒng)，它能夠感受、接收著發(fā)生火災(zāi)的早期信號(hào)并及時(shí)報(bào)警，發(fā)出警報(bào)同時(shí)告知用戶和周邊居民。它就像是一個(gè)個(gè)稱職的更夫，給居住、忙碌或是休息在家庭中的人們以極大的安全感。在火災(zāi)的早期階段，準(zhǔn)確的探測(cè)到火情并迅速報(bào)警，對(duì)于及時(shí)組織有序快速疏散、積極有效地控制火災(zāi)的蔓延、快速滅火和減少火災(zāi)對(duì)居住人群的損失都具有重要的意義。 設(shè)計(jì)煙霧報(bào)警器的目的及意義隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，家庭火災(zāi)防不勝防，防火工作也就越來(lái)越重要。據(jù)美國(guó)消防學(xué)會(huì)統(tǒng)計(jì)，最近十多年中，安裝自動(dòng)消防設(shè)施的建筑中發(fā)生火災(zāi)，%，確實(shí)起到了保證建筑物消防安全的作用。這是因?yàn)榛馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)能夠及時(shí)將火災(zāi)跡象通知用戶及有關(guān)管理人員，以便他們準(zhǔn)備疏散或組織滅火，延長(zhǎng)了建筑物可供疏散的時(shí)間并通過(guò)聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)其他消防設(shè)施。所以，設(shè)計(jì)一種能夠在火災(zāi)剛剛發(fā)生時(shí)或者有可燃?xì)怏w堆積引起的火災(zāi)隱患時(shí)就能報(bào)警的報(bào)警器就能使人們能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，并及時(shí)采取有效措施，撲滅初期火災(zāi)，最大限度的減少或消除因火災(zāi)造成的生命危害和財(cái)產(chǎn)的損失，是人們同火災(zāi)做斗爭(zhēng)的有力工具。目前我國(guó)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)只被安裝在重要建筑上，而在美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，包括許多居民家庭都安裝了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。近幾年，國(guó)內(nèi)主要側(cè)重于大型場(chǎng)所的大型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的研發(fā)，而在居民住宅區(qū)等小型防火單位，卻需要安裝廉價(jià)實(shí)用的煙霧自動(dòng)報(bào)警裝置。由于我國(guó)人口不斷的增長(zhǎng)，土地也開(kāi)始的稀缺，所以為了緩解城市用地的緊張，居住的樓層不斷加高，這不但便于集中供電、供熱、供氣，而且也可以集中控制和管理。但是，人們?cè)谙硎苓@些現(xiàn)代設(shè)施帶來(lái)了便利的時(shí)候，卻也增加了火災(zāi)隱患。樓層多、人員密集，一旦發(fā)生火災(zāi)，疏散困難，容易造成經(jīng)濟(jì)和人員的損失。如果在家庭中沒(méi)有安裝火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警器，一旦在家庭中發(fā)生火災(zāi)，火災(zāi)容易由不被發(fā)現(xiàn)的早期火災(zāi)而演變成為更大、更嚴(yán)重的大型火災(zāi)。結(jié)果是由于一家的起火，而火勢(shì)不能得到有效控制，使得火勢(shì)迅速蔓延并很快出現(xiàn)大面積燃燒。這不僅使的用戶本身遭受重大的損失，還容易形成“火燒連營(yíng)”的局面，給周邊家庭和場(chǎng)所造成無(wú)法估計(jì)的損失和嚴(yán)重的影響。據(jù)公安部消防局2011統(tǒng)計(jì)，近年來(lái)，我國(guó)每年發(fā)生家庭火災(zāi)5萬(wàn)余起，死亡800余人，占火災(zāi)死亡人數(shù)的70%以上。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)新聞報(bào)道可知，英國(guó)每年發(fā)生50000起以上的嚴(yán)重家庭火災(zāi)，其中大部分火災(zāi)造成傷亡和重大的家庭財(cái)產(chǎn)損失，甚至連累左鄰右舍。由此可見(jiàn)：家庭防火同樣是現(xiàn)今社會(huì)的重要家庭安防問(wèn)題，而且刻不容緩。家庭防火重在防患于未然，因此，我們就有必要研制一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的煙霧自動(dòng)報(bào)警器，以適應(yīng)市場(chǎng)的需求。 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)作為重要的建筑自動(dòng)消防設(shè)施，其技術(shù)進(jìn)步性表現(xiàn)報(bào)警時(shí)間提前、報(bào)警可靠性提高、特殊場(chǎng)所火災(zāi)的探測(cè)報(bào)警、報(bào)警系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、消防聯(lián)動(dòng)控制智能化、消防通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與計(jì)算機(jī)接警指揮管理等。在國(guó)外，現(xiàn)在的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)已達(dá)到智能型、全總線型和綜合型，系統(tǒng)一旦報(bào)警，馬上在顯示器上出現(xiàn)報(bào)警探測(cè)器的具體地址，一目了然。近年來(lái)，我國(guó)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警工程應(yīng)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)了較快發(fā)展，但由于在實(shí)際應(yīng)用中，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的通訊協(xié)議不一致，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警工程技術(shù)水平還相對(duì)落后，還存在著一些比較突出的問(wèn)題。現(xiàn)階段，我國(guó)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的主要問(wèn)題有以下幾點(diǎn)：適用范圍過(guò)小。我國(guó)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)技術(shù)比美、英等發(fā)達(dá)