【正文】 編號(hào)： 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題目 ： 基于 80C51智能火災(zāi)語(yǔ)音報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系 （院）： 信息工程系 姓 名： 劉元 學(xué) 號(hào)： 0835140145 專 業(yè)： 通信工程 年 級(jí)： 0801 指導(dǎo)教師： 姚巧鴿 職 稱： 講師 完成日期： 2020425 摘 要 目前，隨著電子產(chǎn)品在人類生活中的使用越來(lái)越廣泛，由此引起的火災(zāi)也越來(lái)越多，在我們生活得四周到處潛伏著火災(zāi)隱患。為了避免火災(zāi)以及減少火災(zāi)造成的損失，我們必須按照“隱患險(xiǎn)于明火，防患勝于救災(zāi)，責(zé)任重 于泰山”的概念設(shè)計(jì)和完善火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，將火災(zāi)消滅在萌芽狀態(tài)，最大限度地減少社會(huì)財(cái)富的損失。 本文設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī) 805集成語(yǔ)音芯片 ISD14 A／ D轉(zhuǎn)換器 , 集成溫度傳感器 AD590 和氣體傳感器 TGS202等 ,利用多傳感器信息融合技術(shù) ,完成語(yǔ)音報(bào)警的實(shí)用、可靠的單片機(jī)語(yǔ)音自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng) ,著重講述了該系統(tǒng)的組成形式及工作原理。實(shí)踐表明 ,單片機(jī) 技術(shù)在系統(tǒng)報(bào)警和其它一些自動(dòng)控制領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用前景。 該系統(tǒng)能自動(dòng)完成對(duì)布測(cè)點(diǎn)檢測(cè)，確認(rèn)火警后能自動(dòng)報(bào)警，并顯示火情點(diǎn)，記錄火災(zāi)發(fā)生時(shí)間。 本系統(tǒng)可安 裝在各防火單位，它負(fù)責(zé)不斷地向所監(jiān)視的現(xiàn)場(chǎng)發(fā)車巡檢信號(hào)，監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)的溫度、濃度等，并不斷反饋給報(bào)警控制器，控制器將接到的信號(hào)與內(nèi)存的正常整定值比較、判斷確定火災(zāi)。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，可實(shí)現(xiàn) 語(yǔ)音 報(bào)警、故障自診斷、濃度顯示、報(bào)警限設(shè)置、延時(shí)報(bào)警等，是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、使用方便、價(jià)格低廉、智能化的煙霧傳感器，具有一定的實(shí)用價(jià)值。 關(guān)鍵詞 ： 火災(zāi)報(bào)警 。 單片機(jī) 。 傳感器 Abstract Now, with electronic products used in human life more and more widely, the resulting fire, more and more, we live in fire hazards lurking around everywhere. To avoid fires and reduce fire losses, we must follow the hidden dangers fire in prevention is better than disaster relief, the responsibility is extremely heavy, the concept design and improvement of automatic fire alarm system, fire nipped in the bud, the maximum reduce the loss of social wealth. This paper design a method that use single chip puter and digital voice chip ISD1420 to realize remote voice alarm, gives out the hardware structure and software of system, Based on the singlechip microputer 80C51, and speech chip ISD1420,temperature sensor AD590 and gas sensor TGS202 are used, and the multisensors information processing method is adopted . Practice the enunciation, The singlechip microputer technique has the extensively applied foreground in system alarm and other automatic control realm. This system can automatically to monitor the points which are acute to temperature. It can also send out alarm, show the points and record the occurring time when a fire has broke out. The system can be installed in all fire units, which is responsible for continuously monitoring the site to start the inspection signal, monitor the site of temperature, concentration, and continuous feedback to the alarm controller, the controller will receive the signal and the normal memory setting value was determined by paring to determine the fire. When fire occurs, can achieve sound and light alarm, fault diagnosis, concentration display, alarm limit settings and delay alarm is a simple structure, stable performance, easy to use, inexpensive, intelligent smoke sensor, has some practical value. Keywords ： Fire alarm 。 MCU 。 Transducer 目 錄 緒論 概述 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 課題研究背景及意義 第２章 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì) 火災(zāi)產(chǎn)生的原理與過(guò)程 系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì) ． 1 系統(tǒng)總體功能概述 ． 2 系統(tǒng)硬件總體構(gòu)架 ． 2 系統(tǒng)軟件總體構(gòu)架 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的類型 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的原理 第 3 章 火災(zāi)報(bào)警 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)核心芯片選擇 ． 1 傳感器介紹 ． 2 ISD1420 語(yǔ)音芯片 ． 3 80C51 簡(jiǎn)介 ． 4 AD 轉(zhuǎn)換芯片 ． 5 數(shù)碼管顯示電路 單片機(jī)外圍接口電路 信號(hào)處理電路 數(shù)據(jù)采集電路 報(bào)警電路 . 1 語(yǔ)音報(bào)警電路 . 2 光報(bào)警電路 數(shù)碼管顯示電路 第 4 章 火災(zāi)報(bào)警 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件開發(fā)環(huán)境 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) ． 1 主程序流程圖 ． 2 主程序初始化流程圖 ． 3 數(shù)據(jù)采集 子 程序 ． 4 火災(zāi)判斷與報(bào)警程序 參考文獻(xiàn) 致謝 附錄 1 附錄 2 緒論 概述 無(wú)線火災(zāi)傳感器硬件和軟件平臺(tái)的設(shè)計(jì)對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用至關(guān)重要，作為整個(gè)系統(tǒng)的底層支 持，其必然向微型化、高度集成化、網(wǎng)絡(luò)化、節(jié)能化、智能化的方向發(fā)展，近幾年，隨著計(jì)算機(jī)成本下降和微處理器體積縮小，開發(fā)和構(gòu)造火災(zāi)智能無(wú)線報(bào)警系統(tǒng)將有廣闊的應(yīng)用前景。工程試驗(yàn)結(jié)果充分顯示了技術(shù)的可行性和實(shí)現(xiàn)的有效性。隨著智能樓宇技術(shù)應(yīng)用的迅速發(fā)展，商業(yè)市場(chǎng)對(duì)火災(zāi)報(bào)警器的需求不斷增長(zhǎng)，目前主要使用的是智能型總線制分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，雖然在系統(tǒng)安裝方面比過(guò)去大大方便，但仍然不能滿足現(xiàn)代需要，其安裝成本約占設(shè)備成本的 33%～ 70%。而無(wú)線火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)能夠滿足目前要求，它具有安裝容易、快捷、便宜、無(wú)需布線、 對(duì)建筑物表面的最小破壞性、對(duì)功能變化的易適應(yīng)性等特點(diǎn)。 有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)表明：凡是安裝了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的場(chǎng)所，發(fā)生了火災(zāi)一股地說(shuō)都能及早報(bào)警，不會(huì)釀成重大火災(zāi)。 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 根據(jù)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的突發(fā)性、立體性和區(qū)域不確定性 ,使攻防界線模糊 ,作戰(zhàn)方向多變 ,戰(zhàn) 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)已有百余年的發(fā)展歷史， 19 世紀(jì) 40 年代美國(guó)誕生的火災(zāi)報(bào)警裝置標(biāo)志著火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)首次進(jìn)入人們的視野 [1]。 1890 年在英國(guó)，感溫式火災(zāi)探測(cè)器研制成功并應(yīng)用于火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)，標(biāo)志著火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展走上正軌 [2]。 此后，隨著世界科技取 得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步和各種新興技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，火災(zāi)監(jiān)測(cè)技術(shù)也相應(yīng)迅速發(fā)展，各種類型的火災(zāi)探測(cè)器相繼問(wèn)世，并日臻完善，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)也在此基礎(chǔ)上逐漸地蓬勃發(fā)展起來(lái)，其發(fā)展過(guò)程可以分為以下幾個(gè)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(bào)警系統(tǒng)處于發(fā)展的初級(jí)階段，采用的探測(cè)器主要是感溫式的探測(cè)器，它通過(guò)采集溫度信號(hào)，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(bào)警系統(tǒng)簡(jiǎn)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(wú)法判斷陰燃 火災(zāi)，也無(wú)法滿足智能化火災(zāi)報(bào)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(cè)器推出以后，引起了人們對(duì)離子感煙探測(cè)器的重視，隨后感煙探測(cè)器得到廣泛應(yīng)用，并逐漸占據(jù)了絕大部分市場(chǎng)，迫使感溫式探測(cè)器退居其次；到 70 年代末，光電式感煙探測(cè)器在光電技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)，并很快得到大力發(fā)展，它的使用壽命長(zhǎng)，抗干擾能力強(qiáng)，沒有離子感煙探測(cè)器的放射性問(wèn)題。在這一階段，火災(zāi)報(bào)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(bào)警系統(tǒng)開始興起，在火災(zāi)報(bào)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(bào)警定位。但是這一時(shí)期的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的智能化水平不高，采用有線連接對(duì)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(jì)算機(jī)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(dòng)報(bào)警系統(tǒng)步入智能化時(shí)代，智能化火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)迅速發(fā)展起來(lái)，各種智能型的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)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(bào)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(dòng)報(bào)警系統(tǒng)發(fā)展史上具有里程碑的意義 [3]。 近年來(lái)，采用無(wú)線通信方式的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)在國(guó)外悄然興起。這種系統(tǒng)引入了無(wú)線電通信技術(shù)，利用無(wú)線通信方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有線通信方式，將大多的電器裝置通過(guò)無(wú)線連接方式進(jìn)行信息傳輸與控制，適用于各類建筑和場(chǎng)所。無(wú)線火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)起初僅用于特殊場(chǎng)合，如博物館、名勝古跡等不宜布線的場(chǎng)合，而且其價(jià)格也比較高 [4]。 隨著科技進(jìn)步和元器件成本的降低，無(wú)線火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的研發(fā)和生成成本也隨之降低，它在性能和價(jià)格上都具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，其市場(chǎng)潛力已經(jīng)嶄露頭角 [5]。 在我國(guó)，采用的 無(wú)線通信方式的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)日益受到重視。由于其具有安裝簡(jiǎn)便、對(duì)建筑物無(wú)損壞作業(yè)、靈活性好，易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，適用于許多場(chǎng)合，如名勝古跡、體育館、博物館、展覽中心、處于施工階段的建筑物、醫(yī)院等。火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的智能性主要體現(xiàn)在火災(zāi)判決和統(tǒng)籌管理方面，一般分為分散式、集中式和分布式，分散式系統(tǒng)由非智能型控制器若干智能型探測(cè)節(jié)點(diǎn)組成，由探測(cè)節(jié)點(diǎn)完成火災(zāi)狀態(tài)的判斷 。集中式系統(tǒng)由智能型控制器和若干非智能探測(cè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，探測(cè)節(jié)點(diǎn)僅將火災(zāi)參量傳送給控制器，由控制器智能地判斷火災(zāi)狀態(tài)；分布式系統(tǒng)的控制器和探測(cè)節(jié)點(diǎn)均為智能 型，也是今后火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展方向 [6]。 課題研究的背景和意義 在各種災(zāi)害中，火災(zāi)是最經(jīng)常、最普遍地威脅公眾安全和社會(huì)發(fā)展的主要災(zāi)害之一?；馂?zāi)是世界上發(fā)生頻率較高的一種災(zāi)害，幾乎每天都有火災(zāi)發(fā)生。據(jù)聯(lián)合國(guó)“世界火災(zāi)統(tǒng)計(jì)中心 (WFSC)2020 統(tǒng)計(jì)資料”，全球每年大約發(fā)生火災(zāi) 600 萬(wàn)至 700 萬(wàn)次，全球每年死于火災(zāi)的人數(shù)約為 65000 至 75000 人。其中，歐美地區(qū)發(fā)生的火災(zāi)較多，死亡人數(shù)卻相對(duì)較少，這與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的生活水平以及消防技術(shù)和設(shè)施有關(guān) 。相比較而言，亞洲地區(qū)發(fā)生火災(zāi)次數(shù)較少，但死亡人數(shù)較 多，這與亞洲經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度不高、消防設(shè)施不完善等因素有關(guān)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó) 70 年代火災(zāi)年平均損失不到 億元， 80 年代火災(zāi)年平均損失接近 億元。 進(jìn)入 90 年代，特別是 1993 年以來(lái)，火災(zāi)造成的直接財(cái)產(chǎn)損失上升到年均十幾億元，年均死亡 2020 多人。隨著經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的快速發(fā)展，城市高層、地下以及大型綜合性建筑日益增多，火