【正文】 s后（通過系統(tǒng)的延時程序?qū)崿F(xiàn)），再一次采集現(xiàn)場的溫度煙霧信號進行判斷，即每一次語音報警持續(xù)20s，直到系統(tǒng)做出下一次判斷結(jié)果。為此，可采取去極值平均濾波法，先對N個采樣數(shù)據(jù)進行比較，去掉其中的最大值和最小值，然后計算余下的N–2個數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值。 Protues仿真原理圖當(dāng)設(shè)定房間發(fā)生火情時，也就是房間一的溫度和煙霧的水平超過傳感器預(yù)設(shè)值。在系統(tǒng)中設(shè)置了1個蜂鳴器，實現(xiàn)聲音報警；并且還設(shè)置了4個發(fā)光二極管，分別對應(yīng)系統(tǒng)的正常、異常、火災(zāi)、故障狀態(tài)。（6）用戶不能根據(jù)自己的需要設(shè)定火災(zāi)報警閾值，報警系統(tǒng)的靈活性不高，可以考慮擴展人機對話模塊，提高報警系統(tǒng)在多種場合下的適應(yīng)性。若要從根本上減少火災(zāi)給人類社會帶來的危害，最基本的還是提高警惕，從思想上重視起來，長期牢固樹立防火減災(zāi)的意識。基于圖像處理的明火火災(zāi)探測研究[J]．，：6~ 11．附 錄附錄1 系統(tǒng)程序include define unchar unsigned chardefine uint unsigned int uchar Tem1,Tem2,Smok1,Smok2。void delay_10ms(uint i)。 //顯示單元數(shù)據(jù)，共4個數(shù)據(jù)和一個運算暫用/***********11微秒延時函數(shù)**********///void delay(uint t){for(。 if(k==1){DIN=0。DQ=0。} /////**********18B20寫命令函數(shù)*********///向 1WIRE 總線上寫一個字節(jié)void write_byte(uchar val){uchar i。_nop_()。 //右移一位}DQ = 1。_nop_()。_nop_()。}///***********讀出溫度函數(shù)**********///read_temp(){ow_reset()。 // 發(fā)轉(zhuǎn)換命令}///***********溫度數(shù)據(jù)處理函數(shù)**********/void work_temp(){uchar n=0。 。write_byte(0xCC)。 //66us}DQ=1。_nop_()。i){DQ=1。 //最低位移出delay(6)。 DQ = 0。 //延時500uspresence = ~DQ。_nop_()。k++) //四位LED掃描控制 { Disdata=0xff。 //列掃描控制字uchar data temp_data[2]={0x00,0x00}。void caiji_wenyan()。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！參考文獻[1] 孫育才．MCS51系列單片微型計算機及其應(yīng)用．第4版，東南大學(xué)出版社，2006．[2] 王慶．Protel 99 SEamp。（4）災(zāi)探測報警的網(wǎng)絡(luò)化火災(zāi)探測報警系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化是指將計算機數(shù)據(jù)通信技術(shù)應(yīng)用于火災(zāi)探測報警系統(tǒng)，使控制器之間或者探測器之間，系統(tǒng)內(nèi)部之間和系統(tǒng)外部之間通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議交換數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)層次功能設(shè)定，遠程數(shù)據(jù)調(diào)用管理、119自動報警、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)等功能。但這種情況下提高報警系統(tǒng)的精確度，降低誤報率是應(yīng)該考慮研究的主要難題。既使得程序結(jié)構(gòu)清晰，又便于以后進一步擴展其功能，也便于系統(tǒng)的維護。（2）Protues軟件概述Protues軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件。干擾通常只影響個別采樣點的數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)與其他采樣點的數(shù)據(jù)相差比較大。經(jīng)過換算可得出溫度煙霧傳感器輸出火災(zāi)報警臨界電壓值為： （2）火災(zāi)判斷與報警系統(tǒng)對溫度和煙霧進行了兩次數(shù)據(jù)采集與判斷，每次信號采集后根據(jù)得到的數(shù)據(jù)與設(shè)定的閾值比較，當(dāng)溫度≥57℃，溫度異常，置寄存器變量a為1，否則為0；當(dāng)煙霧濃度≥％，煙霧濃度異常，置寄存器變量b為1，否則為0。單片機每次驅(qū)動A/D轉(zhuǎn)換后等待外部中斷1，當(dāng)ADC0809的EOC端變?yōu)?時，即中斷到來，說明A/D轉(zhuǎn)換已經(jīng)完成，通過中斷服務(wù)程序讀取轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。這部分實現(xiàn)的功能包括各種I/O輸入輸出狀態(tài)的設(shè)定、寄存器初始化、中斷使能等。 火災(zāi)報警系統(tǒng)程序設(shè)計火災(zāi)報警系統(tǒng)控制器上采用80C51作為主控芯片，其主要功能包括：控制IO端口、邏輯判斷處理、驅(qū)動外部電路、語音報警和A/D采樣等，該部分是火災(zāi)報警系統(tǒng)智能化的集中體現(xiàn)。二階低通濾波電路中。例如，輸出地址F8H可選通通道IN0，實現(xiàn)對溫度傳感器輸出的模擬量進行轉(zhuǎn)換；輸出地址F9H可選通通道IN1，實現(xiàn)對煙霧傳感器輸出的模擬量進行轉(zhuǎn)換。當(dāng)OE為高電平時，O0~O7呈高阻態(tài)，既不驅(qū)動總線，也不為總線的負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。電路圖如圖37所示。圖35 AT89C51單片機的晶振電路圖36 AT89C51單片機的復(fù)位電路、 A/D轉(zhuǎn)換電路經(jīng)氣敏傳感器所檢測的電壓信號為模擬信號，無法直接被單片機所識別，所以在經(jīng)過放大電路后對信號進行A/D裝換，將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號輸入單片機A/D轉(zhuǎn)換電路采用了常用的8位8通道數(shù)模轉(zhuǎn)換常用芯片ADC0809，煙霧、溫度傳感器的輸出端分別接到ADC0809的IN0和IN1。80C51的復(fù)位信號是從REST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。 各電路模塊的設(shè)計（1）晶振電路晶振電路為單片機80C51工作提供時鐘信號，芯片中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。（3）關(guān)于NIS09C在本次設(shè)計中，我們選用NIS09C煙霧傳感器。NIS09C是具有低功耗、普適性的傳感器，適用于高靈敏度煙霧探測器、火災(zāi)報警系統(tǒng)。離子型煙霧探測器是通過相當(dāng)于煙敏電阻的電離室引起的電壓變化來感知煙霧粒子的微電流變化裝置。另一類悶燒火災(zāi)發(fā)生后，產(chǎn)生了大量的稍大的煙霧粒子，光電煙霧報警器會比離子煙霧報警器先報警，這類場所建議安裝光電煙霧報警器。DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位光刻ROM 、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。ｄDS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部 傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。ｄ在被測對象溫度隨時間變化的場合，測溫元件的滯后能否適應(yīng)測溫要求。它也有線型和點型兩種結(jié)構(gòu)。本文僅探討現(xiàn)場溫度與煙霧這兩項與火災(zāi)的發(fā)生相關(guān)的指標(biāo)的檢測，其他與火災(zāi)相關(guān)的因素本文未予探討?；馂?zāi)燃燒時會產(chǎn)生火焰，并伴隨著發(fā)射出各種輻射光線。其中離子感煙型探測器是利用煙霧對具有放射性性質(zhì)的镅241的影響，從而通過檢測電路檢測其反應(yīng)，并做出響應(yīng)。 傳感器的選擇火災(zāi)探測器是火災(zāi)報警系統(tǒng)的現(xiàn)場探測部件，它的好壞直接關(guān)系到整個系統(tǒng)是否正常運行，它是整個系統(tǒng)最為重要的部件，是識別火災(zāi)是否發(fā)生的專門儀器。①. 定時傳送方式對于一種A/D轉(zhuǎn)換器來說，轉(zhuǎn)換時間作為一項技術(shù)指標(biāo)是已知的和固定的。此地址經(jīng)譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器。OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入，高電平有效。⑦. 低功耗，約15mW。（2）關(guān)于ADC0809ADC0809是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器。選擇模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的條件：① 轉(zhuǎn)換速率sps：1秒內(nèi)轉(zhuǎn)換多少次，有200Ksps的，1Msps的等；② 分辨率bit：一次轉(zhuǎn)換的帶寬，比如12bit，16bit，8bit等；③ 輸入信號范圍：可轉(zhuǎn)換的最大信號和最小信號范圍；④ 電源電壓：工作電源是多少伏，是否區(qū)分模擬和數(shù)字電源；⑤ 輸出接口：是并行數(shù)據(jù)總線、SPI、還是其它總線等，數(shù)據(jù)輸出速率是多少；⑥ 封裝：是DIP直插的，還是SO貼片的，還是其他封裝的等；⑦ 參考源：參考源是單一參考源，還是多參考源，參考電壓使多少等；⑧ 輸入通道：是單通道轉(zhuǎn)換，還是多通道轉(zhuǎn)換等；⑨ 功耗：功耗也是需要考慮的問題之一。40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時內(nèi)含2個外中斷口，2個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口。由于內(nèi)部RAM的存在，可以減少I/O擴展芯片、鎖存器及片外RAM等等，使整個設(shè)計顯得簡單明了。后來很多芯片廠商以各種方式與Intel公司合作，也推出了同類型的單片機，如同一種單片機的多個版本一樣，雖都在不斷的改變制造工藝，但內(nèi)核卻一樣，也就是說這類單片機指令系統(tǒng)完全兼容，絕大多數(shù)管腳也兼容；在使用上基本可以直接互換。為了降低誤報率，系統(tǒng)采用多次采集、多次判斷的方法。如果大于則啟動報警電路發(fā)出報警聲音和顯示非正常狀態(tài)，反之則為正常狀態(tài)。一旦真出現(xiàn)火災(zāi)(煙霧和溫度同時出現(xiàn)異常)時，能立即發(fā)出聲光警報。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。目前復(fù)合型火災(zāi)報警系統(tǒng)有感溫感煙型、感煙感光型、感溫感光型等多種形式。傳感器
放大電路
A/D轉(zhuǎn)換
單片機
狀態(tài)指示燈
聲音報警
LCD顯示
按鍵
串口接口
電子盤
溫度傳感器
圖22 智能火災(zāi)報警系統(tǒng)框圖火災(zāi)報警系統(tǒng)，一般由火災(zāi)探測器、聯(lián)動單元和控制器三部分組成。通過大量的研究表明陰燃是誘發(fā)火災(zāi)的重要原因?？扇嘉镆詺鈶B(tài)、液態(tài)和固態(tài)三種形態(tài)存在，助燃物通常是空氣中的氧氣。但是由于國內(nèi)的火災(zāi)報警系統(tǒng)較多的是進口產(chǎn)品或是靠引進技術(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。 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。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。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]。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。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，并進行聲光報警?；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)。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 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。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)。這一階段，火災(zāi)報警系統(tǒng)簡單，僅靠單一的溫度參量進行火災(zāi)判斷。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。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。2 火災(zāi)報警系統(tǒng)及其整體方案設(shè)計 火災(zāi)發(fā)生時的特點火災(zāi)是一種失去人為控制的由燃燒造成的災(zāi)害，產(chǎn)生火災(zāi)的基本要素是可燃物、助燃物和點火源。根據(jù)火災(zāi)發(fā)生時產(chǎn)生現(xiàn)象的不同，可以將火災(zāi)分為慢速陰燃、明火和快速發(fā)展火焰等。整體電路的框圖如圖22所示及其類型。（4）復(fù)合型火災(zāi)報警系統(tǒng)如果報警系統(tǒng)同時對溫度、煙霧和光輻射中的兩種或兩種以上參數(shù)做出響應(yīng)，那么它就是復(fù)合型火災(zāi)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