【正文】 ..................................................... 20 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 IV 小結(jié) ......................................................................................................... 22 第 4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .......................................................................................... 23 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)對(duì)軟件設(shè)計(jì)的要求 ......................................................... 23 軟件開發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介 ................................................................................. 24 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)軟件流程 ......................................................................... 24 軟件各功能模塊設(shè)計(jì) ............................................................................. 26 系統(tǒng)自檢模塊設(shè)計(jì) .................................................................... 26 各傳感器數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理模塊 ............................................ 27 數(shù)據(jù)模糊處理與告警模塊 ........................................................ 29 小結(jié) ......................................................................................................... 31 第 5章 系統(tǒng)調(diào)試及遇到的問題 .......................................................................... 32 硬件功能調(diào)試 ......................................................................................... 32 顯示功能調(diào)試 ............................................................................ 32 蜂鳴器功能調(diào)試 ........................................................................ 34 A/D 轉(zhuǎn)換功能調(diào)試 .................................................................... 36 系統(tǒng)整體運(yùn)行調(diào)試 ................................................................................. 38 小結(jié) ......................................................................................................... 40 結(jié)論 .......................................................................................................................... 41 致謝 .......................................................................................................................... 42 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................. 43 附錄 1 USING MULTIPLE SENSOR FOR DISCRIMINATING FIRE DETECTION翻譯 錯(cuò)誤 !未定義書簽。本設(shè)計(jì)具有高可靠性低誤報(bào)率等特點(diǎn)， 有一定的實(shí)用價(jià)值 。 本文首先簡(jiǎn)單介紹了火災(zāi)對(duì)人類生活的影響并介紹了當(dāng)今世界火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展情況；然后， 介紹了一種多 傳感器 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)， 講解了火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的軟件功能設(shè)計(jì)并給出了系統(tǒng)與各個(gè)功能模塊的程序流程圖；之后 詳細(xì)講解了系統(tǒng)的 各 功能模塊硬件及軟件設(shè)計(jì) ，其中 硬件設(shè)計(jì)的最后部分還論述了提高系統(tǒng)抗干擾能力與可靠性的一些方法，并對(duì)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性做了簡(jiǎn)單介紹 ， 軟件設(shè)計(jì)包括針對(duì)單片機(jī)和傳感器的數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)模糊處理、系統(tǒng)檢測(cè)與報(bào)警程序的設(shè)計(jì) ； 之后 對(duì)硬件進(jìn)行了簡(jiǎn)單的調(diào) 試 ， 對(duì)調(diào)試結(jié)果 進(jìn)行了 一些分析；最后，文章對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行了概括性總結(jié)。s extendibility. Software design includes the design of MCU and sensors data acquisition programs, data fuzzy processing programs, system check amp。 實(shí)踐證明，隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，消防工作的重要性就越來越突出。 即為火災(zāi)報(bào)警器發(fā)展的第三階段 。 現(xiàn)代消防對(duì)火災(zāi)檢測(cè)與報(bào)警的要求 由于城市規(guī)模日益擴(kuò)大，高層建筑、地下建筑、公共娛樂場(chǎng)所及大型綜合性建筑越來越多，建筑布局及功能日益復(fù)雜，用火、用電、用氣和化學(xué)物品的應(yīng)用日益廣泛，火災(zāi)的復(fù)雜性、危險(xiǎn)性大大增加。 第三，由于火災(zāi)發(fā)生的 可能性 很大程度 上取決于環(huán)境因素，因此火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)需要不僅能對(duì)固定環(huán)境的活在進(jìn)行監(jiān)測(cè)，更要 能夠 針對(duì)不同環(huán)境條 件下 變化環(huán)境中的火災(zāi)隱患進(jìn)行監(jiān)控，這對(duì)報(bào)警系統(tǒng) 的智能化以及傳感器技術(shù)提出了 新的要求 。 包括火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)，各個(gè)功能模塊的程序設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù) 收集與模糊判斷 算法設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)自檢程序的設(shè)計(jì) 。 本系統(tǒng)屬于分布式多傳感器火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，與 傳統(tǒng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)相比有以下優(yōu)點(diǎn)： 第一， 多判數(shù)據(jù)處理。 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 6 溫度傳感器 本設(shè)計(jì)使用 高精度 熱電偶溫度傳感器 YHWEP01/Pt100， 其形為薄膜鉑電阻，是用真空沉積的薄膜技術(shù)把 鉑 膜濺射在陶瓷基片上。當(dāng)煙霧進(jìn) 入 外 電離室時(shí)對(duì)電離電流產(chǎn)生影響， 使電離電流下降，集電極重新充電直到新的平衡電位，這時(shí)的電位變化經(jīng)整形后送入 A/D 轉(zhuǎn)換，即可得到煙霧濃度的數(shù)據(jù)。 一氧化碳傳感器 本設(shè)計(jì)使用的一氧化碳傳感器為 ME4CO 型電化學(xué)傳感器，該傳感器根據(jù)電化學(xué)的原理工作，利用待測(cè)氣體在電解池中工作電極上的電化學(xué)氧化過程，通過電子線路將電西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 7 解池的工作電極和參比電極恒定在一個(gè)適當(dāng)?shù)碾娢?，在該電位下可以發(fā)生待測(cè)氣體的電化 學(xué)氧化，由于氧在氧化和還原反應(yīng)時(shí)所產(chǎn)生的法拉第電流很小，可以忽略不計(jì)，于是待測(cè)氣體電化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的電流與其濃度成正比并遵循法拉第定律。 系統(tǒng)的其他部分均安裝在主板上，單片機(jī)接收到來自各傳感器的數(shù)據(jù)后將數(shù)值顯示于液晶屏，并根據(jù)事先制定好的規(guī)則判斷是否 有火災(zāi)情況，如果有火災(zāi)情況則將報(bào)警信息顯示，同時(shí)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出聲音報(bào)警，并可以在需要的情況下啟動(dòng)外部設(shè)備。 該火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)由傳感器和主板電路構(gòu)成， 綜合考慮系統(tǒng)性能與成本，選用以單片機(jī)為核心的 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 。 P0~P3 為可編程通用 I/O 腳，其功能用途由軟件定義。結(jié)合該單片機(jī)本身的特點(diǎn)，可見其完全能夠滿足本設(shè)計(jì)的要求。芯片的連接方式見圖 310，電路中另需要通過源與一只電阻串聯(lián)接入，以實(shí)現(xiàn)輸入補(bǔ)償?shù)墓δ堋? 圖 32 YHWEP01/Pt100 溫度傳感器實(shí)物圖 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e v i s i onS i z eBD a t e : 19 A pr 201 0 S he e t of F i l e : E : \畢設(shè)資料 \電路圖 \ F i r e _A l e r t .dd b D r a w n B y :R E F +1IN2R E F 3GND4~ C S5OUT6IO7V C C8UT L C 54 9C PC103DD M 7DD M 7R1kP 13P 34P 14V C C R E F +R E F A na l og西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 13 表 32 YHWEP01/Pt100 溫度傳感器工作參數(shù) 由熱電偶的溫度計(jì)算公式 ： ? ?? ?00 1 ttRRt ???? ? (31) 其中 ， R0是 0℃ 時(shí)的電偶內(nèi)阻 ，阻值 1000Ω；溫度系數(shù) α=。 177。 177。 25 177。 4H+ + O2 + 4e→2H 2O 其實(shí)物圖與主要性能參數(shù)分別如圖 37 和表 34 所示。工 作電壓高，工作電流大，灌電流可達(dá) 500mA，輸出還可以在高負(fù)載電流并行運(yùn)行。 電源管理模塊 在各種電子系統(tǒng)中，電源是不可缺少的組成部分，其性能直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)性能和工作穩(wěn)定性。 PS2,PS1,PS0 為看門狗計(jì) 時(shí)器預(yù)分頻值， 預(yù)分頻值如表 37 所示。 圖 317 MAX232 電平轉(zhuǎn)換芯片引腳分配及邏輯原理圖 圖 318 通訊模塊硬件連接圖 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e v i s i onS i z eBD a t e : 20 A pr 201 0 S he e t of F i l e : E : \畢設(shè)資料 \電路圖 \ F i r e _A l e r t .dd b D r a w n B y :12345678 910111213141516R 1 I NR 2 I NT 1 I NT 2 I NC 1+C 1R 1 O U TR 2 O U TT 1 O U TT 2 O U TC 2+C 2GNDV+ V VCCU3M A X 232 C P E162738495D B 9C 13474C 12474C4474C6474 C7474V C CP 30P 31西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 22 小結(jié) 本章對(duì)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的 個(gè)硬件模塊設(shè)計(jì)作了詳細(xì)介紹，選擇 STC89C52RC 作為系統(tǒng)處理器，傳感器選用了 Pt100 熱電偶溫度傳感器、 HIS07 例子煙霧傳感器、 ME4CO電化學(xué)一氧化碳傳感器，詳細(xì)介紹了傳感器信息采集電路、示警與顯示電路、看門狗和通信模塊的設(shè)計(jì)。 3) 數(shù)據(jù)處理即時(shí)性： 火災(zāi)發(fā)生時(shí)， 能不能及時(shí) 進(jìn)行 火災(zāi) 告警 將直接影響 能否 控制火災(zāi)規(guī)模、減少火災(zāi)造成的生命財(cái)產(chǎn)損失 。 軟件 的運(yùn)行界面如圖 41 所示。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到溫度的快速上升 同時(shí)存在煙霧和易燃?xì)怏w時(shí)將顯示明火火災(zāi)報(bào)警消息， 并 啟動(dòng)蜂鳴器報(bào)警 。由于 A/D 轉(zhuǎn)換器的采樣與轉(zhuǎn)換速度很快，往往會(huì)產(chǎn)生很多重復(fù)值，故設(shè)計(jì)了一個(gè)采樣延遲和多次采樣平均值的算法：?jiǎn)?dòng) A/D 轉(zhuǎn)換之后 ，每一次采樣之前會(huì)延時(shí) 1ms，除此之外每次讀取的數(shù)據(jù)并不送入分析過程，而是先暫存在內(nèi)存中 ，每讀取 30 個(gè)數(shù)據(jù)之后去。 2) 暗火火災(zāi)告警： 火災(zāi)從初期開始繼續(xù)發(fā)展，煙霧和一氧化碳濃度會(huì) 繼續(xù) 升高 ，溫度開始上升 ，但由于仍然沒有明火，仍然不會(huì)使溫度達(dá)到報(bào)警閾值 ，此時(shí)系統(tǒng)通過傳感器檢測(cè)到氣體和煙霧濃度的繼續(xù)升高， 將啟動(dòng)蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)將暗火火災(zāi)的消息顯示出來。 此外由于匯編程序開發(fā)周期長(zhǎng)，調(diào)試相對(duì)困難，程序可讀性低等缺點(diǎn)， 故使用 C 語(yǔ)言作為軟件開發(fā)的語(yǔ)言。 2) 兼容 性： 上一點(diǎn)中已經(jīng)說到，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)常工作于極端環(huán)境下，因此其硬件尤其是傳感器等 易損耗 部件 的更換會(huì)經(jīng)常發(fā)生，而當(dāng)沒有同樣型號(hào)的配件時(shí)，通常也只能用同類型器件替換，此時(shí)除了涉及到兼容性問題。 芯片的引腳分配以及邏輯 原理 圖見圖 317。 看門狗的命令碼見表 36。