基于單片機(jī)的火災(zāi)警報器畢業(yè)設(shè)計論文(編輯修改稿)
2025-07-24 20:26 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 要想在火災(zāi)中減少危害降低損失，就需要火災(zāi)報警器在火災(zāi)發(fā)生的早期發(fā)出報警。在火災(zāi)發(fā)生時就把它撲滅，從而保障人們的生命財產(chǎn)安全。 第 II 頁 共 25 頁 第二章 設(shè)計功能指標(biāo)要求主要功能要求：（1）報警器能適應(yīng)多種環(huán)境工作，它可以根據(jù)不同的環(huán)境自由設(shè)定報警臨界值。（2）報警器能對所處環(huán)境的溫度和煙霧濃度進(jìn)行實時檢測并將其顯示在液晶屏上。（3）報警器能夠在發(fā)生火災(zāi)時實現(xiàn)手動報警和系統(tǒng)誤報時手動取消報警。（4）報警器在發(fā)出報警時可以同時實現(xiàn)聲音報警，燈光報警，遠(yuǎn)程報警。（5）在遠(yuǎn)程報警GSM模塊中可設(shè)定兩個報警電話號碼并能隨意更改號碼。（6）報警器能在一些特殊情況下觸發(fā)報警后，待環(huán)境恢復(fù)正常時自動取消報警。 第三章 設(shè)計方案 基本設(shè)計思路 報警器由單片機(jī)、報警模塊、顯示模塊、信號采集模塊四部分構(gòu)成硬件系統(tǒng)[4]。單片機(jī)作為控制核心，各模塊的控制信息也都存儲于單片機(jī)中。系統(tǒng)通過溫度傳感器和煙霧傳感器采集環(huán)境中的溫度和煙霧濃度，然后把采集到的模擬信號送入AD芯片中進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)送入單片機(jī)中進(jìn)行判決，如果低于設(shè)定的報警臨界值則不產(chǎn)生報警繼續(xù)檢測，如果超過報警臨界值則驅(qū)動聲光報警模塊產(chǎn)生聲光報警[3]。報警的同時將報警情況通過GSM模塊發(fā)送到手機(jī)終端上。 整體方案概述 火災(zāi)報警器是可以同時對環(huán)境中的煙霧濃度和溫度進(jìn)行檢測，把檢測到的信息處理后實時顯示，并能實現(xiàn)聲光報警功能的系統(tǒng)。該報警系統(tǒng)的組成部分包括：信號采集模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、單片機(jī)、報警模塊[4]（聲光報警和遠(yuǎn)程報警）等。報警器是用延時的工作方式。選用MQ2煙霧傳感器和18B20溫度傳感器構(gòu)成信號采集模塊、蜂鳴器，報警指示燈和GSM模塊構(gòu)成了報警模塊、再用單片機(jī)配合輔助電路就構(gòu)成了火災(zāi)報警系統(tǒng)[5]，報警器檢測得到相關(guān)數(shù)據(jù)通過1602液晶屏顯示出來。按照設(shè)計的要求來看該設(shè)計又包含如下結(jié)構(gòu)，電路框圖如下所示： 圖31 總體設(shè)計框圖處理器用了51系列的單片機(jī)STC89C52。整個系統(tǒng)的控制工作是在單片機(jī)調(diào)用相關(guān)軟件來完成的。傳感器把檢測到模擬信號，送入AD芯片進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。在單片機(jī)內(nèi)調(diào)用相應(yīng)程序?qū)λ腿氲男盘栕龀雠袥Q如果超標(biāo)則驅(qū)動報警模塊報警[6]，否則繼續(xù)檢測。 關(guān)鍵硬件及電路設(shè)計方案介紹 STC89C52單片機(jī) STC89C52是一種能處理8位，帶有8K的可編程Flash存儲器的高性能低功的耗控制器[7]。它和工業(yè)中的80C51 產(chǎn)品指令和引腳都是完全兼容的。在單片機(jī)芯片中，有靈巧的8 位CPU 與可以在系統(tǒng)編程Flash[8]。STC89C52具有以下功能標(biāo)準(zhǔn)：RAM大小為256字節(jié)，32 位I/O 口線。STC89C52 可下降到0Hz 靜態(tài)邏輯操作。 MQ2煙霧傳感器MQ2傳感器的工作原理則是通過電路把電導(dǎo)率做出相應(yīng)的變換而得到煙霧濃度相對應(yīng)的信號輸出[9]。該傳感器具有以下優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、電導(dǎo)率變化大、響應(yīng)和恢復(fù)用時較短、輸出信號大、壽命長和工作狀態(tài)穩(wěn)定[10]等。這種傳感器憑借其優(yōu)越的性能在市面上得到了廣泛的應(yīng)用。 18B20溫度傳感器 DS18B20作為溫度傳感器。DS18B20的數(shù)字溫度輸出通過一條總線輸出，降低了傳感器的安裝復(fù)雜程度，能讓多個 DS18B20很容易的組成傳感器網(wǎng)絡(luò)，為整個檢測系統(tǒng)的建立和組合提高了可行性[11]。它在檢測精度、轉(zhuǎn)換時間、傳輸距離、分辨率等都要比其它溫度傳感器有的優(yōu)勢大[12]。因為它的制造工藝簡單，使其生產(chǎn)成本低。 ADC0832芯片 ADC0832芯片是8位分辨率，采用雙通道A/D轉(zhuǎn)換；輸入輸出電平與TTL/CMOS相兼容； 工作頻率為250KHZ，轉(zhuǎn)換時間為32μS；一般功耗僅為15mW；8P、14P—DIP（雙列直插）、PICC 多種封裝[13]。它的最高分辨可以達(dá)到256級能夠用于一些簡單的模數(shù)轉(zhuǎn)換。芯片電壓一般在0V5V之間。芯片轉(zhuǎn)換時間是32μS。具備雙數(shù)據(jù)輸出能夠作為數(shù)據(jù)校驗，從而降低數(shù)據(jù)誤差。轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性好，獨(dú)立使能輸入[14]。 GSM模塊TC35是一款雙頻900/1800MHZ高度集成的GSM模塊。單電源 ～ （GSM900MHz Class 4） 1W （DCS1800MHz Class 1）。工作溫度一般在20176。C to +55176。C儲存溫度一般在30176。C to +85176。C[15]。通話模式下的工作電流損耗 是300mA 、 (最大值)，省電模式下的工作電流損耗: 100μA (最大值)）。 本章小結(jié) 報警器是用信號采集模塊采集數(shù)據(jù)送入單片機(jī)進(jìn)行判決是否該驅(qū)動報警模塊發(fā)出報警，如果判決產(chǎn)生報警單片機(jī)同時調(diào)用相關(guān)程序驅(qū)動GSM模塊產(chǎn)生遠(yuǎn)程報警。由于報警器是由幾個模塊構(gòu)成，設(shè)計時要注意不同模塊間的兼容問提，充分了解各模塊的參數(shù)及其他特性。 第四章 設(shè)計的具體電路 硬件電路設(shè)計 單片機(jī)最小系統(tǒng)是單片機(jī)正常的工作起來關(guān)鍵部分，它的基本的電路構(gòu)成如圖41示。 圖41 信號處理模塊 單片機(jī)最小系統(tǒng)由單片機(jī)、復(fù)位電路、時鐘電路三個部分構(gòu)成[16]。STC89C52 單片機(jī)的用5V電源作為工作電壓。單片機(jī)在通電的時候會產(chǎn)生一個復(fù)位信號，對單片機(jī)進(jìn)行初始化。復(fù)位電路可以分為上電復(fù)位電路和按鍵復(fù)位電路。通常在程序進(jìn)入死循環(huán)后就可按復(fù)位鍵來對單片機(jī)進(jìn)行初始化，讓程序從新執(zhí)行。本設(shè)計是采用按鍵復(fù)位電路來產(chǎn)生復(fù)位信號。時鐘電路可以把它看成是一個振蕩電路。單片機(jī)的運(yùn)行快慢就是用該電路產(chǎn)生的正弦波信號來作為參考的。 時鐘電路和復(fù)位電路設(shè)計 本設(shè)計用的
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