基于單片機(jī)的火災(zāi)警報(bào)器畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2025-07-24 20:26 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 要想在火災(zāi)中減少危害降低損失，就需要火災(zāi)報(bào)警器在火災(zāi)發(fā)生的早期發(fā)出報(bào)警。在火災(zāi)發(fā)生時(shí)就把它撲滅，從而保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。 第 II 頁 共 25 頁 第二章 設(shè)計(jì)功能指標(biāo)要求主要功能要求：（1）報(bào)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(bào)警臨界值。（2）報(bào)警器能對(duì)所處環(huán)境的溫度和煙霧濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)并將其顯示在液晶屏上。（3）報(bào)警器能夠在發(fā)生火災(zāi)時(shí)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)報(bào)警和系統(tǒng)誤報(bào)時(shí)手動(dòng)取消報(bào)警。（4）報(bào)警器在發(fā)出報(bào)警時(shí)可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)聲音報(bào)警，燈光報(bào)警，遠(yuǎn)程報(bào)警。（5）在遠(yuǎn)程報(bào)警GSM模塊中可設(shè)定兩個(gè)報(bào)警電話號(hào)碼并能隨意更改號(hào)碼。（6）報(bào)警器能在一些特殊情況下觸發(fā)報(bào)警后，待環(huán)境恢復(fù)正常時(shí)自動(dòng)取消報(bào)警。 第三章 設(shè)計(jì)方案 基本設(shè)計(jì)思路 報(bào)警器由單片機(jī)、報(bào)警模塊、顯示模塊、信號(hào)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(chǔ)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(hào)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(bào)警臨界值則不產(chǎn)生報(bào)警繼續(xù)檢測(cè)，如果超過報(bào)警臨界值則驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警模塊產(chǎn)生聲光報(bào)警[3]。報(bào)警的同時(shí)將報(bào)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(bào)警器是可以同時(shí)對(duì)環(huán)境中的煙霧濃度和溫度進(jìn)行檢測(cè)，把檢測(cè)到的信息處理后實(shí)時(shí)顯示，并能實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警功能的系統(tǒng)。該報(bào)警系統(tǒng)的組成部分包括：信號(hào)采集模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、單片機(jī)、報(bào)警模塊[4]（聲光報(bào)警和遠(yuǎn)程報(bào)警）等。報(bào)警器是用延時(shí)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(hào)采集模塊、蜂鳴器，報(bào)警指示燈和GSM模塊構(gòu)成了報(bào)警模塊、再用單片機(jī)配合輔助電路就構(gòu)成了火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)[5]，報(bào)警器檢測(cè)得到相關(guān)數(shù)據(jù)通過1602液晶屏顯示出來。按照設(shè)計(jì)的要求來看該設(shè)計(jì)又包含如下結(jié)構(gòu)，電路框圖如下所示： 圖31 總體設(shè)計(jì)框圖處理器用了51系列的單片機(jī)STC89C52。整個(gè)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(cè)到模擬信號(hào)，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?hào)做出判決如果超標(biāo)則驅(qū)動(dòng)報(bào)警模塊報(bào)警[6]，否則繼續(xù)檢測(cè)。 關(guān)鍵硬件及電路設(shè)計(jì)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(chǔ)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(duì)應(yīng)的信號(hào)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(shí)較短、輸出信號(hào)大、壽命長(zhǎng)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(gè) DS18B20很容易的組成傳感器網(wǎng)絡(luò)，為整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的建立和組合提高了可行性[11]。它在檢測(cè)精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等都要比其它溫度傳感器有的優(yōu)勢(shì)大[12]。因?yàn)樗闹圃旃に嚭?jiǎn)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(shí)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(jí)能夠用于一些簡(jiǎn)單的模數(shù)轉(zhuǎn)換。芯片電壓一般在0V5V之間。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間是32μS。具備雙數(shù)據(jù)輸出能夠作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，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(chǔ)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(bào)警器是用信號(hào)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(dòng)報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警，如果判決產(chǎn)生報(bào)警單片機(jī)同時(shí)調(diào)用相關(guān)程序驅(qū)動(dòng)GSM模塊產(chǎn)生遠(yuǎn)程報(bào)警。由于報(bào)警器是由幾個(gè)模塊構(gòu)成，設(shè)計(jì)時(shí)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(jì)的具體電路 硬件電路設(shè)計(jì) 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(hào)處理模塊 單片機(jī)最小系統(tǒng)由單片機(jī)、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路三個(gè)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(shí)候會(huì)產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)，對(duì)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(duì)單片機(jī)進(jìn)行初始化，讓程序從新執(zhí)行。本設(shè)計(jì)是采用按鍵復(fù)位電路來產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)。時(shí)鐘電路可以把它看成是一個(gè)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(hào)來作為參考的。 時(shí)鐘電路和復(fù)位電路設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)用的
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