基于單片機(jī)的火災(zāi)自動警報系統(tǒng)論文-資料下載頁
2025-06-27 19:45本頁面
【正文】 ，對于這種鍵各程序可以采用中斷查詢的方法，功能就是：檢測是否有鍵閉合，如有鍵閉合，則去除鍵抖動，判斷鍵號并轉(zhuǎn)入相應(yīng)的鍵處理。4個鍵定義如下：：S1功能轉(zhuǎn)換鍵，按此鍵則開始鍵盤控制。：S2加，％。：S3減，％。RST： S4復(fù)位鍵，使系統(tǒng)復(fù)位。 報警器故障自診斷判斷傳感器電源連接情況。在傳感器的地端串聯(lián)一個電阻R，當(dāng)傳感器正常連接時，電阻和傳感器分壓，此時電阻兩端有微弱的電壓，：如果如果傳感器電源連接不正常，則會產(chǎn)生斷路，檢測到電阻兩端電壓為0。第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 主程序流程圖 主程序流程圖如圖41所示：Y開始初始化傳感器預(yù)熱、故障檢測鍵盤處理報警限設(shè)置報警子程序平均值法濾波線性化處理設(shè)置指示燈狀態(tài)YN是否按下模式切換A/D轉(zhuǎn)換N是否超過報警限濃度顯示 圖41 主程序流程圖首先要給傳感器預(yù)熱三分鐘，因為傳感器需要預(yù)熱一段時間才能正常采集煙霧和溫度信息。預(yù)熱同時，對傳感器加熱絲故障檢測，采用軟件方式檢測傳感器加熱絲或電纜線是否斷線或者接觸不良。程序初始化結(jié)束后，系統(tǒng)進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài)。AT89S52單片機(jī)對傳感器檢測到的煙霧濃度和溫度信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換、平均值法濾波、線性化處理后，將檢測值與報警限設(shè)定值相比較，判斷是否報警。同時送入顯示器顯示通道及相應(yīng)的數(shù)字量。主程序還包括狀態(tài)指示燈及按鍵功能，中斷子程序等，使報警器功能更加完善，給用戶帶來便利。 主程序初始化流程圖主程序初始化流程圖如圖32所示。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。首先設(shè)定定時器工作方式，然后開系統(tǒng)中斷，以便響應(yīng)中斷定時，及時對氣體濃度和溫度進(jìn)行采樣。然后關(guān)閉蜂鳴器，開啟綠燈，設(shè)置報警限初值。開始定時器初始化開中斷關(guān)閉蜂鳴器，打開綠燈設(shè)定初值YN是否保持報警初值返回 圖42 主程序初始化流程圖 濾波子程序在對氣體濃度采樣時，可能會遇到尖脈沖干擾的現(xiàn)象。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。如果采用一般的平均值法，則干擾將“平均”到計算結(jié)果上去，故平均值法不易消除由于脈沖干擾而引起的煙霧濃度采樣值的偏差。 為此，可采取去極值平均濾波法，先對N個采樣數(shù)據(jù)進(jìn)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。這種方法既可濾去脈沖干擾又可濾去小的隨機(jī) 干擾。保證報警器檢測煙霧濃度的準(zhǔn)確性，減小誤報、錯報的可能。開始設(shè)定采樣次數(shù)調(diào)用A/D采樣求第二個到第九個采樣值的累加和將累加和求平均值送入寄存器NY已達(dá)到設(shè)定次數(shù)將采樣值排序 圖44 濾波子程序流程圖 線性化子程序 本論文報警器使用的TGS202型傳感器的電阻是隨著可燃?xì)怏w濃度值的升高而降低的，因此輸入單片機(jī)的電壓也是隨之降低的。電壓值與氣體濃度之間是非線性的關(guān)系，為了實時顯示煙霧濃度需要對其進(jìn)行線性化處理。在誤差許可范圍內(nèi)，根據(jù)標(biāo)定曲線形狀，以及單片機(jī)處理能力，把曲線分成若干小段，對每小段分別線性化根據(jù)分段線性插值法求輸入單片機(jī)的某一電壓值對應(yīng)的煙霧濃度的 公式如下： 式中，N為所分區(qū)間個數(shù)，f(x)為實際煙霧檢測濃度，x為實際氣體檢測濃度對應(yīng)的電壓值，xi是區(qū)間的下限濃度對應(yīng)電壓值，xi+1是區(qū)間的上限濃度對應(yīng)電壓值，f(xi)為區(qū)間下限煙霧濃度值，f(xi+1)為區(qū)間上限煙霧濃度值。分段插值法線性化程序流程圖如圖45所示：圖45 線性化子程序 報警子程序當(dāng)煙霧濃度或溫度值超過報警限設(shè)定值時，蜂鳴器發(fā)聲，對應(yīng)通道的紅燈閃亮，以提示操作人員采取安全對策或自動控制相關(guān)安全裝置，從而保障生產(chǎn)安全，避免火災(zāi)和爆炸事故的發(fā)生。為防止誤報，在程序設(shè)計上，對煙霧濃度和溫度進(jìn)行快速重復(fù)檢測和延時報警，以區(qū)別出時管道中煙霧的泄露，還是由于暫時打開閥門產(chǎn)生的可燃煙霧的微量散失，防止誤報。報警子程序流程圖如圖46所示。圖46 報警子程序流程圖NYNYY開始讀取處理后的氣體濃度值或溫度值延遲20秒后采集一組數(shù)據(jù)YN是否煙霧濃度≥％或溫度≥100℃?zhèn)鞲衅鞴收献栽\斷傳感器有問題返回啟動故障報警復(fù)位鍵是否按下煙霧濃度≥％或溫度≥100℃溫度≥100℃N啟動火災(zāi)報警 鍵盤處理子程序 按鍵處理子程序流程圖如圖47所示。開始掃描鍵值是否有鍵按下延時10ms消抖是否有鍵按下提取鍵值調(diào)用鍵盤處理子程序結(jié)束NNYYY 圖47 鍵盤處理子程序流程圖結(jié)論火災(zāi)報警器可保障生產(chǎn)與生活的安全，避免火災(zāi)和爆炸事故以及煤氣中毒的發(fā)生，它是防火、防爆和安全生產(chǎn)所必備的儀器，具有廣闊的市場空間與發(fā)展前景。本論文是在對煙霧、溫度傳感器和報警技術(shù)進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，全面比較國內(nèi)外同類產(chǎn)品的技術(shù)特點，合理地確定系統(tǒng)的設(shè)計方案，并對儀器的整體設(shè)計和各個組成部分進(jìn)行了詳細(xì)的分析和設(shè)計。本次畢業(yè)設(shè)計經(jīng)過努力，整個系統(tǒng)實現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo)。本系統(tǒng)通過設(shè)計一個以AT89S52單片機(jī)為核心的火災(zāi)報警器可以實現(xiàn)聲光報警、故障自診斷、濃度顯示、報警限設(shè)置、延時報警等功能。是一種結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、使用方便、價格低廉、智能化的火災(zāi)報警器，具有一定的實用價值。本報警器電路結(jié)構(gòu)簡單、可維護(hù)性好。由于實現(xiàn)了對普通環(huán)境中煙霧濃度和溫度的實時監(jiān)控，因此具有非常普遍的意義，能廣泛應(yīng)用于居民家庭、企事業(yè)單位等多方面的安全防范。但是也存在不少的不足。由于電源的波動，傳感器的電氣特性等問題，使得A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果有時波動很大，這樣就可能出現(xiàn)誤報警。由于時間的關(guān)系，系統(tǒng)中本應(yīng)具有的串行通信的功能沒有實現(xiàn)，而只是實現(xiàn)了煙霧濃度、溫度顯示及按鍵控制。由于上述缺點的存在,此系統(tǒng)不是很完善，還有待進(jìn)一步改進(jìn)。通過這次設(shè)計，更加深入的理解和掌握了這方面的知識，對本專業(yè)的認(rèn)識也更加深入，使自己對本專業(yè)更加的熱愛，對本科階段四年的學(xué)習(xí)做了進(jìn)一步的總結(jié)，更加明確了自己學(xué)習(xí)的目標(biāo)和方向。在設(shè)計過程中，自己也學(xué)到了許多新的知識，有很多感悟和體驗心得。而且，對工程設(shè)計的流程和步驟有了清晰的認(rèn)識，為自己日后的學(xué)習(xí)和研究打下了堅實的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)[1] 孫育才，MCS51系列單片微型計算機(jī)及其應(yīng)用，第4版，東南大學(xué)出版社，2006[2] 王慶，Protel 99 SEamp。DXP電路設(shè)計教程，電子工業(yè)出版社，2008[3] 康華光，電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分，第4版，高等教育出版社,2006 [4] 劉軍，單片機(jī)原理與接口技術(shù)，華東理工大學(xué)出版社，2006[5] 賴壽宏，微型計算機(jī)控制技術(shù)，機(jī)械工業(yè)出版社，2009．[6] 李中望，一種智能火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計方案，安防科技，2008[7] 王忠民，基于單片機(jī)的語音數(shù)字聯(lián)網(wǎng)火災(zāi)報警器設(shè)計，現(xiàn)代電子技術(shù)，2004，27（10）[8] Atmel Corporation 8bit Microcontroller with 8K Bytes InSystem Programmable Flash AT89S52附 錄
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