【正文】 在此，我再一次真誠(chéng)地向幫助過(guò)我的老師和同學(xué)表示感謝！參 考 文 獻(xiàn)[1].[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006. [2].：北京大學(xué)出版社，2006. [3].：中國(guó)電力出版社，2008. [4].[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007[5].[M].武漢：華中理工大學(xué)出版社，1998[6].繆順兵，熊光明，李永萍，[J].裝備制造技術(shù)，2006第4期 [7].[M].北京：中國(guó)人民公安大學(xué)出版社，2006 [8].[J].山西建筑，2002(7)[9].：(碩士學(xué)位論文)[D].成都：四川大學(xué)，2003.[10].：(工學(xué)碩士學(xué)位論文)[D].哈爾濱理工大學(xué)，2006.[11].：(碩士學(xué)位論文)[D].山東大學(xué)，2008.[12].趙濤，：陜西理工學(xué)院，2010.附 錄 基于單片機(jī)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理圖。感謝我的家人對(duì)我大學(xué)四年學(xué)習(xí)的默默支持；感謝我的母校陜西科技大學(xué)給了我在大學(xué)四年深造的機(jī)會(huì)，讓我能繼續(xù)學(xué)習(xí)和提高；感謝各位老師和同學(xué)們四年來(lái)的關(guān)心和鼓勵(lì)。同時(shí)也要感謝其他幫助和指導(dǎo)過(guò)我的老師和同學(xué)，感謝在整個(gè)論文寫(xiě)作過(guò)程中幫助過(guò)我的每一位人。致 謝 大學(xué)四年學(xué)習(xí)時(shí)光已經(jīng)接近尾聲，在此我想對(duì)我的母校，我的父母、親人們，我的老師和同學(xué)們表達(dá)我由衷的謝意。該系統(tǒng)除采用先進(jìn)的激光探測(cè)技術(shù)和獨(dú)特的主動(dòng)式空氣采樣技術(shù)以外，還采用了“人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”算法，具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力、學(xué)習(xí)能力、容錯(cuò)能力和并行處理能力，近乎于人類(lèi)的神經(jīng)思維。對(duì)正在施工或正在進(jìn)行重新裝修的場(chǎng)所，在未安裝有線火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)前，這種臨時(shí)系統(tǒng)可以充分保障建筑物的防火安全，一旦施工結(jié)束，無(wú)線系統(tǒng)可以很容易轉(zhuǎn)移到別的場(chǎng)所。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展、人們安全意識(shí)的增強(qiáng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的進(jìn)一步完善以及智能化程度的提高，在社區(qū)家庭特別是高級(jí)住宅積極推廣應(yīng)用防盜、防火聯(lián)動(dòng)報(bào)警裝置或獨(dú)立式感煙探測(cè)器，對(duì)于預(yù)防居民家庭火災(zāi)是非常必要和行之有效的措施。此外，規(guī)模龐大的建筑使用全智能型火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，即探測(cè)器和控制器均為智能型，分別承擔(dān)不同的職能，可提高系統(tǒng)巡檢速度、穩(wěn)定性和可靠性。智能化：火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)智能化是使探測(cè)系統(tǒng)能模仿人的思維，主動(dòng)采集環(huán)境溫度、濕度、灰塵、光波等數(shù)據(jù)模擬量并充分采用模糊邏輯和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等進(jìn)行計(jì)算處理，對(duì)各項(xiàng)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比判斷，從而準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)和探測(cè)火災(zāi)，避免誤報(bào)和漏報(bào)現(xiàn)象。為了能夠進(jìn)一步提高安全性，可以在自動(dòng)聲光報(bào)警的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)帶動(dòng)煙霧管道關(guān)斷等功能。但是還存在一些不足之處，如報(bào)警時(shí)間不能存儲(chǔ)、濃度不夠精確、對(duì)于灰塵、水滴、小昆蟲(chóng)等可能產(chǎn)生誤報(bào)等，懇請(qǐng)各位老師和同仁予以批評(píng)指正。第5章．總結(jié)與展望在PROTUES中對(duì)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，仿真結(jié)果如下： 圖51 無(wú)火警信號(hào)時(shí)仿真結(jié)果 圖52 有煙霧時(shí)報(bào)警 圖53 溫度過(guò)高時(shí)報(bào)警由此可見(jiàn)，此設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了多路探測(cè)報(bào)警、顯示時(shí)間、地點(diǎn)、溫度等功能，基本上達(dá)到了題目的要求。經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)和調(diào)試，將各模塊程序編寫(xiě)完畢，實(shí)現(xiàn)了基本的功能。 if(SWH2==0)baojingzhi=47。(temp10=56))P0=display_code[0]。濃度顯示根據(jù)煙霧傳感器NIS09C的靈敏度特性編寫(xiě)程序，如：if((i==5)amp。 if(i==2||i==7)DISX=0。 P0=display_code[time[i]]。 temp10=temp1*196/1000+30。由ADC0832輸出的是8位二進(jìn)制數(shù)，然后經(jīng)程序轉(zhuǎn)換為實(shí)際電壓值顯示。} 手動(dòng)報(bào)警按鈕的功能為按奇數(shù)次報(bào)警，按偶數(shù)次停止報(bào)警。second=0。LED4=0。LED2=0。 LAM=~LAM。 second++。 tcount++。 報(bào)警程序?qū)懺诙〞r(shí)程序中，以實(shí)現(xiàn)1S鐘揚(yáng)聲器響一次，指示燈閃爍一次。ADC0832數(shù)據(jù)讀取程序流程：圖43 ADC0832數(shù)據(jù)讀取程序流程圖煙霧傳感器輸出電壓大于ADC0832的輸入電壓，因此將ADC0832的模式選擇為差分輸入，負(fù)輸入端IN為3V。該模塊主要是芯片ADC0832的編程，其時(shí)序圖如圖42： 圖42 ADC0832時(shí)序圖 由于ADC0832的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為32mS,所以A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)采樣頻率可以很快，從而也保證某些場(chǎng)合對(duì)A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性的要求。系統(tǒng)分為五個(gè)模塊：煙霧采集、溫度采集、顯示、聲光及手動(dòng)報(bào)警、靈敏度選擇。靈敏度可調(diào)節(jié)的實(shí)用意義在于系統(tǒng)應(yīng)用在有風(fēng)的環(huán)境中時(shí)，將靈敏度調(diào)高可更早一步探測(cè)煙霧信息，減少火災(zāi)引起的損失。報(bào)警時(shí)間顯示分和秒，探測(cè)溫度精確到1℃。 圖36 顯示模塊 圖37 共陽(yáng)極7段數(shù)碼管 顯示模塊采用七段數(shù)碼管，顯示報(bào)警時(shí)間和煙霧濃度、溫度。探測(cè)器探測(cè)到火情后，三極管Q1導(dǎo)通，揚(yáng)聲器發(fā)聲，同時(shí)報(bào)警燈閃爍。 溫度采集模塊 圖35 溫度采集模塊 ?？紤]到要在多個(gè)房間進(jìn)行探測(cè)，可設(shè)置多個(gè)傳感器探頭，這個(gè)設(shè)計(jì)中設(shè)置了四路探測(cè)信號(hào)，將其余三路用開(kāi)關(guān)代替。但值得注意的是，在進(jìn)行IN+與IN的輸入時(shí)，如果IN的電壓大于IN+的電壓則轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)結(jié)果始終為00H。作為單通道模擬信號(hào)輸入時(shí)ADC0832的輸入電壓是0~。隨后輸出8位數(shù)據(jù)，到第19 個(gè)脈沖時(shí)數(shù)據(jù)輸出完成，也標(biāo)志著一次A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)束。直到第11個(gè)脈沖時(shí)發(fā)出最低位數(shù)據(jù)DATA0，一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)輸出完成。到第3 個(gè)脈沖的下沉之后DI端的輸入電平就失去輸入作用，此后DO/DI端則開(kāi)始利用數(shù)據(jù)輸出DO進(jìn)行轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的讀取。當(dāng)2 位數(shù)據(jù)為“0”、“0”時(shí)，將CH0作為正輸入端IN+，CH1作為負(fù)輸入端IN進(jìn)行輸入。當(dāng)此2 位數(shù)據(jù)為“1”、“0”時(shí)，只對(duì)CH0 進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。在第1 個(gè)時(shí)鐘脈沖的下沉之前DI端必須是高電平，表示啟始信號(hào)。當(dāng)要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，須先將使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。但由于DO端與DI端在通信時(shí)并未同時(shí)有效并與單片機(jī)的接口是雙向的，所以電路設(shè)計(jì)時(shí)可以將DO和DI 并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。通過(guò)DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為32mS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。　　ADC0832為8位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá)256級(jí)，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。CLK 芯片時(shí)鐘輸入。 DI　　數(shù)據(jù)信號(hào)輸入，選擇通道控制。 CH1 模擬輸入通道1，或作為IN+/使用。芯片引角說(shuō)明，如圖33所示：圖33 ADC0832引角圖 片選使能，低電平芯片使能。 圖32 單片機(jī)引角圖ADC0832是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種8位分辨率、雙通道A/D轉(zhuǎn)換芯片，它體積小，兼容性強(qiáng)，性價(jià)比高。其中STC89S52有如下特性：1)與MCS51單片機(jī)產(chǎn)品兼容；2)8K字節(jié)可反復(fù)擦寫(xiě)(1000次)ISP Flash存儲(chǔ)器；3)32個(gè)雙向I/O口；4)三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器；5)1288bit內(nèi)部RAM；6)雙數(shù)據(jù)寄存器指針；7)6個(gè)中斷源；8)全雙工UART串行通道；9)低功耗空閑和掉電模式，掉電后中斷可喚醒；10)看門(mén)狗(WDT)定時(shí)器。2)STC單片機(jī)內(nèi)部集成了看門(mén)狗電路。近年來(lái)，隨著Intel公司對(duì)8031內(nèi)核的公開(kāi)以及半導(dǎo)體企業(yè)在關(guān)鍵技術(shù)上的相互滲透，不僅Intel公司，而且Philips、Atmel公司等企業(yè)目前都生產(chǎn)MCS51系列的CPU。生產(chǎn)單片機(jī)的廠商有很多，尤其是近年來(lái)微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，比較著名的有Intel、Philips、Microchip、Motorola、Zilog、Atmel等半導(dǎo)體企業(yè)。目前市場(chǎng)上的單片機(jī)從數(shù)據(jù)總線寬度上來(lái)分主要有8位機(jī)、16位機(jī)、32位機(jī)，其中，32位單片機(jī)近年來(lái)在信號(hào)分析與處理、語(yǔ)音處理、數(shù)字圖像處理等數(shù)字信號(hào)處理運(yùn)用領(lǐng)域得到了廣泛的運(yùn)用。系統(tǒng)框圖如圖31：圖31 系統(tǒng)框圖單片機(jī)，又稱微處理器，屬于第四代電子計(jì)算機(jī)。系統(tǒng)將煙霧傳感器測(cè)得的電壓信號(hào)通過(guò)比較器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后輸入單片機(jī)處理。溫度傳感器采用DS18B20。 綜合以上分析，考慮成本、使用環(huán)境、傳感器性能等多方面因素，此設(shè)計(jì)選擇用NIS09C型離子式半導(dǎo)體電阻式煙霧傳感器。算法核心：首先程序判斷溫度是否是零下，如果是，則DS18B20保存的是溫度的補(bǔ)碼值，需要對(duì)其低8位(LS Byte)取反加一變成原碼。其中低字節(jié)(LS Byte)的低4位來(lái)保存溫度的小數(shù)位(bit0 ～ bit3)。表26 DS18B20溫度值格式表LS ByteMS ByteSSSSS3)溫度轉(zhuǎn)換算法及分析由于DS18B20轉(zhuǎn)換后的代碼并不是實(shí)際的溫度值，所以要進(jìn)行計(jì)算轉(zhuǎn)換。溫度值格式如表26所示，其中“S”為標(biāo)志位，對(duì)應(yīng)的溫度計(jì)算：當(dāng)符號(hào)位S=0時(shí)，直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)S=1時(shí)，先將補(bǔ)碼變換為原碼，再計(jì)算十進(jìn)制值。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以16位帶符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)在高速暫存存儲(chǔ)器的0，1字節(jié)。其引角電路如圖28 所示：圖28 DS18B20測(cè)溫電路2)DSI8B20的測(cè)溫功能的實(shí)現(xiàn)：其測(cè)溫電路的實(shí)現(xiàn)是依靠單片機(jī)軟件的編程。1)DS18B20的特性如下：a)獨(dú)特的單線接口僅需一個(gè)端口引腳進(jìn)行通訊；b)簡(jiǎn)單的多點(diǎn)分布應(yīng)用；c)無(wú)需外部器件；d)可通過(guò)數(shù)據(jù)線供電；e)零待機(jī)功耗；f)測(cè)溫范圍55～+125℃