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1、单片机火灾智能报警系统专 业：电气工程及其自动化摘要本文利用单片机结合传感器技术而开发设计了这一火灾自动报警系统。本设计将采用DS18B20数字温度传感器，可将温度信号直接转换成数字信号送给单片机，电路简单，成本低；同时可设置温度报警值，实现声光报警。选用MQ-2型半导体可燃气体敏感元件烟雾传感器实现烟雾的检测，具有灵敏度高、响应快、抗干扰能力强等优点，而且价格低廉，使用寿命长。采用SMC1602A液晶显示模块可以直观的显示实时温度和气体浓度。选用最常用的AT89S52单片机对所采集的数据进行处理。该火灾自动报警系统结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉，具有一定的实用价值。关键字：火灾自动报
2、警系统 单片机 MQ-2ABSTRACTThis article used the Single Chip Microcomputer and sensor technology to develop has designed this automatic fire alarming system. This design will use the DS18B20 digital temperature sensor, the temperature signal can be converted directly into a digital signal and send to the S
3、ingle Chip Microcomputer, the circuit is simple and low cost; At the same time, we can set the limiting temperature, and achieve the sound and light alarm. In which selects the MQ-2 semiconductor resistance type smog sensor realizes the smog examination, has the high sensitivity, quickly responds, s
4、trong anti jamming ability and so on the merits, moreover the price is inexpensive, the service life is long. Liquid Crystal Module can be used the SMC1602A visual display real time temperature and gas concentration. The most commonly used 89S52 Single Chip Microcomputer used on the data collected f
5、or processing. This automatic fire alarming system is simple structure, stable performance, easy to use, low cost, and has certain practical value.Key words: Automatic fire alarming system Single Chip Microcomputer MQ-2目录摘要IABSTRACTII目录III前言1 设计要求及方案11.1 设计目的与基本要求11.2 主要应用方向与设计构思12 系统硬件组成和基本工作原理22.1
6、 系统工作原理22.2 控制器模块设计22.3 显示模块设计32.4 温度采集模块设计52.5 气体采集模块设计72.6 报警电路模块设计103 系统的应用软件设计133.1 AT89S52单片机调试及开发工具133.2 主程序流程134 系统调试15总 结16致谢17参考文献18附录一 原理图19附录二 程序20附录三 实物图21前言无线火灾传感器硬件和软件平台的设计对于整个系统的开发与应用至关重要，作为整个系统的底层支持，其必然向微型化、高度集成化、网络化、节能化、智能化的方向发展，近几年，随着计算机成本下降和微处理器体积缩小，开发和构造火灾智能无线报警系统将有广阔的应用前景。工程试验结果
7、充分显示了技术的可行性和实现的有效性。随着智能楼宇技术应用的迅速发展，商业市场对火灾报警器的需求不断增长，目前主要使用的是智能型总线制分布式计算机系统的火灾报警系统，虽然在系统安装方面比过去大大方便，但仍然不能满足现代需要，其安装成本约占设备成本的33%70%。而无线火灾报警系统能够满足目前要求，它具有安装容易、快捷、便宜、无需布线、对建筑物表面的最小破坏性、对功能变化的易适应性等特点。有关资料统计表明：凡是安装了火灾自动报警系统的场所，发生了火灾一股地说都能及早报警，不会酿成重大火灾。在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。火灾是世界上发生频率较高的一种灾害
8、，几乎每天都有火灾发生。据联合国“世界火灾统计中心(WFSC)2000统计资料”，全球每年大约发生火灾600万至700万次，全球每年死于火灾的人数约为65000至75000人。其中，欧美地区发生的火灾较多，死亡人数却相对较少，这与欧美发达国家的生活水平以及消防技术和设施有关;相比较而言，亚洲地区发生火灾次数较少，但死亡人数较多，这与亚洲经济发展程度不高、消防设施不完善等因素有关。据统计，我国70年代火灾年平均损失不到2.5亿元，80年代火灾年平均损失接近3.2亿元。进入90年代，特别是1993年以来，火灾造成的直接财产损失上升到年均十几亿元，年均死亡2000多人。随着经济和城市建设的快速发展，
9、城市高层、地下以及大型综合性建筑日益增多，火灾隐患也大大增加，火灾发生的数量及其造成的损失呈逐年上升趋势。一旦发生火灾，将对人的生命和财产造成极大的危害7。严峻的事实证明，随着社会和经济的发展，社会财富日益增加，火灾给人类、社会和自然造成的危害范围不断扩大，它不仅毁坏物质财产，造成社会秩序的混乱，还直接危胁生命安全，给人们的心灵造成极大的伤害。残酷的现实让人们逐渐认识到监控预警和消防工作的重要性，良好的监控系统和及时的报警机制可以大大降低人员的伤亡，为社会减少不必要的损失8。火灾自动报警系统(FAS)就是为了满足这一需求而研制出的，并且其自身的技术水平也在随着人们需求的不断地提高，在功能、结构
10、、形式等方面不断地完善。火灾自动报警系统能迅速监测火情，可发现人们不易发觉的火灾早期特征，可将火灾带来的生命财产损失降到最低限度。火灾发生的早期，会使得燃烧物质分解，析出大量的有毒气体CO，人们可能在毫无察觉火情的情况下就发生了CO中毒，从而无力逃生，火灾自动报警系统可监测到CO浓度的变化，为人们提供CO浓度超标报警信息，通知人们及时疏散9。火灾自动报警系统可作为城市消防系统的单元，通过城市消防专用网与城市消防报警中心联网，及时将报警信息传递到消防报警中心，城市消防报警中心会自动查找到火灾发生的位置，并为消防队员制定消防路线图，以便消防队员可以迅速抵达火灾地点10。火灾自动报警系统能对火灾进行
11、实时监测和准确报警，有着防止和减少火灾危害、保护人身安全和财产安全的重要意义，有着很大的经济效益和社会效益。1 设计要求及方案1.1 设计目的与基本要求目的是设计一个由单片机控制的火灾自动报警系统，采用温度传感器和烟雾传感器，对温度及烟雾的情况进行实时监测，能对周围环境的温度及烟雾的突变进行报警。通过这个设计提高自己对单片机的使用能力，了解和掌握温度传感器和烟雾传感器的使用，巩固自己在大学所学知识，增强自己的实际操作能力。要求所设计的火灾自动报警系统能够对温度和烟雾进行实时监测，出现异常状况能够进行报警，起到早期发现火灾和通报火灾的作用。1.2 主要应用方向与设计构思本设计主要用于居民住宅区、
12、机房、办公室等小型防火单位，是为人们提供的一种简单的、廉价实用的火灾自动报警装置。本火灾自动报警系统应由触发器件、警报装置、显示装置以及数据处理等装置组成。触发器件包括自动或者手动产生报警信号的器件，如DS18B20温度传感器，MQ-2气体传感器，手动报警按钮。警报装置包括声音报警装置（蜂鸣器）和光报警装置（LED灯）。显示装置是CAI3461BH数码管模块，能够实时显示由DS18B20温度传感器和MQ-2气体传感器所传送的数据。采用AT89S52单片机作为主控芯片进行数据处理和各项操作。其中MQ-2气体传感器需要配置放大电路和A/D转换模块对其信号进行处理，采用LM324芯片做放大电路，AD
13、C0804芯片制作A/D转换模块。2 系统硬件组成和基本工作原理2.1 系统工作原理本火灾自动报警系统中，以AT89S52单片机为主控核心，使用DS18B20温度传感器采集温度信息，使用MQ-2气体传感器采集气体信息。DS18B20采集的数据为数字信号，可以直接发送至单片机进行处理。MQ-2气体传感器输出的信号一般比较微弱，需要经过前置电路对其进行放大、滤波、电平调整，满足单片机对输入信号的要求。MQ-2半导体烟雾传感器属于电阻型，因此只需串联一个参考电阻，再经过一个放大电路即可发送给ADC0804采集，信号经过A/D转换模块后传送进入单片机进行处理。单片机内部程序中预先设定报警临界值，包括温
14、度过高报警和气体浓度过高报警。单片机正常工作后，判断所接收到的数据是否达到报警临界值，如果到达报警值单片机控制蜂鸣器和LED灯进行报警，如果没有达到报警值单片机继续接收并处理新数据。如果单片机接收到报警按键信号，直接报警。单片机实时向CAI3461BH数码管显示模块输出显示信号，液晶显示模块显示周围环境温度和气体数值。下图是系统工作原理框图：按键报警DS18B20MQ-2LM324ADC0804AT89S52单片机CAI3461BH蜂鸣器LED灯图1 系统原理图2.2 控制器模块设计在自动火灾报警系统的设计中，单片机是其核心部件。单片机一方面要接收来自传感器送来的感应信号和故障检测信号，另一方
15、面要对不同信号分别进行处理，控制后续电路的相应工作，同时还要查询是否有按键按下的请求。如今市面上比较普遍的单片机主要是89S52系列。89S52单片机应用普遍，工具多，易上手，片源广，价格低，编程灵活，控制简单，很适合我们所要制作的火灾自动报警系统。2.2.1 AT89S52单片机AT89S52单片机是低功耗的、具有4KB在线可编程Flash存储器的单片机。它与通用80C51系列单片机的指令系统和引脚兼容。片内的Flash可允许在线重新编程，也可使用非易失性存储器编程。他将通用CPU和在线可编程Flash集成在一个芯片上，形成了功能强大、使用灵活和具有较高性能性价比的微控制器。图2 AT89S
16、52引脚图AT89S52具有如下特性：片内程序存储器含有4KB的Flash存储器，允许在线编程，擦写周期可达1000次；片内数据存储器内含128字节的RAM；I/O口具有32根可编程I/O线；具有两个16位I/O线；中断系统具有6个中断源、5个终端矢量、2个中断优先级的中断结构；串行口是一个全双工的串行通信口；具有两个数据指针DPTR0和DPTR1；低功耗节电模式有节电模式和掉电模式；包含3级程序锁定位；AT89S52的电源电压为4.0-5.5V；振荡器频率0-33MHz；具有片内看门狗定时器；灵活的在线片内编程模式（字节和页编程模式）；具有断电标志模式POF。89S52相对于89C51增加的
17、新功能包括：新增加很多功能，性能有了较大提升，价格基本不变，甚至比89C51 更低；ISP 在线编程功能，这个功能的优势在于改写单片机存储器内的程序不需要把芯片从工作环境中剥离，是一个强大易用的功能；最高工作频率为33MHz，大家都知道89C51 的极限工作频率是24M，就是说S52具有更高工作频率，从而具有了更快的计算速度；具有双工UART 串行通道；内部集成看门狗计时器，不再需要像89C51 那样外接看门狗计时器单元电路；双数据指示器；电源关闭标识；全新的加密算法，这使得对于89S52的解密变为不可能，程序的保密性大大加强，这样就可以有效的保护知识产权不被侵犯。兼容性方面：向下完全兼容51
18、 全部字系列产品，比如8051、89C51 等等早期MCS-51 兼容产品，也就是说所有教科书、网络教程上的程序（不论教科书上采用的单片机是8051还是89C51 还是MCS-51 等等），在89S52上一样可以照常运行，这就是所谓的向下兼容。2.3 显示模块设计本火灾自动报警系统需要实现对周围环境温度和气体的实时监测，故需要显示模块来显示周围环境的温度和气体变量。采用SMC1602A液晶显示模块可以实时清楚的显示周围环境变量，该液晶显示模块能够同时显示16*02即32个字符，也就是16列2行，便于独立显示温度和气体变量。2.3.1 CAI3461BH数码管介绍其主要技术参数如下：模块工作电压
19、： 2.75.5V工作电流： 80mA,每段10mA字高： 11.4mm环境相对湿度：85 视角：6:00工作温度： -10+50C显示方式： 反射式正显示存储温度：-20+60C接口方式： 8线并行接口图3数码管内部结构图图4 数码管结构图数码管引脚图数码管使用注意事项说明：（1）数码管表面不要用手触摸，不要用手去弄引角；（2）焊接温度：260度；焊接时间：5S（3）表面有保护膜的产品,可以在使用前撕下来。这类数码管可以分为共阳极与共阴极两种，共阳极就是把所有LED的阳极连接到共同接点com，而每个LED的阴极分别为a、b、c、d、e、f、g及dp（小数点）；共阴极则是把所有LED的阴极连接
20、到共同接点com，而每个LED的阳极分别为a、b、c、d、e、f、g及dp（小数点），如下图4。图中的8个LED分别与上面那个图中的ADP各段相对应，通过控制各个LED的亮灭来显示数字。实际的数码管的引脚是怎样排列对于单个数码管来说，从它的正面看进去，左下角那个脚为1脚，以逆时针方向依次为110脚，左上角那个脚便是10脚了，上面两个图中的数字分别与这10个管脚一一对应。注意，3脚和8脚是连通的，这两个都是公共脚。还有一种比较常用的是四位数码管，内部的4个数码管共用adp这8根数据线，为人们的使用提供了方便，因为里面有4个数码管，所以它有4个公共端，加上adp，共有12个引脚。2.4 温度采集模
21、块设计本设计的测温元件采用DS18B20数字温度传感器，该产品采用美国DALLAS公司生产的DS18B20可组网数字温度传感器芯片封装而成，具有耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。使用DS18B20数字温度传感器，可以感测周围环境温度变化，并将数据传送给单片机进行处理，实现周围环境实时温度的监测。2.4.1 DS18B20介绍DS18B20数字温度计提供9位温度读数，指示器件的温度。信息经过单线接口送入DS18B20或从DS18B20送出，因此从中央处理器到DS18B20仅需连接一条线（和地）。读、写和完成温度变换所需的电源可以由数据线本身提供，
22、而不需要外部电源。DS18B20具有独特的单线接口，只需1个接口引脚即可通信；多点能力使分布式温度检测应用得以简化；不需要外部元件；可用数据线供电，不需备份电源；测量范围从-55至+125，增量值为0.5。等效的华氏温度范围是-67F至257F；以9位数字方式读出温度；在1秒（典型值）内把温度变换为数字；用户可定义的，非易失性的温度告警设置；告诫搜索命令识别和寻址温度在编定的极限之外的器件（温度告警情况）；应用范围包括恒温控制，工业系统，消费类产品，温度计或任何热敏系统。图5 DS18B20封装 图6 DS18B20引脚图2.4.2 DS18B20的使用方法DS18B20的温度检测与数字数据输
23、出全集成于一个芯片之上，从而抗干扰力更强。一个工作周期可分为两个部分，即温度检测和数据处理。DS18B20共有三种形态的存储器资源，它们分别是：ROM只读存储器，用于存放DS18B20ID编码，其前8位是单线系列编码（DS18B20的编码是19H），后面48位是芯片唯一的序列号，最后8位是以上56的位的CRC码（冗余校验）。数据在出产时设置不由用户更改。DS18B20共64位ROM。RAM 数据暂存器，用于内部计算和数据存取，数据在掉电后丢失，DS18B20共9个字节RAM，每个字节为8位。第1、2个字节是温度转换后的数据值信息，第3、4个字节是用户EEPROM（常用于温度报警值储存）的镜像。
24、在上电复位时其值将被刷新。第5个字节则是用户第3个EEPROM的镜像。第6、7、8个字节为计数寄存器，是为了让用户得到更高的温度分辨率而设计的，同样也是内部温度转换、计算的暂存单元。第9个字节为前8个字节的CRC码。EEPROM 非易失性记忆体，用于存放长期需要保存的数据，上下限温度报警值和校验数据，DS18B20共3位EEPROM，并在RAM都存在镜像，以方便用户操作。在每一次读温度之前都必须进行复杂的且精准时序的处理，因为DS18B20的硬件简单结果就会导致软件的巨大开消，也是尽力减少有形资产转化为无形资产的投入，是一种较好的节约之道。2.5 气体采集模块设计气体采集模块是能够检测环境中的
25、烟雾等气体的浓度，并将其转换为数字信号传送至主控芯片，其最基本组成部分应包括：气体信号采集电路、模拟放大电路、模数转换电路、单片机控制电路。气体信号采集电路一般由气体传感器和模拟放大电路组成，将烟雾等气体信号转化为模拟的电信号。模数转换电路将从烟雾检测电路送出的模拟信号转换成单片机可识别的数字信号后送入单片机。2.5.1 MQ-2传感器介绍本设计中采用的MQ-2型半导体可燃气体敏感元件烟雾传感器属于气敏传感器，是气-电变换器，它将可燃性气体在空气中的含量(即浓度)转化成电压或者电流信号，通过A/D转换电路将模拟量转换成数字量后送到单片机，进而由单片机完成数据处理、浓度处理及报警控制等工作。MQ
26、-2型半导体可燃气体敏感元件烟雾传感器具有灵敏度高、响应快、抗干扰性好、使用方便、价格便宜，且不会发生探头阻缓及中毒现象，维护成本较低等优点。因此，本设计采用MQ-2气体传感器作为报警器烟雾信息采集部分的核心。MQ-2型烟雾传感器属于二氧化锡半导体气敏材料，属于表面离子式N型半导体。当处于200300C温度时，二氧化锡吸附空气中的氧，形成氧的负离子吸附，使半导体中的电子密度减少，从而使其电阻值增加。当与烟雾接触时，如果晶粒间界处的势垒受到该烟雾的调制而变化，就会引起表面电导率的变化。利用这一点就可以获得这种烟雾存在的信息。遇到可燃烟雾（如CH4等）时，原来吸附的氧脱附，而由可燃烟雾以正离子状态
27、吸附在二氧化锡半导体表面；氧脱附放出电子，烟雾以正离子状态吸附也要放出电子，从而使二氧化锡半导体导带电子密度增加，电阻值下降。而当空气中没有烟雾时，二氧化锡半导体又会自动恢复氧的负离子吸附，使电阻值升高到初始状态。这就是MQ-2半导体型可燃性烟雾传感器检测可燃烟雾的基本原理。图7 MQ-2型传感器的外观图8 MQ-2型传感器的结构图2.5.2 MQ-2传感器的特性及主要技术指标MQ-2型传感器的一般特点：对天然气、液化石油气等烟雾有很高的灵敏度，尤其对烷类烟雾更为敏感；具有良好的重复性和长期的稳定性，初始稳定，响应时间短，长时间工作性能好；电路设计电压范围宽，24V以下均可；加热电压50.2V
28、。MQ-2型传感器的初期稳定特性：半导体烟雾传感器在不通电状态存放一段时间后，再通电时，器件并不能立即投入正常工作。这是因为烟雾传感器中的二氧化锡在不通电的状态下会吸附空气中的水蒸气，当再次通电时需要预热几分钟使水蒸气蒸发后，气敏电阻才能正常工作。再通电工作时气敏电阻值达到稳定时所需要的时间，定义为初期稳定时间。一般情况下，不通电时间越长，初期稳定时间也越长，当不通电存放时间达到15天左右时，初期稳定时间一般需要五分钟左右。MQ-2半导体烟雾传感器一般要在较高的温度(200450C)下工作，所以需要对其加热。由于传感器一般工作在易燃易爆环境下，若加热丝直接与电源相连，当加热丝局部短路造成器件过
29、热或者放电时，可能引发事故。所以必须使用传感器生产厂家推荐的加热电压，使其工作在较安全的范围内。2.5.3 气体采集模块MQ-2传感器输出信号一般比较微弱，需要经过前置电路对其进行放大、滤波、电平调整，满足单片机对输入信号的要求。本系统采用的MQ-2半导体烟雾传感器属于电阻型，因此只需串联一个参考电阻，再经过一个放大电路即可发送给ADC采集。常见的运算放大器中，LM324价格低廉、使用简单等优点比较突出，所以本设计中的前置放大电路采用LM324作为电路的运算放大器。LM324是单片高增益四运算放大器，可在较宽电压范围内的单电源或双电源下工作，其电源电流很小且与电源电压无关，四个运放一致性好；其
30、输入偏流电阻是温度补偿的，也不需外接频率补偿，可做到输出电平与数字电路兼容。信号经由LM324运算放大器放大后进入ADC0803模数转换模块，ADC0804可以将输入的模拟信号转换成数字信号，然后再将数字信号传送给单片机处理。 图 9 气体采集电路图ADC0804是用CMOS集成工艺制成的逐次比较型摸数转换芯片。分辨率8位，转换时间100s，输入电压范围为05V，增加某些外部电路后，输入模拟电压可为5V。该芯片内有输出数据锁存器，当与计算机连接时，转换电路的输出可以直接连接在CPU数据总线上，无须附加逻辑接口电路。图10 ADC0804引脚图PIN1(CS)：Chip Select，与RD、W
31、R接脚的输入电压高低一起判断读取或写入与否，当其为低位准(low) 时会active。PIN2(RD)：Read。当CS、RD皆为低位准(low)时，ADC0804会将转后的数字讯号经由DB7DB0输出至其它处理单元。PIN3(WR)：启动转换的控制讯号。当CS、WR皆为低位准(low)时ADC0804做清除的动作，系统重置。当WR 由01且CS0时，ADC0804会开始转换信号，此时INTR 设定为高位准(high)。PIN4、PIN19(CLK IN、CLKR)：频率输入/输出。频率输入可连接处理单元的讯号频率范围为100kHz至800kHz。而频率输出频率最大值无法大于640KHz，一般
32、可选用外部或内部来提供频率。若在CLK R及CLK IN加上电阻及电容，则可产生ADC工作所需的时序。PIN5 ( INTR )：中断请求。转换期间为高位准(high)，等到转换完毕时INTR 会变为低位准(low)告知其它的处理单元已转换完成，可读取数字数据。PIN6、PIN7 (VIN(+)、VIN(-)：差动模拟讯号的输入端。输入电压VINVIN(+)VIN(-)，通常使用单端输入，而将VIN(-)接地。PIN8(A GND)：模拟电压的接地端。PIN9(VREF2)：模拟参考电压输入端。VREF为模拟输入电压VIN的上限值。若PIN9空接，则VIN 的上限值即为VCC。PIN10(D
33、GND)：数字电压的接地端。PIN11PIN18(DB7DB0)：转换后之数字数据输出端。PIN20(Vcc)：驱动电压输入端。2.6 报警电路模块设计本设计采用蜂鸣器和LED流水灯作为报警装置。通过判断所接收到的数据来确定是否报警，所接受到的数据主要来自温度传感器、气体传感器和按键。2.6.1 蜂鸣器当单片机接收到超额温度信号或气体信号时,输出脚BELL输出高电平,Q1导通，致使蜂鸣器BELL得电工作，发出报警声。图11 蜂鸣器电路2.6.2 流水灯本设计使用了8个LED灯，当单片机接收到超额温度信号或气体信号时，向P0端口发送信号，8个LED灯轮流闪烁报警。当接收到易燃气体浓度达到设定值信
34、号的时候，LED灯缓慢闪烁报警。当接收到易燃气体浓度达到很高值信号的时候，LED急速闪烁报警。当接收到温度超额信号时候，LED灯急速闪烁报警。当接收到按键报警信号时候，LED灯急速闪烁报警。图12 LED灯电路2.6.3 按键报警当有人提前发现火灾隐情时候，可以按动报警按键发出报警信号，以提醒其他人注意安全。单片机通过检测报警按键所连接端口信号判断按键是否按下。S44GNDP 31图13 按键电路3 系统的应用软件设计3.1 AT89S52单片机调试及开发工具本系统的软件编程使用的是美国Keil Software公司出品的Keil C51，是51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C
35、语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势。AT89S52单片机下载程序使用的是ISP下载编程软件。ISP工具的功能主要是将由PC机串接来的8位并行数据与单片机的串行数据进行相互转换，以实现PC机与AT89S52的RXD及TXD口通讯。当用户将源程序(汇编语言或C语言)经语法检查无误并生成代码时，就可以将程序代码下载到Flash芯片中，而用户的系统可以是在线状态。用户可以通过调试环境软件的人机对话界面，检查或修改Flash芯片内的各种存储器、寄存器的数据。并可以在程序中设置断点，在AT89S52中，可以同时设置3个硬件断点，它是经过串口的传输，由芯片中的几组断点条件寄存器实现的。3.
36、2 主程序流程本论文中，软件解决的主要问题是检测温度传感器和气体传感器的温度信号和气体信号，然后对信号进行显示和判断，在超出预设报警值时候发出报警。开始第二次温度烟雾信号采集与判断初始化火灾报警复位第一次温度烟雾信号采集与判断报警判断异常报警正常图14 主程序流程图主程序见附录2。4 系统调试根据查阅的MQ-2资料显示其最佳工作时间为预热时间不少于24小时。经实验证明，对该装置预热五至八分钟即可使其工作在相对较稳定的工作状态下。实验中使用了一级运放对MQ-2低电压信号进行放大，然后将放大值送给A/D进行处理，将处理结果送给单片机进行处理，单片机处理后将结果显示在液晶上，其结果仅是一个相对量，并
37、没有任何可比性，但能反映和解决实际问题。本设计仅对香烟和酒精进行了测试，实验显示，该系统对上述两种物质反应灵敏，测试空间空气质量为显示值1以下，当有香烟是显示值上升至3以上，并发出缓慢报警声音，提示人们开始净化空气，此时空气不足以给人造成致命伤害。故可以连接在排气扇上在此时予以排气换气。当测试酒精且其浓度超过安全值时，屏幕上可以显示器空气质量值马上超越1，并发出急促的声音以提醒人们注意检查可燃性气体泄漏，注意开窗通风换气，且防止在此时出现明火。此装置可对液化气，丙烷，丁烷，甲烷，氢气和酒精等危险气体进行检查，并能自定义的设置器报警门限值（需进行程序数据调整），反应灵敏度较高，可在危险到来前最大
38、限度的提醒人们注意，以最大程度的避免危险的发生。总 结火灾自动报警系统可保障生产与生活的安全，避免火灾和爆炸事故以及煤气中毒的发生，它是防火、防爆和安全生产所必备的仪器，具有广阔的市场空间与发展前景。本论文设计的火灾自动报警系统主要由温度信号采集电路、气体信号采集电路与单片机控制电路构成。根据设计要求、使用环境、成本等因素，选用DS18B20数字温度传感器、MQ-2型半导体电阻式气体传感器和AT89S52单片机。DS18B20数字温度传感器采用DS18B20可组网数字温度传感器芯片封装而成，具有耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。MQ-2型半导体
39、可燃气体敏感元件烟雾传感器属于气敏传感器，是气-电变换器，它将可燃性气体在空气中的含量(即浓度)转化成电压或者电流信号，通过A/D转换电路将模拟量转换成数字量后送到单片机，进而由单片机完成数据处理、浓度处理及报警控制等工作。MQ-2型半导体可燃气体敏感元件烟雾传感器具有灵敏度高、响应快、抗干扰性好、使用方便、价格便宜，且不会发生探头阻缓及中毒现象，维护成本较低等优点。AT89S52单片机是低功耗的、具有4KB在线课编程Flash存储器的单片机，应用普遍，工具多，易上手，片源广，价格低，编程灵活，控制简单，很适合我们所要制作的火灾自动报警系统。在本论文研制的报警系统的基础上，可以再做适当的功能扩
40、展，使火灾自动报警系统的功能更加完善，安全性更高，使用更加方便等，例如增加消防联动装置，在火灾发生时可以直接对火灾进行控制，降低火灾的损失。 致谢本次论文能够顺利完成，要感谢的人很多，首先是我的导师孟洁老师，在本次论文中遇到很多大大小小的麻烦与问题，孟老师都会孜孜不倦的进行指导解答，而且对论文中出现的错误也进行了改正，没有孟老师的指导，论文不会顺利的制作完成，对于孟老师的知道我要表示由衷的感谢。其次，我要感谢每一位在论文制作过程中给予我指导和帮助的老师和同学们，感谢他们为我提供的学习资料，有许多软硬件问题我没有接触过的，大家都会帮忙解决，尽管我的同学和我做的可能不是同一类题目，但知识大多都是相
41、通的，在相互学习中我们得到了共同进步，体会到了团结协作的巨大功用，在今后的学习工作中相信会受益匪浅。最后，我要感谢我的母校，是她培养了我，培养了一批又一批像我一样受益于她的孩子们，没有学校领导的细细关怀，大学四年我们不会过的如此充实，但我希望把我的祝福带给每一位曾经给我上过课的老师们，如果不是你们对我的认真负责，打下这么好的基础，我不会这么顺利就完成毕业设计，请你们相信，今天学生以你们为骄傲，明天你们会为有我们这些祖国的栋梁之材而自豪。参考文献1 GB50116-98火灾自动报警系统设计规范M.北京:中国计划出版社.2 李群芳,肖看.单片机原理、接口及应用嵌入式系统技术基础.北京:清华大学出版
42、社,2005.3 谭浩强著.C语言程序设计.北京:清华大学出版社,20064 张义和,王敏男,许宏昌，等.例说51单片机.北京:人民邮电出版社,2008.5 周丽娜.Protel99SE电路设计技术.北京:中国铁道出版社,20096 郁有文,常健，程继红等.传感器原理及工程应用（第三版）.西安:西安电子科技大学出版社,2008.7 谢望.烟雾传感器技术的现状和发展趋势.仪器仪表用户,2006,13(5):1-2.8 李永生,杨莉玲.半导体气敏元件的选择性研究.传感器技术, 2002(3): 13.9 Yoon D h, Yu J h, Choi Gm. CO Gas Sensing Prope
43、rties of Zn0-CuO Composite. Sensors and Actuators. 1998(46): 15-23. 10 Wang Xihuai，Xiao Jianmei，Bao Minzhong. Multi-sensor Fire Detection Algorithm for Ship Fire Alarm System Using Neural Fuzzy Network. Signal Processing Proceedings. 2000(3):1602-1605.附录一 原理图附图1设计电路图附录二 程序#include#include 18b20.h#in
44、clude display.h#include adc0832.hunsigned char value=1;unsigned char count=0;void main()TMOD=0x11;/定时器0c初始化 TH1=(65535-1000)/256;TL1=(65535-1000)%256;EA=1;ET0=1; ET1=1;TR0=1;TR1=1;Init_DS18B20();/温度 芯片初始化P0=0xff; /初始化 断口 P1=0xff;P3=0xff;while(1)Scan_Key();baojin();value = ReadAdc0832(0);附录三 实物图附图2设计实物图黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计）成绩单院系信息技术学院专 业电气工程及其自动化入学时间2009年9月17日学号20094073335学生姓名杨行班 级三班周数16周起止日期12.12.19-13.05.18指导教师孟洁职称讲师论文（设计）题目单片机火灾智能报警系统设计指导教师评语指导教师签名年 月 日评阅人评语评阅人签名年 月 日答辩小组评语答辩小组负责人签名 年 月 日评分指导教师评阅人答辩小组平均分五级制等级
