基于单片机的烟雾检测报警系统

摘要据相关统计，随着家用电器的普及，家庭用电量正呈逐年上升的趋势，家庭火灾发生的频率也越来越高，火灾报警器也随之被广泛应用于各种场合。运用多传感器结合单片机能够有效解决灵敏度与报警准确率之间的矛盾，本文正是利用单片机结合传感器技术而开发设计了这一烟雾监控报警系统。本设计选用MQ-2烟雾传感器、DS18B20温度传感器以及AT89S52单片机作为核心器件并与其他电子技术相结合，通过AT89S52单片机控制传感器对检测地点的烟雾、温度进行实时检测，并把检测结果进行数据信息处理，可以实现声光报警、浓度显示、温度显示等功能。是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的烟雾报警器，具有一定的实用价值。论文主要针对烟雾报警系统中的各个组成部分及功能进行了详细的介绍和说明，并对其主控电路和外围设备电路之间的接口连接方式，以及系统软件设计进行了重点的分析和讲解。关键词：烟雾；报警器；单片机；传感器AbstractAccordingtorelevantstatistics,ashouseholdappliancespopularization,familyelectricityuseisincreasingyearbyyear,familyfireoccurrencefrequencyisalsomoreandmorehigh,firealarmhassubsequentlybeenwidelyappliedinallkindsofsituations.Byusingmicrocontrollercaneffectivelysolvethesensorwithsensitivityandalarmaccuracy.Inthispaper,combinedwiththeuseofsingle-chipsensortechnologydevelopmentanddesignofthesmokecontrolsystem.ThisprotectdesignsabettersmokealarmwithMQ-2smokesensor,DS18B20temperaturesensorandAT89S52typeMCUasthecore,andcombineswithotherelectronictechnology.EachmoduleiscontrolledbytheMCUformonitoringthesmoke,fire,andotherinformationinreal-timeandtheMCUwillprocesstheinformation.Itcanrealizeaseriesoffunctionssuchassoundandlightalarming,thesmokedensityandthetemperaturebeingdemonstrated.Itisonekindofstructuresimple,theperformancestable,easytooperate,thepriceinexpensive,theintellectualizedsmogalarmapparatusandhascertainpracticalvalue.Thesisgivedetailedintroductionforthefunctionandtheoryofthevariouscomponentpartsofthealarmsystem,focusontheinterfacetechnologybetweenitsmaincontrolledcircuitandperipheralcircuit,alsogiveexplanationofthesoftware.Keywords:smoke;alarm;MCU;sensorI目录第1章概述.......................................................11.1论文选题背景、目的和意义.....................................11.2烟雾报警器的国内外现状.......................................21.3本论文研究的主要内容.........................................2第2章系统总体设计方案...........................................32.1烟雾检测报警器设计思路........................................32.2烟雾传感器的选型..............................................32.3单片机的选型..................................................82.4DS18B20温度传感器的介绍.....................................122.5本章小结.....................................................17第3章系统的硬件电路............................................183.1AT89S52单片机最小系统电路...................................183.2烟雾信号采集及A/D转换电路...................................193.3温度采集电路.................................................213.4LCD显示电路.................................................213.5蜂鸣器报警电路...............................................233.6继电器控制电路...............................................243.7按键电路.....................................................243.8本章小结.....................................................25第4章软件设计..................................................264.2主程序初始化流程图...........................................264.3按键控制子程序流程图.........................................264.4报警子程序流程图.............................................274.5主程序设计及流程图...........................................284.6本章小结.....................................................29结论............................................................30II参考文献.........................................................31致谢............................................................32附录............................................................33附录1：程序:....................................................33附录2：电路图...................................................45大学本科生毕业设计（论文）1第1章概述1.1论文选题背景、目的和意义1.1.1论文选题背景随着人类文明的进步和科技的发展，人们的生活越来越好。但在现代城市家庭里，许多人因不懂家庭安全常识而引起火灾事故，使幸福家庭转眼间毁于一旦,有的甚至导致家破人亡,而且一旦发生居民家庭火灾,处置不当,是造成人员伤亡的重要因素。所以说,人们应该积极了解家庭火灾的主要起因，还要预防火灾的发生。在我国的一些大中城市，几乎每天都发生家庭火灾，所以防火是每个家庭必须时刻注意的问题。假如能根据家庭的实际情况预先采取简单的防火措施，一些悲剧是完全可以避免的。消防部门的统计显示，在所有的火灾比例中，家庭火灾已经占到了全国火灾的30%左右。家庭起火的种种原因，很多都隐藏在人们根本就注意不到的地方。为了早期发现和通报火灾，防止和减少火灾危害，保护人身和财产安全，减少这类事故的发生，就必须对烟雾进行现场实时检测，采用先进可靠的安全检测仪表，严密监测环境中烟雾的浓度和周围温度，及早发现事故隐患，防患于未然，采取有效措施，避免事故发生，才能确保工业安全和家庭生活安全。因此，研究烟雾的检测方法与研制烟雾报警器就成为传感器技术发展领域的一个重要课题。1.1.2论文选题目的和意义为了保护生命安全与财产安全，人们需要实时注意避免火灾的发生，利用高科技产品有利于人们及早发现火灾的隐含，及时的避免不必要的灾难发生。烟雾检测报警装置是能够检测环境中的烟雾浓度并具有报警功能的仪器。该报警装置是石油化学工业、有气体泄漏可能的生产工厂及家庭防火防爆必备的仪器。烟雾报警器属于《中华人民共和国强制检定的工作计量器具目录》中第46项，它归类于物理化学计量器具。《建筑设计防火规范》(GBJ16-87)第10.3.2条明确规定:“散发可燃烟雾、可燃蒸汽的甲类厂房和场所，应设置烟雾浓度检测报警装置”。2003年12月，国家执行新的烟雾探测器标准(GB15322-2003)《可燃烟雾探测器》，2004年10月国家颁布《可燃烟雾检测报警器规程JJG693-2004》，研究新型、性能稳定、准确监测可燃性气体，并合乎国家相关规定的报警器具有极其重要的意义。大学本科生毕业设计（论文）2烟感报警器的使用者不断增加，住宅失火造成的死亡人数也不断下降。据美国国家消防协会报告表明，安装了推荐数目的烟感报警器的住宅一旦发生火灾，住宅内人员的逃生机会将比未安装的住宅多出50%。所以家庭装有烟雾报警器灾难能够降低，避免不必要的灾难。目前我国已有许多城市铺设了煤气管道，使用人口约达二亿人，煤气发生基地及中转站也达几千家。如果这些家用燃气和煤气基地及中转站的报警率按10%计算，烟雾检测报警器的需求量就达2000万台以上。随着全社会对防火防爆及人身安全的重视程度的提高，这个数字会继续增长。可见，烟雾报警器具有十分广阔的市场前景。1.2烟雾报警器的国内外现状国外从20世纪30年代开始研究及开发烟雾传感器，且发展迅速，这是因为人们安全意识增强，对环境安全性和生活舒适性要求提高。据有关统计，美国1996年至2002年烟雾传感器年均增长率为27%～30%。随着传感器生产工艺水平逐步提高，传感器日益小型化、集成度不断增大，使得烟雾检测仪器的体积也逐渐变小，提高了烟雾检测仪器的便携性，更加利于生产、运输及市场推广。1963年5月，日本开发完成第一台接触燃烧式家用燃气泄漏报警器，次年12月其改良产品问世，改良的报警器可以检测燃气、一氧化碳等气体，可以安装在浴室或者采用集中监视。我国在70年代初期开始研制烟雾报警器，生产型号多样、品种较齐全，应用范围也由单一的炼油系统扩展到几乎所有危险作业环境的各种类型报警器，产品数量也在不断增加。但主要是在引进国外先进的传感器技术和先进的生产工艺基础上，进行研究与开发形成自己的特色。近年来，在烟雾