基于单片机的火灾报警和消防系统设计1

摘要设计了一个有应用性强和性价比高的火灾报警系统，该报警器具有误报率较低、安装和配置容易、成本低、使用非常方便的特点。使用探测器件将火灾发生期间所产生的烟、温、光等信号以模拟量连同外界相关的环境参数一起传送给报警器，报警器再根据获取的数据及内部存储的大量数据，利用火灾模型判据来判断火灾是否存在。由于该系统为解决火灾报警系统存在的难题（误报、漏报）提供了新的方法和手段，并在处理火灾真伪方面表现出明显的有效性和创新性。关键词：传感器；AT89C51；报警系统AbstractThepurposeofdesignistodesignahighperformancevaluefirealarmsystem,thelowrateoffalsepositivealarms,installationandconfigurationeasy,lowcost,easytousefeatures.Thebasicprincipleistousethedetectorwillbegeneratedduringthefiresmoke,temperature,lightandothersignalstoanalogform,togetherwiththeexternalenvironmentalparametersassociatedwiththetransmissiontothealarm,thealarmandthenbasedontheacquireddataandalargenumberofinternalstoragedata,usingcriteriatodeterminethefiremodelfireexists.Asthesystemoffirealarmsystemtoaddresstwoproblemsexist(falsepositives,falsenegative)hasprovidednewwaysandmeans,andauthenticityindealingwiththefiredemonstratedsignificanteffectivenessandinnovation.Keywords：sensor；AT89C51；alarmsystem目录第一章绪论.......................................................................................................11.1火灾报警系统设计背景.....................................................................................41.1.1火灾报警系统的简介..................................................................................41.1.2火灾报警系统的现状及发展趋势.............................................................41.2火灾探测器简介.................................................................................................41.2.1火灾探测器的工作原理..............................................................................51.2.2火灾探测器及其发展趋势..........................................................................51.3本论文的主要工作第二章系统的总体设计...........................................................................................62.1系统设计任务及要求2.1系统设计方案....................................................................................................72.2系统工作原理....................................................................................................72.3温度和烟雾传感器的工作原理第三章硬件电路的设计...........................................................................................73.1芯片AT89C51及其功能...................................................................................83.2A/D转换芯片ADC0809及其接口...................................................................9.................................................................................................................................133.4电源电路模块..................................................................................................143.5键盘输入模块..................................................................................................173.6显示模块第四章软件设计及其仿真.......................................................................................184.1程序流程图......................................................................................................204.2程序源代码......................................................................................................20第五章总结与展望...................................................................................................21致谢.............................................................................................................................26参考文献.....................................................................................................................27第一章绪论1．1火灾报警系统的发展背景火灾自动报警系统属于楼宇自动化范畴，是当前楼宇自动化的一个主要构成系统。其设置目的是为了防止和减少火灾危害，保护人身和财产安全。火灾报警技术是预防火灾的一项基础工作，应用范围广泛。报警早，损失少，不仅对发生火灾的单位和个人具有重要作用，而且对公安消防监督机构及时扑灭火灾、减少人员伤亡和财产损失同样具有十分重要的现实意义。1.1.1火灾报警系统的简介火灾自动报警系统由触发器件、火灾报警装置、火灾警报装置及具有其他辅助功能的装置组成。随着电子技术和计算机技术的迅速发展，火灾自动报警系统的结构、形式越来越灵活多样，很难精确划分为几种固定的模式。火灾自动报警技术趋向于智能化系统，这种系统可组合成任何形式的火灾自动报警网络形式，既可以是区域报警系统，又可以是集中报警系统或控制中心报警系统形式。1.1.2火灾报警系统的现状及发展趋势（1）为全面有效地反映被监视环境的各种细微变化，智能系统采用了设有专用芯片的模拟量探测器，对湿度和灰尘等影响实施自动补偿，对电干扰及线路分布参数的影响进行自动处理，从而为实现各种智能特性、解决无灾误报和准确报警奠定了技术基础；（2）系统采用主从式网络结构，解决了对不同工程的适应性，又提高了运行的可靠性；（3）利用全总线计算机通信技术，既完成了总线报警，又实现了总线联动控制，彻底避免了控制输出与执行机构之间的长距离穿线布管，大大方便了系统布线设计和现场施工；（4）系统采用大容量的控制矩阵和交叉查寻软件包，以软件编程代替了硬件组合，提高了消防联动的灵活性和可修改性；（5）具有丰富的自诊断功能，为系统维护及正常运行提供了有利条件。1.2火灾探测器简介火灾探测器是火灾探测系统最重要的组成部分之一，它至少含有一个能连续或以一定频率周期探测物质燃烧过程中所产生的各种物理、化学现象的传感器，并且至少能向控制和指示设备提供一个适合的信号。其基本功能就是对物质燃烧过程中产生的各种气、烟、热、光（火焰）等表征火灾信号的物理、化学参量做出有效响应，并转化为计算机可接收的电信号，供计算机分析处理。火灾探测器一般由敏感元件传感器、处理单元和判断及指示电路组成，其中敏感元件U传感器可以对一个或几个火灾参量起监视作用，做出有效响应，然后经过电子或机械方式进行处理，并转化为电信号。1.2.1火灾探测器的分类及工作原理根据监测的火灾特性不同，火灾探测器可分为感烟、感温、感光、复合和可燃气体等五种类型。感烟探测器可分为离子型、光电型、激光型和红外线束型四种。感温探测器根据其感热效果和结构型式可分为定温式、差温式及差定温式三种。目前，大多数消防系统中使用的是离子感烟探测器、光电感烟探测器及感温探测器。下面就几种常用探测器的工作原理做简要介绍：感烟探测器：该种探测器主要响应燃烧或热解产生的固体、液体微粒即烟雾粒子，主要用来探测可见或不可见的燃烧产物及起火速度缓慢的初期火灾。离子型主要是利用烟雾粒子改变电离室电流原理而设计的，探测器内部装有!放射源的电离室为传感器件；光电型主要是应用烟雾粒子对光线产生散射及折射、吸收或遮挡的原理而设计，有减光型和散射型，探测器内部有光学系统和红外线光源作探测器件；红外光束型应用烟雾粒子吸收或散射红外光束的原理而设计，主要包括一个光源，一套光线照准装置和一个接收装置。感温探测器：该种探测器主要是利用热敏元件来探测火灾。在火灾初始阶段，除有大量烟雾产生外，物质在燃烧过程中会释放出大量的热量，周围环境温度急剧上升。该种类探测器中热敏元件的阻值随温差发生变化，从而将温度信号转变成电信号，并进行报警处理。1.2.2火灾探测器的发展特点和趋势随着应用领域的不断扩大，应用需求不断提高，普通类型的感温、感烟火灾探测报警系统已不能满足需要，运用高新技术的新型探测器在不断研发，其特点是：（1）功能更新现代火灾探测器的最大特征之一就是判别功能和判定决定权不仅从观念上分离，而且在实际应用中已经分别执行。早期的判别功能和判定决定权合二为一，由设置在探测器中的传感器件实现，因而处理问题