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火焰探测报警系统的设计与实现【字数:11244】

2024-01-18 17:26编辑: www.jxszl.com景先生毕设
摘 要火焰报警系统在实验室等对防火有着严格要求的场合普遍使用。传统火焰报警器大都采用单个传感器对与火灾相关的烟雾、温湿度等参数进行检测,检测准确性一般且使用寿命较短。课题研究智能火焰报警器,可显著提升火灾报警的综合性能。火焰报警系统以STC89C52RC单片机作为核心控制芯片,接收来自MQ-2气敏型烟雾传感器、DS18B20温度传感器、红外热释电传感器HC-SR501检测到的烟雾浓度、温度、人体等信息,并结合SIM900A、数码管、蜂鸣器等器件,完成报警信息发送、信息的显示、声光报警功能。最终测试结果表明火焰探测报警系统实现了既定的各项功能指标要求,能够在烟雾浓度、温度等参数超标或外人闯入情形下,及时、准确进行报警,使用简单,操作方便,具有一定的创新实用性。
目录
第一章 绪论 1
1.1研究背景与意义 1
1.2课题研究现状 1
1.3本文主要研究内容 2
第二章 系统方案设计及器件选型 3
2.1课题研究任务目标 3
2.2硬件选型论证 3
2.2.1主控模块 3
2.2.2火灾检测模块 4
2.2.3防盗检测模块 5
2.2.4远程报警模块 5
2.2.5显示模块 5
2.2.6按键设置模块 6
2.3设计方案确立 6
第三章 系统硬件电路设计 7
3.1主控电路设计 7
3.1.1 STC89C52单片机简介 7
3.1.2复位电路 8
3.1.3晶振电路设计 9
3.1.4单片机最小系统电路 9
3.2电源电路设计 10
3.3火灾检测电路设计 10
3.3.1MQ2传感器电路 10
3.3.2温度检测电路 11
3.4人体检测电路设计 12
3.5报警电路设计 12
3.5.1远程报警电路 12
3.5.2现场报警提示电路 13
3.6数码管显示电路设计 14
3.7参数设置电路设计 14
第四章 系统软 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ¥351916072¥ 
件程序设计 16
4.1开发环境简介 16
4.2系统主程序设计 16
4.3温度检测程序设计 17
4.4GSM报警程序设计 18
4.5数码管显示程序设计 19
4.6按键延时控制程序设计 19
第五章 系统调试与结果分析 21
5.1软硬件调试 21
5.2功能测试 21
总 结 22
参考文献 23
致 谢 24
附录A 系统电路图 25
附录B 系统实物图 26
附录C 程序清单 27
第一章 绪论
1.1研究背景与意义
发生火灾时一般都会产生大量烟雾,有时也会在火灾发生初期就已经有大量烟雾产生,所以说,烟雾是衡量火灾是否发生的重要指标之一,因此能否在第一时间探测到烟雾已经成为预防火灾发生或者在火灾发生初期及时采取应对措施的重要手段。电子技术、传感技术等的发展为新一代电子器件的产生奠定了基础,市面上各种采集烟雾信号的芯片、器件、模块琳琅满目,其大多基于气敏类的烟雾感测原理,属于低成本的烟雾检测方式。在气敏传感器基础上,增加不同的化学敏感材料,可同时对多种气体或者烟雾成分进行感测,感测的精度与器件的性能及制造成本和工艺技术有直接联系。
在烟雾气敏传感器基础上,增加简单的控制芯片,再设置一个蜂鸣器或者LED小灯,可以构成简单的烟雾报警器。烟雾报警器是一种常见的火灾检测报警器件,其在医院、高楼、超市、图书馆等对防火有严格要求的各种公共或者家庭场合中广泛使用。一般的,该报警器的电路板很小,控制芯片功能也很简单,仅具备信号的接收、处理和输出。在传感器检测到烟雾之后,控制芯片通过将检测值与芯片内置好的烟雾报警值进行比对分析,检测值大于报警值即可发出控制信号给蜂鸣器等报警器件,实现烟雾报警。该报警器最大特点是成本低、能实现基本所需功能,但其缺点是由于芯片处理能力不强,容易造成误报、延报,甚至是不报警,一旦火灾报警不及时很容易对人们的人身安全和财产安全构成威胁。
课题针对传统火灾报警器检测不够灵敏的缺陷,研究并设计一种基于单片机的智能火灾报警系统,在保证成本可控的前提下,尽最大努力提升火灾报警的准确性、稳定性、灵敏性、长寿命。通过课题的研究,也进一步提高自己嵌入式设计的开发能力,动手动脑,学以致用。
1.2课题研究现状
国内外基于传感器的报警系统设计的研究重点更多是深入挖掘多种传感器复合检测,如在烟雾传感器基础上又增加了温度传感器、湿度传感器、火焰传感器,再精准的说,增加一氧化碳传感器等等,整个系统可以做到感光、感温、感烟、感可燃气体等。实际上,器件的增加虽然显著提高了火灾或者防盗检测的准确性,但同时也增加了整个系统的制作成本,综合抗干扰能力也受到一定的影响,有利有弊。
许多科研人员采用各种先进的算法对摄像采集到的图像进行分析处理,以期能够发现更加先进的家居智能检测系统。基于图像处理技术的烟雾报警器,可根据摄像头的监控范围设置一定的警戒区域,特定区域发生火灾则会进行局域报警,采取限制区域的消防措施,弥补传感器烟雾报警时某区域有烟雾却大范围的喷头洒水,降低消防措施下的二次财产损失。
1.3本文主要研究内容
整个设计可分为硬件电路的搭建与器件焊接、软件程序流程图设计及程序的编写和编译等工作,本文主要研究内容包括:
(1)第一章主要分析了智能家居系统中关于火灾与防盗报警器的组成及工作原理,说明了自己进行课题设计的意义。
(2)第二章是根据课题设计任务要求,总结设计思路,并根据设计要求完成对智能家居控制系统涉及的主要元器件进行选型,确定最终设计方案。
(3)第三章主要完成硬件电路设计,先是给出了总体设计框图,并据此设计完整电路,之后分别对主控电路、火灾检测电路、数据显示电路、报警电路和按键电路进行说明,主要分析了各电路功能器件的工作原理、性能及在本系统设计中具体的电路搭建。
(4)第四章主要是对软件程序的设计,这又包括了主程序流程图、温度检测流程图、数码管显示流程图、按键延时控制流程图的设计,之后在KEIL软件平台编写并编译了软件程序。

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