摘 要基于单片机的室内环境安全监测报警系统设计以STC89C52单片机为主控模块，外围电路由温度检测电路、气体检测电路、转换电路、液晶显示电路、按键电路、报警电路等组成。系统采用温度传感实时检测温度值，气体传感器检测室内的可燃气体、有毒气体的浓度值，实时显示当前的温度值以及气体浓度值，通过按键模块设定报警阈值，当检测到温度值、有害气体浓度值大于设定阈值时，开启对应指示灯和声音报警提醒用户。同时系统扩展通风系统，当出现报警情况时，打开风扇进行通风。系统能够长期准确的对温度、可燃气体进行检测、显示，并完成超限报警和及时通风处理。设计采用5V供电，功耗低，安全可靠，经检测此次设计可行。
目录
一、引言 1
（一） 课题的发展背景 1
（二） 室内环境安全监测报警系统的发展现状 1
（三）课题主要研究内容 2
二、基于单片机的室内环境安全监测报警系统的方案设计以及模块选型 3
（一）系统整体方案设计 3
（二）主控模块选型与方案对比 3
（三）显示模块选型与方案对比 5
三、硬件系统设计 6
（一）最小系统设计 6
（二）DS18B20温度传感器电路设计 7
（三）液晶显示电路设计 8
（四）可燃气体检测电路设计 8
（五）按键电路设计 9
（六）通风电路设计 9
（七）声光电路设计 10
四、软件系统设计 11
（一）室内环境安全监测系统流程图设计 11
（二）DS18B20温度传感器工作流程设计 12
（三）按键程序流程设计 13
（四）液晶显示程序流程图 14
五、系统调试与分析 16
（一）硬件调试 16
（三）实物调试 16
总 结 18
参考文献 19
致 谢 20
附录一 原理图 21
附录二 元件列表 22
附录三 程序 23
一、引言
课题的发展背景
随着时代的发展，我们身边经常发生 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ^351916072* 
火灾，易燃易爆气体爆炸。为了解决火灾的发生和气体的泄露引发的危害，各种各样的室内报警器被生产出来并投入使用。预防和减少火灾发生，减少了火灾危害并且保护人生安全，在当今人们生活中火灾自动报警系统变成了必需品。
火灾和有毒气体泄漏成为严重危害人们生命安全的灾害之一。随着经济的快速发展，高楼大厦和大型商场的增多，增加了火灾的隐患从而使得火灾成为严重的人为灾害之一。在过去的时间里，人类进行预防火灾的研究，如今，已经成为必不可少的研究话题之一。火灾的发生是物理反应和化学反应的相互结合，其严重性受周围环境的影响。发生火灾的同时将会伴随着烟雾的出现,温度的剧烈升高，二氧化碳及有毒气体的大量释放，具有很强大的物理和化学反应产生。基于上述特征描写，火灾监测技术逐渐出现，火灾监测系统被大量用于火灾的预防，从而大大降低了火灾的概率。
因此，室内环境安全监测报警系统设计及设备的材料选取就显得十分重要。在这种情况下，本课题研究基于单片机的室内环境安全监测报警系统的设计，来帮助家庭业主实时的监测环境的火灾信号以及有毒气体泄露的信号，并实现预防和报警。
室内环境安全监测报警系统的发展现状
如今，无线室内环境安全监测报警系统已被外国科学家研究与开发，并逐渐被实用。最初，室内环境无限安全监测报警系统不但价格昂贵，还要连接布线，并且可以区域小，依赖环境度高。随着科学的发展，现在几乎所有的火灾报警器都可以无限遥控，因此被广泛用于我们生活的环境当中。
我国着手研究室内环境安全监测设备较晚，与其他国家相比，1970年到1980年 ，我国才着手研究次科研项目。 1980年后，我国各大生产报警系统的厂家开始效仿美国报警产品，引进美国的先进技，市场发展才起步。因为火灾的危害，安全监测设备逐渐成为保护人们生命健康的必需品，从而中国安全监测设备的市场逐步步入成熟，因此，国外公司进入中国市场，在1990年为中国报警系统厂家带来了先进的核心技术。此期间，中国安全监测设备的企业得发展，从而使报警器技术更加成熟，大大减少了火灾的发生几率。
（三）课题主要研究内容
基于单片机的室内环境安全监测报警系统主要使用温度传感器监测实时温度，气体传感器监测实时有毒气体的浓度值，显示模块主要显示当前温度和有毒气体数值，通过按键模块设定报警阈值，当室内实时温度和有毒气体浓度大于设定的最大值时，开启对应指示灯和声音报警提醒用户。同时系统扩展通风系统，当出现报警情况时，打开风扇进行通风。
整个系统采用模块化设计，整个系统包含温度检测模块、气体检测模块、A/D转换模块、液晶显示模块、按键电路、指示灯模块和报警模块等。
系统主要完成的功能如下：
（1）温度监测：使用传感器实时检查环境温度；
（2）有害气体监测：使用传感器实时监测气体浓度；
（3）液晶显示：使用显示模块显示数值；
（4）阈值设定：使用按键模块设定数值的最大值；
（5）报警指示功能：当显示数值大于设定最大值时，蜂鸣器响，指示灯亮；
（6）通风功能：当显示数值大于设定最大值时开启风扇。
二、基于单片机的室内环境安全监测报警系统的方案设计以及模块选型
（一）系统整体方案设计
本课题设计的基于单片机的室内环境安全监测报警系统能够实现对温度、可燃气体进行检测、显示，并完成超限报警和及时通风处理等功能。
整个系统采用模块化设计，整个设计可分为两个部分进行介绍，系统硬件部分以STC89C52单片机为主控模块，外围扩展温度检测电路、气体检测电路、A/D转换电路、液晶显示电路、按键电路、报警电路等共同组成。软件部分为对应硬件部分的各个程序。
温度传感实时检测温度值，气体传感器检测室内气体的浓度值，显示器模块实时显示温度和气体浓度数值，通过按键模块设定报警最大值，当检测到温度值、气体浓度值大于设定的报警最大值时，开启对应指示灯和声音报警提醒用户。同时系统扩展通风系统，当出现报警情况时，打开风扇进行通风。系统整体框图如下图21所示。
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图21 系统框图
（二）主控模块选型与方案对比
方案一:选用STM32作为主控模块芯片，STM32 是一款以ARM为架构的32位芯片。具有超高的性能和较低的功耗，在引脚与IO口方面，型号不同差异也较大，型号其中STM32F103ZET6型号包含144引脚，其中有112个IO 口，IO口采用2—3.6来供电。而STM32F103RCT6型号仅有64个引脚和51个IO口，存储器片有Flash和SRAM容量大。STM32脚图如图22所示。

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