基于单片机的火灾报警装置系统设计与实现.pdf
本 科 生 毕 业 设 计（论文） 开题报告题目：基于单 片机的火灾报警系统的设计与实现姓 名：学 号： 指导 教师： 班 级： 所在院系：电气与信息工程毕业设计（论 文）开题报告表课题名称基于单片机的火灾报警系统的设 计与实现课题来源教师拟定课题类型工程设计类指导 教师 学生姓名学号 专 业 课题的意义以及国内外发展状 况 课题意义 : 火灾早已成为我国常发性和破坏性以及影响 力最强的灾害之一。随着经济和城市建设的快速发展，城 市高层、地下建筑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。研发火灾报警系统就是要能够完成发现早期火灾隐患， 以便控制和扑灭火灾，减少损失，保障生命安全的功能。 火灾探测器主要分为感烟探测器、感温探测器和光辐射探测 器三大类。本设计中可按照功能分为探测器模块、控制器 模块和报警模块三部分，探测器模块能够有效识别火灾信 息，减少误报； 主控单片机实现对火灾情况进行实时、准确、 快速的控制；报警模块可以完成火灾报警和显示相关信息功 能。因此该火灾报警系统能有效地防止和减少火灾危害， 为社会发展提供安全保障，其完成对保护人身安全和财产 安全具有现实意义。国内外发展现状: 西方发达国家的消防 体系比较完善， 成立专门的消防监控服务机构，为城市消防 提供火灾报警数据通信保障服务，为消防部门提供可靠的火 灾报警信息其次，利用计算机技术、网络技术、通信技术 的融合，对火灾监测系统设备实时监控以及故障的远程传 输，普遍构建了公共报警监控系统网络，将智能建筑中的火 灾自动报警系统接入网络，从而使消防监控指挥中心能够 迅速判断火灾发生的精确位置，并调度消防部队迅速到达 现场。我国火灾报警系统起步较晚，自改革开放以来，高 层建筑甚至超高层建筑如同雨后春笋，蓬勃发展，使得火 灾自动报警系统的需求量迅速增加，同时也催生了火灾自 动报警系统的技术创新，带动了这一行业的蓬勃发展。在我 国，采用的无线通信方式的火灾自动报警系统日益受到重 视。由于其具有安装简便、对建筑物无损坏作业、灵活性 好，易于扩展等优点，适用于许多场合，如名胜古迹、体育 馆、博物馆、展览中心、处于施工阶段的建筑物、医院等。 火灾自动报警系统的智能性主要体现在火灾判决和统筹管 理方面， 一般分为分散式、 集中式和分布式， 分散式系统由 非智能型控制器若干智能型探测节点组成，由探测节点完成 火灾状态的判断集中式系统由智能型控制器和若干非智能 探测节点构成，探测节点仅将火灾参量传送给控制器，由 控制器智能地判断火灾状态分布式系统的控制器和探测节 点均为智能型，也是今后火灾自动报警系统的发展方向。 本课题的研究内容、方法、手段及预期成果研究内容：火 灾自动报警系统是人们为了早期发现火灾，而设置在建筑物 中或其他场所的一种自动消防设施，是人类同火灾作斗争 的有力工具。尤其是在仓库，别墅等人员看守较少的场所 火灾自动报警及消防联动系统,作为火灾的先期预报、火灾的 及时扑灭、保障人身和财产安全,起到了不可替代的作用。 通过在预防场所分布安装火灾检测装置收集温度、烟雾信 息送至控制系统处理判断并及时采取有效措施，控制和扑 灭火灾。本课题着眼于硬件的设计与研究。研究方法和手 段： 本系统由火灾检测模块、A/D 转换模块、 信号处理模块、 声光报警模块和灭火装置模块组成。火灾检测模块由温度 检测和烟雾检测构成，其温度传感器选用AD590 ， 烟雾传 感器选用 MQ-2 烟雾传感器。 A/D 转换模块选用常用的模数 转换芯片 ADC0809 。 声光报警模块分为声音报警和光报警， 声音报警模块由LM386 运放器及音响设备组成。光报警模 块采用高亮度红色光LED 闪烁实现。 灭火装置模块由一个开 关装置实现。通过对烟雾和温度的检测来启动报警和打开 喷水开关。基于上述的原理要求我们来设计硬件框图如图1 所示：图 1 硬件原理框图各模块元器件及功能： AT-89C51 单片机信息处理控制单元是本室内自动报警与灭 火系统的核心，根据本系统功能的要求，采用AT89C51 单 片机作为系统中心控制模块。AT89C51 单片机接收经 ADC0809 转换后的温度和烟雾数字信号，根据程序作出判 断，控制报警电路和灭火装置。另外，单片机还接收手动 控制信号，实现手动控制系统的启停。温度传感器AD590 AD590 广泛应用于不同的温度测量场合如：测量热力学温 度、摄氏温度、两点温度差、多点最低温度、多点平均温 度的具体电路，由于其精度高、价格低、线性好，常用于 测温和热电偶的冷端补偿。烟雾传感器MQ-2 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 200-300'C 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。 信号采集及放大电路的设计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、电平电源 模块 单片机系统时钟电路温度传感器A/D 转 换 报警 电路 复位电路开关 烟雾传感器调整，满足单片机对输入 信号的要求。数模转换芯片ADC0809 ADC0809 是带有 8 位 A/D 转换器、 8 路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑 的 CMOS组件。它是逐次逼近式A/D 转换器，可以和单片 机直接接口。声光报警单元的设计使用 LM386 运放 ,LED 灯。 当系统判定发生火灾并报警时，通过 LM386 音频放大器 进行放大后通过音响设备发出警报声音，同时红色 LED 灯发 光并闪烁警报。灭火单元设计通过开关装置打开开关进行 喷水灭火。任务完成的阶段安排及时间安排周 次 设计 （论文）任务及要求13 查找资料、编写开题报告，规划 总的设计方向4 进行毕业实习59 进行具体功能实现的 硬件电路设计1012 根据设计要求和硬件进行软件的编写 13 对产品进行初步测试和功能细节的总体完善1415 编 写设计说明书，进行预答辩16 准备答辩参考文献 : 1 胡 汉才 .单片机原理及其接口技术M. 北京:清华大学出版社， 2006 2 三恒星科技 .MCS-51 单片机原理与应用实例M. 北京 :电子工业出版社，2007 3 王殊等 .火灾探测及其信号 处理技术 M. 武汉 :华中理工大学出版社，1998 4 缪顺兵， 熊光明，李永萍，鲁霞.自动火灾报警系统设计与研究J. 装 备制造技术， 2006 第 4 期 5 公安部消防局天津警官培 训基地 .火灾自动报警与联动控制系统M. 北京:中 国人民 公安大学出版社，2006 6 韩敬 .火灾报警系统及发展J. 山 西建筑， 2002(7) 7 吕津 .一种新颖的火灾自动报警控制器 的硬件设计 :( 硕士学位论文 )D. 成都 : 四川大学，2003 本科 生毕业设计（论文）开题报告考核一、指导教师对开题报 告的评语：指导教师200 年 月 日 二、开题报告答辩评 语及成绩 : 答辩小组负责人200 年 月 日 成绩 陕 西 科 技 大 学 毕业设计（论文）任务书电信 学院电子信息工 程 专业 08 班级 学生：题目：基于单片机的火灾报警系 统的设计与实现毕业设计 （论文） 从 2012 年 2 月 20 日 起到 2012 年 6 月 8 日 课题的意义及培养目标：火灾早 已成为我国常发性和破坏性以及影响力最强的灾害之一。随 着经济和城市建设的快速发展，城市高层、地下建筑以及 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。研发火灾报警系 统 就是要能够完成发现早期火灾隐患，以便控制和扑灭火 灾，减少损失，保障生命安全的功能。火灾探测器主要分 为感烟探测器、感温探测器和光辐射探测器三大类。本设 计中可按照功能分为探测器模块、控制器模块和报警模块三 部分，探测器模块能够有效识别火灾信息，减少误报；主 控单片机实现对火灾情况进行实时、准确、快速的控制； 报警模块可以完成火灾报警和显示相关信息功能。因此该火 灾报警系统能有效地防止和减少火灾危害，为社会发展提 供安全保障，其完成对保护人身安全和财产安全具有现实 意义。 设计（论文）所需收集的原始数据与资料：1. 胡汉 才.单片机原理及其接口技术M. 北京 :清华大学出版社， 2006. 2. 三恒星科技 .MCS-51 单片机原理与应用实例M. 北京 :电子工业出版社，2007 3. 王殊等 .火灾探测及其信号 处理技术 M. 武汉 :华中理工大学出版社，1998 4. 缪顺兵， 熊光明，李永萍，鲁霞.自动火灾报警系统设计与研究J. 装 备制造技术，2006 第 4 期 5. 公安部消防局天津警官培训 基地 .火灾自动报警与联动控制系统M. 北京 :中国人民公 安大学出版社，2006 6. 韩敬 .火灾报警系统及发展J. 山西 建筑， 2002(7) 7. 吕津 .一种新颖的火灾自动报警控制器的 硬件设计 :(硕士学位论文 )D. 成都 :四 川大学， 2003. 课题 的主要任务 （需附有技术指标分析）： 1.熟悉火灾探测器的 具体种类，并且了解并比较感烟探测器、感温探测器和光辐 射 探测器三大类火灾探测器具体特点及应用场合; 2.设计一 套简单实用、抗干扰能力强、性价比高的火灾报警系统；3. 报警及单片机外围接口电路设计。设计（论文）进度安排 及完成的相关任务（以教学周为单位）：周 次 设计（论 文）任务及要求12 了解设计题目，收集有关资料34 熟悉并比较火灾探测器的种类具体适用场合，并选择合适的 种类 58 单片机硬件系统与接口电路设计实现910 报 警显示电路设计实现1113 系统联调及优化1415 毕 业设计撰写，进行预答辩16 打印毕业论文，进行毕业答辩 学生签名：日期：指导教师：日期：教研室主任：日 期：
