1、山西農(nóng)業(yè)大學(xué)信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計基于單片機(jī)的智能煙霧報警系統(tǒng)設(shè)計系部名稱：機(jī)電工程系專業(yè)名稱：電氣工程及其自動化學(xué)生姓名：李成學(xué) 號：2012204911指導(dǎo)老師：屈趙燕 二一六年六月BACHELOR'S DEGREE THESIS OF CISAUDesign of automatic smart smoke alarm system based on single chip microcomputerDepartment : Mechanical and Mechanical engineeringMajor : Electical Engineering Name :

2、Li ChengStudent ID : 2012204911Director : Qu Zhao Yan June 2016鄭 重 申 明本人呈交的學(xué)位論文，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，所有數(shù)據(jù)、圖片資料真實可靠。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個人和集體，均已在文中以明確的方式標(biāo)明。本學(xué)位論文的知識產(chǎn)權(quán)歸屬于培養(yǎng)單位。本人簽名： 日期： 基于單片機(jī)的智能煙霧報警系統(tǒng)摘 要本文主要描述關(guān)于住居民區(qū)智能化系統(tǒng)的防火報警。防火智能化報警系統(tǒng)，已經(jīng)保證針對于防盜監(jiān)測和火警報警24小時性，

3、也就是報警器全天都處在工作狀態(tài)，當(dāng)有煙霧或者火災(zāi)等可檢測的事物發(fā)生時，報警器會自動報警與此同時發(fā)出一種人們所能接收到的信息。本文分為兩部分，主要針對軟件和硬件以及對自動檢測在一個封閉的智能系統(tǒng)是如何表達(dá)的，自動報警系統(tǒng)在具體路徑中的一些功能進(jìn)行所方面的分析與考究。在本文系統(tǒng)中的中央處理器主要是由單片機(jī)AT89C52來處理實現(xiàn)的，文中介紹了所選單片機(jī)的型號及一些具體的功能，目前單片機(jī)在國內(nèi)外的一些研發(fā)狀況，還闡述了煙霧報警系統(tǒng)對外界所產(chǎn)生的信號是如何進(jìn)行安排與解析，從而實現(xiàn)煙霧、火災(zāi)等現(xiàn)象的監(jiān)測。本文是把單片機(jī)和芯片進(jìn)行了一個有機(jī)的結(jié)合，從而達(dá)到了一個超過預(yù)期的效果，實現(xiàn)預(yù)報和防火這兩個主要過程

4、，具有非?？斓膱缶俣?、小巧并且漂亮的外觀、具有相當(dāng)高的可靠性、易于和方便使用等優(yōu)點(diǎn)。本文還介紹了不同探測器的不同功能，不同部件組成的同一報警器既具有相同性，也具有差異性。當(dāng)然，隨著單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展。在人們的日常生活中起到的用也越來越大，大大提高了人們的生產(chǎn)和生活安全，為我們?nèi)粘：拓敭a(chǎn)安全確立的一定保障。同時在這個科技飛速發(fā)展的時候，人們對物質(zhì)需求的更高要求已經(jīng)不僅僅停留在五六十年代的那作個水平，所以創(chuàng)新已經(jīng)成為當(dāng)今時代的主題，單片機(jī)面臨的挑戰(zhàn)也日益嚴(yán)峻，為了不斷適應(yīng)時代的發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)也應(yīng)不斷提升。關(guān)鍵詞：單片機(jī); 智能防火; 智能防盜; 報警系統(tǒng)Design of automatic s

5、mart smoke alarm  system based on single chip microcomputerABSTRACTThe paper mainly describes the fire on the resident district intelligent alarm system. Intelligent fire alarm system, which has 24 hours of needle alarm for anti-theft monitoring and fire alarm, which is all day long in the

6、 working state, when there are things such as fire or smoke detection occurs, the alarm will automatically alarm at the same time a people can receive information. The paper is divided into two parts, mainly for software and hardware. The paper for automatic detection in a closed system is how to ex

7、press the function of automatic alarm system in some specific path in the analysis and Research on the central processor in this system. Mainly by the AT89C52 microcontroller to achieve, is also introduced in this paper. The selected MCU models and some specific function, at present at home and abro

8、ad a microcontroller Some research status. This paper also describes the smoke alarm signal generated by the system to the outside world is how to arrange and analysis, so as to realize the monitoring of smoke, fire and other phenomena. The paper is the microcontroller and chip of an organic combina

9、tion, so as to achieve a better than expected results, achieve the two the main process of prediction and fire, with a very fast speed alarm, compact and beautiful appearance, has high reliability, easy and convenient to use. The paper also introduces the different functions of different detectors,

10、different parts of the same alarm is the same, but also has the difference. Of course, with the the development of single-chip technology. It plays in people's daily life is more and more important, greatly improving the people's production and life safety, to protect our daily and property

11、safety is established.Key words: single chip microcomputer; intelligent fire protection; intelligent burglar alarm; alarm system 目 錄 一、緒論11.1 設(shè)計背景11.2 國內(nèi)外研究概況11.3 研究意義2 二、系統(tǒng)設(shè)計方案32.1 設(shè)計方案32.2 設(shè)計原理3光電感煙火災(zāi)探測器32.2.2感溫火災(zāi)探測器4 三、系統(tǒng)硬件總體設(shè)計63.1 系統(tǒng)總體設(shè)計結(jié)構(gòu)框圖63.2 單元電路設(shè)計6控制器63.2.2紅外線發(fā)射電路7紅外線接收電路8開關(guān)模擬輸入電路9數(shù)碼管驅(qū)

12、動電路10聲光報警電路11主控與現(xiàn)場控制器的數(shù)據(jù)傳輸電路12其它附屬電路13 四、系統(tǒng)軟件設(shè)計部分154.1軟件部分的原理154.2軟件流程圖154.3主控制器程序16 結(jié)論23 參考文獻(xiàn)24 致謝25 附錄26一、緒論1.1 設(shè)計背景隨著社會的發(fā)展，人們的經(jīng)濟(jì)水平和生活水平也日益提高，隨之而來，計算機(jī)開始普及并且信息技術(shù)得到迅猛發(fā)展，在這時，舊時的居住環(huán)境對于人類來說已經(jīng)得不到滿足，對居住的房子也有了一定的要求，不僅僅停留在交通便利，居家舒適，這些淺顯地方，在我們的日常生活中，偷到，入室搶劫，火災(zāi)等日常安全隱患的問題還依然存在，為了保障人身安全，財產(chǎn)安全，人們對家庭的安全系數(shù)也有了新的追求。

13、恰恰就在這個時候，在這個時候，系統(tǒng)的智能化就自然而然的進(jìn)入了人們的視線，帶領(lǐng)人們走進(jìn)了智能化的新時代，人們不這方面取得的進(jìn)步日益增多，帶給這個社會的利益也越來越大，并把這一時代性的進(jìn)步擴(kuò)展到全世界，使智能化科技帶來的好處深入人心，從而走進(jìn)千家萬戶1。就目前而言，對于評價一個住宅區(qū)是否安全，智能系統(tǒng)是否存在已經(jīng)成為了一個必不可少的衡量標(biāo)準(zhǔn)。隨著智能系統(tǒng)在我們家庭中的加入，大大提高了家庭安全系數(shù)，使生活的到了很大的保障，本文對防火報警系統(tǒng)的智能進(jìn)行主要設(shè)計，從而盡可能實現(xiàn)可監(jiān)測危害的自動報警。1.2 國內(nèi)外研究概況當(dāng)今時代大多數(shù)國家都投入大量的人力物力進(jìn)行單片機(jī)智能系統(tǒng)的研發(fā)，比如簡簡單單的學(xué)習(xí)和

14、適應(yīng)等功能就是通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加以研發(fā)，從而形成智能火災(zāi)探測系統(tǒng)，進(jìn)而提高檢測火災(zāi)的準(zhǔn)確率，是系統(tǒng)在一定程度上更加可靠2。目前就國內(nèi)而言，智能報警系統(tǒng)已成為住宅保障的核心。建設(shè)部有關(guān)規(guī)定指出，包括防盜、消防等在內(nèi)的一系列內(nèi)容。此次設(shè)計的系統(tǒng)是一個安全系數(shù)比較高的系統(tǒng)，利用可視對講為基礎(chǔ)，進(jìn)一步彌補(bǔ)主機(jī)功能的不足，分別在室內(nèi).室外開設(shè)多個監(jiān)測點(diǎn)，進(jìn)行對溫度，煙霧，紅外線的一系列檢測。我研發(fā)的住宅防護(hù)系統(tǒng)與國外相比，還有著比較大的距離。現(xiàn)如今，居民一般采用防盜門窗等防范舉措。雖然防盜作用也是具有一定的，但是在突發(fā)災(zāi)害降臨的情況下，使逃生成為一個難題。另外，小區(qū)安全措施不足；居民安全意識有待增強(qiáng)；安全防

15、范系統(tǒng)也急需普及。在中國境內(nèi)，隨著國力的日益強(qiáng)盛，生活水平也相應(yīng)的提高，智能化已經(jīng)進(jìn)入人們的生活，成為衡量人們生活水平的一個標(biāo)準(zhǔn)。1.3 研究意義火災(zāi)報警系統(tǒng)應(yīng)從實際，并且有助于消防人員展開工作為前提，一方面為設(shè)計智能報警器的研發(fā)創(chuàng)立了一個統(tǒng)一合理的依據(jù)，另一方面也為有關(guān)部門的檢測和監(jiān)控提供了很大一部分的便力。3他就像恪盡職守的看門狗，給忙碌中無暇顧及隱患和危險的人們帶來安全，再而言之，煙霧報警系統(tǒng)的產(chǎn)生可以提防人們及時注意，有效避免財產(chǎn)和各類經(jīng)濟(jì)損失。二、系統(tǒng)設(shè)計方案2.1 設(shè)計方案本文主要運(yùn)用AT89C52單片機(jī)檢測傳感器所發(fā)出的信號以此來判斷防火還是防盜，并且作出相應(yīng)的回應(yīng)，以達(dá)到能時時

16、預(yù)防在意外發(fā)生的時候作出及時的防范措施。設(shè)計由兩個部分組成：信號監(jiān)視部分和信號處理部分。信號監(jiān)視部分根據(jù)設(shè)計任務(wù)的要求，主要是用于防火的溫度傳感器。溫度傳感器設(shè)定有一個極限值，當(dāng)溫度超過這個上限時，系統(tǒng)檢測電路就會輸出一個低電平的溫度信號。紅外發(fā)射器發(fā)出特定頻率的紅外信號經(jīng)過傳播傳遞給紅外接收器，對于大多數(shù)情況來說，發(fā)生器、接收器兩者之間是并不存在物體阻隔的，接收器接到的信號就是連續(xù)的，而當(dāng)它中間有物體阻礙時，接收器接到的信號就會出現(xiàn)一個信號跳變，與此同時接收器輸出低平信號給單片機(jī)表示有信號輸入該區(qū)域。信號處理部分是為承接上下兩部分而存在的，它的工作是對單片機(jī)接受監(jiān)視部分發(fā)過來的信號來做相應(yīng)的

17、處理，并調(diào)用相應(yīng)部分的程序來處理突發(fā)情況。2.2 設(shè)計原理2.2.1光電感煙火災(zāi)探測器 1.工作原理光電感煙火災(zāi)探測器主要采用是紅外線在煙中會發(fā)生一定的散射來檢測火災(zāi)在發(fā)生的初級階段產(chǎn)生的煙霧，所采用的工作原理圖2.1。地址編輯電路發(fā)射射電路接收電路煙紅外光源光敏元件黑罩板圖2.1探測器的工作原理圖紅外發(fā)光二極管的材料是由砷化鎵組成，多個紅外發(fā)光二極管形成了光電傳感器，把紅外光傳感器的一端安放在黑罩板，紅外發(fā)光二極管發(fā)出一束光，如果在無煙霧的情況下，在紅外光與光敏原件之間的黑罩板起到了一個很好地阻擋效果，由紅外光源產(chǎn)生的光無法到達(dá)光敏原件，如果有煙霧進(jìn)入探測器一定范圍，紅外光線在煙霧的作用下產(chǎn)

18、生散射，一部分散射到光敏原件端，轉(zhuǎn)化為電信號，電信號經(jīng)過放大、濾波等的處理最終輸出報警信號，報警信號在軟件部分的編碼電路中進(jìn)行分析、甄別，確定火災(zāi)信號后發(fā)出警報，同時探測器指示燈點(diǎn)亮。2.設(shè)計思路選用砷化稼制成的發(fā)光二級管作為紅外光源，選用紅外光電二極管作為光敏原件，紅外光電電路選用調(diào)制式作為電路，調(diào)制驅(qū)動電路選用脈沖調(diào)制作為發(fā)射電路，選用調(diào)試光作為接收電路。本文所設(shè)計的電路對提高器件壽命、降低功耗等均有一定的作用。在發(fā)射電路這一階段，選用溫度補(bǔ)償電路，在不同的環(huán)境設(shè)定不同的補(bǔ)償參數(shù)，溫度補(bǔ)償對于探測信號的檢測也有一定的影響。選用I-V變換作為變換電路，短路法作為紅外光電二極管的處理方法，優(yōu)點(diǎn)

19、在于：（1）電路時間常數(shù)小，頻率特性好；（2）具有良好的光電線性和比較大浮動的動態(tài)范圍；（3）弱光探測對于輸出信號極其有利，但其中不包含暗電流。由經(jīng)變換、放大、濾波電路之后的調(diào)制光電信號，與報警閩值電壓相比較，通過地址編碼電路，最終送達(dá)控制器辨別有無火災(zāi)3。2.2.2感溫火災(zāi)探測器可燃物燃燒的過程其實就是一個伴隨著發(fā)光放熱的現(xiàn)象，探測器的熱敏元件在外部環(huán)境發(fā)生變化的情況下也發(fā)生相應(yīng)的變化，這種物理變化經(jīng)過電路轉(zhuǎn)變成的電信號最終傳輸給控制器，通過程序的判斷，發(fā)出報警信號。常見的感溫火災(zāi)探測器原理與情況如下：1.定溫式探測器。定溫式探測器是在規(guī)定時間內(nèi)，火災(zāi)引發(fā)的溫度超過一定的范圍時發(fā)出報警的火災(zāi)

20、探測器。它有線型和點(diǎn)型兩種結(jié)構(gòu)。線型的主要工作原理是當(dāng)局部溫度升高到特定的范圍以內(nèi)，可熔絕緣物被長時間的高溫所熔化導(dǎo)致兩導(dǎo)線短路，進(jìn)而發(fā)出報警信號。點(diǎn)型定溫式探測器所采用的是雙易熔金屬、熱敏電阻等元件，超出特定的溫度值會發(fā)出報警信號。2.差溫式探測器。在指定時間內(nèi)，火災(zāi)引發(fā)的溫度變化超過一些指定數(shù)值時，會自動報警的探測器。它也有線型和點(diǎn)型兩種結(jié)構(gòu)。線型差溫式探測器主要是通過熱效應(yīng)產(chǎn)生動作，點(diǎn)型差溫式探測器通過局部的熱效應(yīng)產(chǎn)生動作。3.差定溫式探測器。這種探測器是把差溫和定溫有機(jī)的的結(jié)合。三、系統(tǒng)硬件總體設(shè)計3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計結(jié)構(gòu)框圖通篇文章集多種防火功能，在火災(zāi)發(fā)生的情況下，實現(xiàn)了自動檢測和

21、報警。尤為重要的是，防火和防盜報警已經(jīng)能通過紅外探測器來實現(xiàn)。系統(tǒng)由信號檢測、區(qū)域控制和報警控制等幾部分組成。負(fù)責(zé)收集和轉(zhuǎn)換不同信號的是執(zhí)行設(shè)備和探測器它們主要分布于最底部，與此同時把源源不斷的信息傳遞給控制4。設(shè)計包括硬件部分和軟件部分。處理器在本文中采用AT89C52芯片，軟件是這個系統(tǒng)的主要控制部分。如圖3.1所示。溫度報警電路鍵盤控制電路AT89C52控制電路蜂鳴報警電路液晶顯示電路圖3.1防火報警器電路結(jié)構(gòu)圖3.2 單元電路設(shè)計控制器主要針對于輸入信號進(jìn)行處理是控制器的主要職責(zé)5?？刂破鞣譃椋褐骺刂破鳌F(xiàn)場控制器，控制器通過現(xiàn)場不同串口傳遞信息，輸出對應(yīng)的控制信號，從而控制聲光報警電

22、路和數(shù)碼管驅(qū)動電路的工作，是整個主動紅外報警電路的核心6?，F(xiàn)場控制器是主控制器的附屬部分，主要是將信息過濾，然后再傳遞給主控制器。兩者都采用AT89C52。AT89C52是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-52指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，功能強(qiáng)大的AT89C52單片機(jī)可為您提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場合7。 AT89C52有40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時內(nèi)

23、含2個外中斷口，3個16位可編程定時計數(shù)器，2個全雙工串行通信口，2個讀寫口線，AT89C52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，但不可以在線編程（S系列的才支持在線編程）。其將通用的微處理器和Flash存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本8。主要功能特性：32個雙向I/O口，256x8bit內(nèi)部RAM 3個16位計數(shù)器中斷/可編，時率0-24MHz 2個串行中斷，可編程UART串行通道 2個外部中斷源，共8個中斷源 2個讀寫中斷口線，3級加密位 兼容MCS52指令系統(tǒng)，8k可反復(fù)擦寫（>1000次）Flash ROM引腳功能如圖3.2。圖3.2 AT89C52

24、引腳圖控制器分為兩類主控制器和現(xiàn)場控制器，軟件部分可見其流程圖。紅外線發(fā)射電路由于仿真中不含紅外發(fā)射頭，現(xiàn)運(yùn)用普通二極管替代紅外發(fā)射管，發(fā)射管在出廠測試時一般會給予直流50mA,對應(yīng)的Vf約為1.3V,一般給予直流驅(qū)動不得高于100mA，電流選擇50mA，根據(jù)歐姆定律，其限流電阻約為75，其簡易示意圖如圖3.3。圖3.3紅外發(fā)射電路3.2.3紅外線接收電路由于仿真中不含紅外接收頭，現(xiàn)運(yùn)用分立元件對其功能進(jìn)行模擬。對于目前市場上來說主要是一體化接收頭，其中有接收、放大、整形電路。運(yùn)用信號源模擬接收到的微弱信號，假設(shè)是5mv再運(yùn)用741和電阻組成的同相比例運(yùn)算放大器，因為要把微弱信號取出來，那么輸

25、入阻抗就要比較大，所以選擇同相比例運(yùn)放電路。所以選擇同相比例運(yùn)算電路和施密特觸發(fā)器組合即可以提高輸入電阻，又可以解決同相比例運(yùn)算放大電路的共模輸入電壓不為0的情況。圖3.4同相比例運(yùn)算A=1+Rf/R1，通過計算可知該電路將信號Ui放大1000倍。這時收到的信號Uo是模擬的原始信號，波形變換緩慢，幅度連續(xù)變化，將放大的信號接入由電阻、電容、555組成的施密特觸發(fā)器，該觸發(fā)器為反向施密特觸發(fā)器，正負(fù)向闊值電壓分別為：VT+=2/3VccVT-=1/3Vcc當(dāng)輸入電壓上升至2/3Vcc =2/3×5=3.3V，下降至1/3Vcc =1/3×5=1.67V時，輸出波形將分別發(fā)生由

26、高至低和有低至高的跳變。采用該施密特觸發(fā)器對波形整形的好處在于可以把輸入不規(guī)則的波變換為有規(guī)律的寬窄方波。電路如圖3.5。 圖3.5紅外接收電路圖上圖中R2（1）模擬接收到的微弱信號，555的引腳3輸出經(jīng)過整形后的波形。3.2.4開關(guān)模擬輸入電路開關(guān)電路用于把手動的按鈕操作轉(zhuǎn)換成電信號，替代紅外傳感器發(fā)出檢測信號，總共兩個，分別是一同接在P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.5、P2.6、P2.7（除了P2.4）的SW1和接在P2.4上的SW29。SW1表示的是由七個紅外接收管傳來的信號。為了防止類似落葉這樣的干擾，程序應(yīng)當(dāng)設(shè)計為至少有兩條紅外發(fā)射線被遮擋時系統(tǒng)才認(rèn)為有非法入侵，發(fā)出警

27、報。SW2的引入目的是表示自己的系統(tǒng)不會因為只觸發(fā)一個紅外傳感器而出現(xiàn)報警情況。SW2接入低電平時表示只有一個探測器被觸發(fā)，根據(jù)仿真，當(dāng)只有一個傳感器被觸發(fā)時系統(tǒng)不會發(fā)生報警，所以程序運(yùn)行正確10。電路如圖3.6。 圖3.6開關(guān)模擬輸入電路3.2.5數(shù)碼管驅(qū)動電路如果有發(fā)現(xiàn)入侵艾瑪，上圖電路數(shù)碼顯示管會自動顯示并報警。根據(jù)電子參考手冊，所選的3mm數(shù)碼管額定電流為1-10mA選擇5mA。額定電壓為1.9V而單片機(jī)的輸出額定電壓是5V所以需要限流電阻，根據(jù)歐姆定律I=U/R，可知數(shù)碼管的限流電阻大約是0.6k數(shù)碼管顯示運(yùn)用查表法，所以電路通過數(shù)碼管的各個引腳限流電阻與單片機(jī)的引腳進(jìn)行連接，主要是

28、共陰、共陽連接，本電路選用共陰數(shù)碼管11。電路圖如圖3.7。 圖3.7數(shù)碼管驅(qū)動電路3.2.6聲光報警電路聲音報警電路由一個小型電動式揚(yáng)聲器并聯(lián)一個10µF的電容組成，直接連接在P2.1上即可。要發(fā)出警報聲，只需在P2.1口加入個方波信號。光報警信號就是讓LED不斷閃爍，只要在P2.0加上方波信號即可。方波信號的子程序如下：for（u=0；u<10000；u+） faguang=1；for（t=0；t<50；t+） fasheng=1； delay（）； fasheng=0； delay（）； faguang=0；for（t=0；t<50；t+） fasheng=0

29、； delay（）； fasheng=1； delay（）； void delay（）Ink 1 ；for（k=0；k<2；k+） for（l=0；l<2；l+）； 由于程序在判斷紅外探測器的狀態(tài)是否變換時需不停的采集數(shù)據(jù)，現(xiàn)為簡單起見，直接將生成數(shù)據(jù)檢測的頻率用來發(fā)聲，聲音在1000HZ左右，符合人的聽力范圍。由于報警電路除了發(fā)聲外還要求發(fā)光，而發(fā)光的頻率不能像聲音那樣，否則光的閃爍頻率太大，人眼辨別不出來，基于此，先讓光點(diǎn)亮，然后發(fā)一段聲音讓燈熄滅，再讓燈停止點(diǎn)亮，停止點(diǎn)亮的間隔是和上面揚(yáng)聲器發(fā)聲的時間是相同的，這樣就實現(xiàn)了簡單的聲光報警。揚(yáng)聲器采用旋轉(zhuǎn)式繞線方式，在電路中并聯(lián)

30、一個電容是為了中和線圈通電時所表現(xiàn)出的電感性。電容的值取典型值5µF。3.2.7主控與現(xiàn)場控制器的數(shù)據(jù)傳輸電路要實現(xiàn)控制器之間的數(shù)據(jù)傳輸可以由以下兩個方案實現(xiàn)：方案一：使用無線數(shù)傳模塊。無線電把主控制和現(xiàn)場控制有機(jī)的聯(lián)系在一起，這樣有非常多優(yōu)點(diǎn)，比如成本的到來很大的降低，在維護(hù)方面也得到了很大的優(yōu)化，尤其是本報警器是以居民小區(qū)應(yīng)用為基礎(chǔ)來設(shè)計的，長期輻射對人體有害，加上居民小區(qū)樓比較高且靠得緊，障礙物比較多，實現(xiàn)起來比較困難。方案二：使用有線傳輸。主控制器與現(xiàn)場控制器通過有線傳輸，通過RS-485總線實現(xiàn)，實現(xiàn)功能的MAX487芯片價格便宜，傳輸距離遠(yuǎn)，距離達(dá)到1200米左右，完全勝

31、任工作要求，有線傳輸速度快，帶寬寬，無輻射，但是不便于移動。基于上面的分析，由于小區(qū)安裝不需移動，居民強(qiáng)調(diào)環(huán)保，還有方案一在居民樓區(qū)數(shù)據(jù)傳輸難以實現(xiàn)，基于此，本課題選擇方案二。電路圖如圖3.8。 圖3.8主控與現(xiàn)場控制的數(shù)據(jù)傳輸電路其它附屬電路1.時鐘電路時鐘產(chǎn)生方式有內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式，本設(shè)計采用內(nèi)部時鐘方式，電路如左圖所示，選用12MHz的晶體振蕩器，C1、C2取典型值30pF12。2.復(fù)位電路復(fù)位的方式在單片機(jī)的形態(tài)中多種多樣，通篇文章以按鍵復(fù)位為主，如圖所示。按圖中的開關(guān)進(jìn)行復(fù)位，R1、R電阻替電源分壓，這樣就會在產(chǎn)生一個復(fù)位的高壓在RST端。晶體振蕩頻率為12MHz，電阻只需

32、R2>>R1，取典型值R1=200，R2=1k，C=22uF。3.電源供電電路紅外報警系統(tǒng)的電源是家用的220V交流電壓，而芯片需要的電壓為5V直流，所以要對電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)變。電源供電電路的作用是將家用220V交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?V直流電壓。輸入的220V交流電壓經(jīng)變壓器轉(zhuǎn)變?yōu)?V直流電壓，再經(jīng)橋式整流，將交流電轉(zhuǎn)換成脈動直流電，經(jīng)電容濾波、穩(wěn)壓后，輸出5V直流電壓，供芯片和其它元器件使用。因為需要電壓5V，所以穩(wěn)壓器可以選CWL7805，該型號三端穩(wěn)壓器5V，輸入電壓為735V，最大輸出電流IOM=1.5A,最大輸出功率POM=7.5W。根據(jù)穩(wěn)壓器的輸入電壓要求，可選用阻抗比初級：次級2

33、20：15的變壓器，輸出15V交流電壓。根據(jù)估算，電路的功率達(dá)到近4W，所以橋式整流選用流量大的型號。ICZ55A-M的最大正向整流電流為1A。經(jīng)過橋式整流后，還需要經(jīng)過C1電容濾波。家用電是50Hz的低頻電壓，需要用大容量電容濾波，選用3300µF的鋁電解電容CD10，其單位元體積電容量特別大，而且價格便宜13。C2用于抑制CW7805的自激振蕩，一般取0.33µF。C3用于壓窄CW7805的高頻帶寬，減小高斯噪聲，一般取0.1µF。其電路圖如圖3.9。圖3.9電源供電電路四、系統(tǒng)軟件設(shè)計部分4.1軟件部分的原理當(dāng)從DS18B20讀取數(shù)據(jù)時，主機(jī)生成讀時間隙。當(dāng)

34、主機(jī)把數(shù)據(jù)線從高電平拉到低電平時，寫時間隙開始。14數(shù)據(jù)線必須保持至少1s，從DS18B20輸出的數(shù)據(jù)在讀時間隙的下降沿出現(xiàn)后15s 內(nèi)有效15。因此，主機(jī)在讀時間隙開始后必須停止把I/O 腳驅(qū)動為低電平15s，以讀取I/O 腳狀態(tài)。在讀時間隙的結(jié)尾，I/O 引腳將被外部上拉電阻拉到高電平。所有讀時間隙必須最少60s，包括兩個讀周期間至少1s 的恢復(fù)時間16。DSl8B20工作過程協(xié)議如下：初始化 ROM 操作命令處理數(shù)據(jù)，然后再對ROM進(jìn)行操作命令，比如，總線監(jiān)測DS18B20的可疑指令。4.2軟件設(shè)計流程圖軟件設(shè)計流程圖如下圖4.1。圖4.1軟件流程圖4.3主控制器程序#include&l

35、t;reg52.h>unsigned char i,m,t,u,j=0，x=0，y=0，flag=0；unsigned char table8=0x7f,0x6f,0x77，0x7c,0x39，0x5e,0x79，0x71； /8，9，A,B,C,D,E,Fsbit faguang=P20；sbit fasheng=P21；void delay（）；void main（）fasheng=0；faguang=0；SM0=0；SM1=1；/設(shè)置為串口工作方式1REN=1；/允許串口接受TMOD=0X20； /設(shè)為定工作方式2TH1=0Xe8； TL1=0Xe8；/設(shè)置計數(shù)初值，波特率為120

36、0BTR1=1； /定時器開始計時EA=1；ES=1； /開中斷while （1）；/等待中斷void ser（） interrupt 4 /串口中斷RI=0；/中斷清0 switch（x） case 0 ：if（SBUF=0） SBUF=1；x+； else SBUF=0； while（!TI）； TI=0； break;case 1 ： i=SBUF;x+； break;case 2 ： tablej=SBUF; y=SBUF;/異或校驗碼 j+； if（j=i） x+； break;case 3 ：if（y=SBUF） /對比發(fā)送過來校驗碼與上面的校驗碼是否一致 SBUF=2； else

37、SBUF=03；x=1；y=0； while（!TI）； TI=0； flag=1； x=0； break; if（flag=1） P1=tablem； for（u=0；u<10000；u+） faguang=1；for（t=0；t<50；t+） fasheng=1； delay（）； fasheng=0； delay（）； faguang=0；for（t=0；t<50；t+） fasheng=0； delay（）； fasheng=1； delay（）； flag=0；TI=0；/（產(chǎn)生了中斷要清除）void delay（）int k,l;for（k=0；k<2；k+

38、） for（l=0；l<2；l+）；現(xiàn)場控制器程序：#include<reg52.h>#define uchar unsigned charuchar flag0=0，flag1=1，flag2=1，m=2，x;uchar table=0x3f,0x06，0x5b,0x4f,0x66，0x6d,0x7d,0x07；/0，1，2，3，4，5，6，7 uchar i,j,z;int b=0，s=0；uchar temp8；uchar a88；void delay（int z）；void main（） SM0=0；SM1=1；/設(shè)置為串口工作方式1REN=1；/允許串口接受TMOD

39、=0X20； /定時器1工作方式2TH1=0Xe8； TL1=0Xe8； /設(shè)置計數(shù)初值，波特率為1200B,降低傳輸速率能有效提高傳輸距離TR1=1；/定時器開始計時P1=0；/將紅外發(fā)射管打開for（i=0；i<=7；i+） tempi=P2； delay（2）；/延時0.14ms,采集數(shù)據(jù)8次 for（j=0；j<=7；j+） /j表示的是第幾位，i表示的是采集的第i組數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)包含8位 for（i=0；i<=7；i+） aji=tempi&0x01； /取出第i組數(shù)據(jù)的第一位 tempi=tempi>>1； /為取出下一組數(shù)據(jù)做準(zhǔn)備 for（i

40、=0；i<=7；i+） s=aji+s ； /將每組數(shù)據(jù)的同一位加起來 if（s=0） /若s=0的話說明沒有收到發(fā)射頭發(fā)射的信號，即有人擋住了b+；s=0； if（b>=2）/如果至少有兩條被遮住 flag0=1； while（flag0） while（flag1） SBUF=0； /發(fā)送呼叫信號0； while（!TI）； /等待發(fā)送完成TI=0； /清除中斷標(biāo)志位while（!RI）； /等待接收從機(jī)應(yīng)答信號RI=0；if（SBUF=1） /持續(xù)呼叫，直到應(yīng)答信號是01 flag1=0； while（flag2） SBUF=1； /發(fā)送數(shù)據(jù)長度 while（!TI）； /等待

41、發(fā)送完成 TI=0； SBUF=tablem； /發(fā)送數(shù)據(jù) x=tablem；/生成異或校驗碼 while（!TI）；/等待一個字節(jié)數(shù)據(jù)發(fā)射出去 TI=0； delay（z）； SBUF=x;/ 發(fā)送異或校驗碼 while（!TI）； / 等待發(fā)送完成 TI=0； while（!RI）； / 等待從機(jī)應(yīng)答信號 RI=0； if（SBUF=2） flag2=0； void delay（z） /延時函數(shù) 0.14msint e,y;for（e=z;e<=10；e+） for（y=0；y<=2；y+）；結(jié)論本文的主要內(nèi)容是對紅外報警器控制系統(tǒng)進(jìn)行原理設(shè)計，采用自頂向下的方法，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、各模塊的設(shè)計到Proteus建模和C程序設(shè)計，再進(jìn)行仿真，最后進(jìn)行硬件制作和整機(jī)聯(lián)調(diào)，得到紅外報警控制系統(tǒng)，至此基本完成了對該系統(tǒng)的設(shè)計與分析。隨著時代的發(fā)展和科技的飛速進(jìn)步，智能報警系統(tǒng)的單片機(jī)也發(fā)也有了突飛猛進(jìn)的變化，智能煙霧報警帶給我們的好處越來越多，功能也愈來愈明細(xì)化，為我們的財產(chǎn)、生命安全帶來了極大的保障。同時煙霧報警系統(tǒng)與其他系統(tǒng)相結(jié)合，比如與攝像系統(tǒng)結(jié)合，使人們清楚的知道事故發(fā)生的原因等。參考文獻(xiàn)1 冷祖祁編著.單片機(jī)基礎(chǔ)M.北京航空航天大學(xué)出版社,2007:55-602 秦艷.淺論高層建筑消防電氣設(shè)計