基于單片機智能火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)第1章緒論 1 1 1 2第2章智能家居安防報警系統(tǒng)的總體設(shè)計 3 32.1.1系統(tǒng)總體設(shè)計要求 3 3 3第3章智能火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計原理與實現(xiàn) 43.1智能火災(zāi)報警系統(tǒng)下位機框圖 4 4 4 5 7第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計 84.1軟件開發(fā)工具 8 8 9 94.3.2MQ-2煙霧傳感器軟件設(shè)計 第5章系統(tǒng)測試與誤差分析 參考文獻 1第1章緒論從19世紀開始，家居安防就已經(jīng)得到了人們的關(guān)注，人們會采用材料更加堅固的門幾個階段：第一階段從1840年到1940年，火災(zāi)報警系統(tǒng)開始出現(xiàn)，人們開始研究其第二階段是在20世紀40年代末。由于離子感煙探測器介質(zhì)的逐漸發(fā)展和應(yīng)用，瑞士感煙探測器在火災(zāi)報警系統(tǒng)中，被廣泛使用，取代了溫度感煙探測器。20世紀70年性能。第三階段是20世紀80年代未。火災(zāi)報警系統(tǒng)通過總線傳輸信息，降低了布線2到了20世紀中葉，人們對家居火災(zāi)防范系統(tǒng)的設(shè)計提出了更新的設(shè)計方案。首預(yù)報警效果。從1980年代開始，第三次技術(shù)革命帶來了世界的巨大變化。伴著單片等人的研究中，設(shè)計了一種基于RaspberryPi和ArduinoUno的實時監(jiān)控系統(tǒng)，可檢3第2章智能家居安防報警系統(tǒng)的總體設(shè)計火災(zāi)報警系統(tǒng)主要目的是為家庭安全保駕護航，其總體設(shè)計要求包括對家庭火災(zāi)的預(yù)報警，實現(xiàn)低成本且高效準確的家庭安全防護。在設(shè)計過程中，需要考慮到以下幾個方面：(1)家防火煙霧傳感器的選擇在防火方面，主要是使用MQ-2煙霧氣敏傳感器作為防火預(yù)警的核心器件，該傳感器采用的材料是在空氣中導(dǎo)電率較低的二氧化錫，如果說在發(fā)生火災(zāi)的時候，空氣中的煙霧顆粒會增加，從而將導(dǎo)電率的變化作為預(yù)警信號發(fā)出，進一步觸發(fā)報警信號。(2)報警模塊的設(shè)計在正常的情況下，整個系統(tǒng)安靜的對家庭安全進行檢測，在接收到報警信號之后，不論是何種方式觸發(fā)的，都是使得蜂鳴器開始工作，如同警鈴一般提醒周圍的用戶本房屋受到安全風險，保證周圍居民的生命和財產(chǎn)安全，將損失降低到最低。基于51單片機的智能家居安防報警系統(tǒng)可以分為兩大部分：單片機部分和報警部分。下位機部分主要是以51單片機作為核心控制模塊，通過煙霧氣敏傳感器作為信號采集端，獲取室內(nèi)安全情況。?單片機智能火災(zāi)報警系統(tǒng)對于準確判斷家庭安全威脅具有重要意義。目前市場上的火災(zāi)報警系統(tǒng)會出現(xiàn)誤報警或誤報警。本設(shè)計在建立火災(zāi)監(jiān)控模塊的基礎(chǔ)上，以獨立的傳感器模塊為核心，響應(yīng)速度快，靈敏度高，抗干擾能力強，在家庭安全受到威脅時，能夠準確判斷何時發(fā)生盜竊或火災(zāi)。當出現(xiàn)家庭安全問題時，往往會影響周圍家庭的4生命和財產(chǎn)。因此，當出現(xiàn)問題時，提醒用戶房子的情況也很重要。發(fā)生火災(zāi)時，提醒用戶及時疏散。應(yīng)對以上的相關(guān)問題，本系統(tǒng)采用如下方法來解決：在發(fā)生家庭安全事件后，為保證室內(nèi)所有人都能收到警報信號，并設(shè)置了警鈴。另外，警報一響，附近的人就會收到警報，讓他們提前撤離。為使整個系統(tǒng)能按時起動，必須在各報警器上增設(shè)一個切換控制器，在家中沒有人的時候，必須要開啟防火門。第3章智能火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計原理與實現(xiàn)下位機系統(tǒng)主要包括煙霧氣敏傳感器、微處理器單片機、控制模塊、信息傳輸模塊以及電源等組成。整個火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計框圖，如圖3-1所示：微機的發(fā)展已有50多年的歷史。CPU是計算機的核心部件，但它不是計算機的唯一PCB部件。近年來，受摩爾定律的影響，其體積越來越小。計算機主要由CPU和內(nèi)存組成，并具有定時器、中斷和系統(tǒng)等多種功能。主要功能是從其他程序中提取文件，對其進行解碼，然后執(zhí)行命令。單片機將大部分電路圖簡化為單片機，無需外部設(shè)備。然而，在配置和功能方面，它具有硬件和軟件的特點。5數(shù)據(jù)總線DB控制總線CB微處理器幾又接的控制。因而，該方法具有高的工作效率和高精度，處理速在日常生活中，有STM32單片機、51單片機等。本設(shè)計選用51單片機。C51STM32單片機具有更廣泛的功能，更多的引腳，數(shù)據(jù)處理速度遠高于傳統(tǒng)的51單片51單片機可以滿足要求，因此可以實現(xiàn)51單片機。MCU有著悠久的歷史。在使用因此，本設(shè)計采用51單片機。6我們選用的MQ-2,它是氣敏式的傳感器，在一般情況下會吸附空氣中的氧，就遇到煙霧的時候，晶粒之間的勢壘發(fā)生改變，隨導(dǎo)電率的增大，電阻的減小，那么OUT端的模擬信號量的大小就會隨之升高。該模塊的硬件設(shè)計電路圖如圖3-4所示。決于煙霧的濃度。該比較電路包括一個放大器和一個四針1的DC信號輸入。使用7態(tài)。我們可以利用R10的電阻，改變阻值，調(diào)整電壓，再調(diào)整輸出的靈敏度。在采LCD12864屬于液晶顯示屏，顯示信息量大，但程序設(shè)計相對復(fù)雜，價格高。而LCD1602顯示屏屬于字符型液晶顯示屏，其顯示字母及數(shù)字非常方便，控制簡單.LCD1602雙屏顯示只需要16個界面，雙屏可以完全顯示我們需要顯示的內(nèi)容。LCD1602顯示屏不需要輸入漢字。它可以通過字符直接顯示。亮度調(diào)節(jié)可添加到特的功耗相對較低，能夠滿足整個系統(tǒng)的要求。該視圖如圖3.5所示。8第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計本智能火災(zāi)報警系統(tǒng)是基于51單片機為核心控制模塊的，它的軟件開發(fā)環(huán)境為Keil4,這是一種開發(fā)工具，是Keil集成開發(fā)環(huán)境μVisionIDE和ARM高效編譯工具RVCT的完美結(jié)合。各種各樣的編寫人員甚至業(yè)余人員都4-0Error(s),0Warning(a)圖4-1軟件開發(fā)界面接□,可以方便地執(zhí)行調(diào)試程序代碼。進行編譯中存在的錯誤，可執(zhí)行的HEX文件則會生成9否是該模擬值經(jīng)過A/D變換后，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，由MCU根據(jù)所獲得的數(shù)據(jù)進行該轉(zhuǎn)換芯片最高支持256位分辨率，能夠很好的滿足絕大多數(shù)情況下12DS18B20是全球首款支持“一線總線”功能的溫度傳感器。自面世之后基于其它的溫度測量范圍可至-55-125℃,備明顯優(yōu)勢。下圖3-4即為其實物圖。Keillvision4是由C語言平板電腦公司生產(chǎn)的51系列單軟件開發(fā)系統(tǒng)。將C語圖4-5狀態(tài)指示燈及蜂鳴器運行流程圖下無火狀態(tài)提示燈，在正常情況下，綠色LED燈亮，當有火災(zāi)撲滅。第5章系統(tǒng)測試與誤差分析該設(shè)計旨在反映整個系統(tǒng)能否將基于MCU的消防報警系統(tǒng)所設(shè)計的目標內(nèi)容別進行了測試與設(shè)計。首先，我們把HEX文件拷貝到我們的燈(紅燈)以及表示安全的綠燈同時點亮。效果如錯誤!未找到引用源。所示。示“Danger”,屏幕下方顯示相應(yīng)的煙霧難度等級。同時蜂鳴器也會響起來，表示安本設(shè)計目標已經(jīng)達到。除此之外，在電源電路的設(shè)計中，主使用5V的電源作為整個系統(tǒng)的供電電壓是極為合適的。在本設(shè)計中的PO端□加了一排阻值均為10k的排阻，該模塊的作用主題要是為[2]M.S.BinBahrudin,R.A.KassimandN.Buniyamin,"DevelopmentofFirealarmsystemusingRaspberryPiandArduiEngineering(ICEESE),2013,pp.43-48,doi:10.1109/ICEESE.2013.6895040.[3]SoaresVB,Pintoplants[J].ControlEngineeringPractice,2016,55:185-196.[4]L.Fraiwan,K.Lweesy,A.Bani-SalmaandN.Mani,"Awirelesshomesafesystem,”20111st