32-基于單片機的的火災報警系統(tǒng)設計與實現(xiàn)目錄TOC\o"1-2"\h\u3391緒論 1107791.1選題的目的及意義 1174491.2選題的主要研究內(nèi)容 2113262硬件設計 2140682.1單片機選型 2237752.2傳感器選型 4113072.3顯示屏選型 53962.4系統(tǒng)整體電路 7256772.5單片機最小系統(tǒng)的設計 7197862.6LCD驅(qū)動電路 8288722.7傳感器模擬電路 9297942.8聲光報警電路 10171562.9溫度測量模塊 1081252.10鍵盤輸入電路 11289013軟件程序設計 12173783.1主程序流程設計 12169623.2子程序流程設計 13166524系統(tǒng)的仿真及檢測 -15-304944.1系統(tǒng)的仿真 -15-74284.2系統(tǒng)的檢測和調(diào)試 -18-29868結(jié)論 -21-27800參考文獻 -22-1緒論1.1選題的目的及意義隨著城市化的逐年加快，城市建筑密度也在迅速增加。在促進社會主義文明建設以及經(jīng)濟發(fā)展的同時，發(fā)生社會安全事故的可能性正在迅速增加。其中，火災對他們的生活以及財產(chǎn)安全構(gòu)成了重大挑戰(zhàn)，這也使得人們對火災的關注度越來越高[1]?；馂氖乾F(xiàn)代中國城市中最具災難性以及影響力的災難之一。由于其發(fā)生具有不確定性、恐怖性、快速蔓延性以及破壞性，這就使得其防治變得更加重要?；馂牟粌H直接危害人民財產(chǎn)安全，而且危害個人安全，間接危險更加嚴重。在電視新聞上消防人員在執(zhí)行救援任務時不幸喪生并不鮮見，而且每年有關的政府部門都在加強控制并著重于消防也屢見報端。因此，如何能夠在第一時間發(fā)現(xiàn)火情，并且及時發(fā)出告警提示音就變得尤為重要，所以，火災報警裝置便應運而生。不過隨著現(xiàn)代科技，尤其是單片機技術，無線通信技術以及傳感器技術的發(fā)展，為消防安全領域帶來了福音，功能更加穩(wěn)定，運行更加可靠的火災報警系統(tǒng)隨之出現(xiàn)，本設計使用溫度傳感器以及煙霧傳感器來通過無線傳輸實時檢測狀況，實時監(jiān)控以及實時警報[5]。1.2選題的主要研究內(nèi)容本文主要做了以下工作：簡述了本課題的研究背景與意義，闡述了研究內(nèi)容與創(chuàng)新點之后。對硬件電路進行了設備選型，主要比較了溫度、煙霧傳感器以及液晶顯示屏。之后進行了硬件電路設計，主要從單片機最小系統(tǒng)、液晶顯示電路、溫度、煙霧測量模塊以及聲光報警模塊等方面進行了詳細闡述；第三部分是軟件程序設計，包括主程序流程圖以及各個功能子模塊流程圖介紹，最后進行了軟件測試，通過Proteus仿真，證明了系統(tǒng)的正確性與可行性。2硬件設計2.1單片機選型2.1.1AT89C51單片機在整個微控制器領域單片機擁有最悠久的歷史和最廣的應用領域，它在很多行業(yè)已經(jīng)有了非常多的應用，51系列單片機是其中最具有代表性的產(chǎn)品。盡管51系列單片機配置相對較低，不過憑借自身價格較低和操控簡單優(yōu)點在很多簡單應用上占據(jù)優(yōu)勢地位。對于51單片機來說，它內(nèi)置了8位片內(nèi)flash，運行時鐘最高可以達到12兆赫茲，包含的SRAM容量大小為6K，并且內(nèi)置了2個16位的定時器，另外它具有32個IO引腳，憑借其物美價廉的特點深受消費者喜愛，市場占有率非常高。從工業(yè)控制的視角來看，單片機擁有了無法替代的位置。本文選取AT89C51單片機，其具體參數(shù)如下表2.1所示：表2.1AT89C51單片機的基本參數(shù)表額定電壓5V額定頻率12MHzSRAM6KIO引腳32個定時器2個16位定時器ADC10通道12位ADC2.1.2DSP數(shù)字信號處理器DSP（DigitalSignalProcessing），中文可以翻譯為數(shù)字信號處理器，其功能較之單片機更為強大，可以理解為單片機的升級版。其中最為典型的用于工業(yè)控制中的DSP為美國德州儀器公司推出的C2000系列DSP，其中以TMS320F2812為典型代表該DSP為定點32位DSP，如今被廣泛應用于工業(yè)控制、電機控制等工業(yè)控制領域，其運行時鐘較快，可高達150兆赫茲，處理性能為150MIPS，其內(nèi)置12位AD轉(zhuǎn)換器以及128K的16位片內(nèi)flash，通常情況下，其可獨立用于工業(yè)控制，而不需要進行外擴存儲。另外，DSP的IO引腳較之單片機更為豐富，因此，對于用戶而言，一般應用已相當足夠了，但是DSP的缺點在于其造價較高，其成本約為單片機的十倍左右，TMS320F2812的基本參數(shù)如下表2.2所示：表2.2TMS320F2812的基本參數(shù)表額定電壓3.3V額定頻率150MHzROM128KIO引腳56個定時器三個32位定時器ADC12位2.1.3MSP430F249單片機對于MSP430F249這款超低功耗控制器來說，它是美國TI公司專門為簡單應用設計的，在設計的過程中利用了很多低功耗外設，使得該控制器應用過程中能夠進一步延長電池更換周期，它內(nèi)部含有16位的CPU，并且內(nèi)置了2個的定時器和1個12位的AD轉(zhuǎn)換器，這些配置能夠保證它可以滿足大部分應用需求，另外該芯片擁有的IO針腳共計48個，就算是一些復雜的并行控制也能夠?qū)崿F(xiàn)。對于這款芯片來說，它內(nèi)置了32kz晶振，能夠支持的額定頻率達到了16MHz,內(nèi)部還擁有3個具有捕獲/比較功能的16位計時器Timer_A和7個帶有影子寄存器的16位Timer_B。在待機過程中，該芯片功耗只有0.3uA，如果需要只需要1us時間就可以將其從待機狀態(tài)喚醒。該芯片具體參數(shù)如下表2.3所示：表2.3MSP430F249單片機的基本參數(shù)額定電壓3-5.5V額定頻率16MHzROM128KIO引腳56個定時器三個16位定時器ADC無2.1.4PIC單片機對于MSP430F249這款超低功耗控制器來說，它是美國TI公司專門為簡單應用設計的，在設計的過程中利用了很多低功耗外設，使得該控制器應用過程中能夠進一步延長電池更換周期，它內(nèi)部含有16位的CPU，并且內(nèi)置了2個的定時器和1個12位的AD轉(zhuǎn)換器，這些配置能夠保證它可以滿足大部分應用需求，另外該芯片擁有的IO針腳共計48個，就算是一些復雜的并行控制也能夠?qū)崿F(xiàn)。對于這款芯片來說，它內(nèi)置了32kz晶振，能夠支持的額定頻率達到了16MHz,內(nèi)部還擁有3個具有捕獲/比較功能的16位計時器Timer_A和7個帶有影子寄存器的16位Timer_B。在待機過程中，該芯片功耗只有0.3uA，如果需要只需要1us時間就可以將其從待機狀態(tài)喚醒。該芯片具體參數(shù)如下表2.4所示：表2.4MSP430F249單片機的基本參數(shù)額定電壓3-5.5V額定頻率16MHzROM128KIO引腳56個定時器三個16位定時器ADC無2.1.5綜合分析為了更好全面的對比分析四種微控制器，將上面四個小節(jié)介紹的四款芯片的優(yōu)缺點歸納出來，具體如表2.5所示。表2.5四種微控制器的對比表類型89C51單片機TMS320F2812PIC24E單片機MSP430F249單片機最高運行頻率12MHz150MHz150MHz150MHz數(shù)據(jù)處理位數(shù)8位32位以上8位8位制造成本低高低低引腳數(shù)量32642828編程難度簡單簡單較難較難從上述幾節(jié)的對比可知，DSP功能強大，能夠滿足工業(yè)現(xiàn)場的多種需求，但是，本設計中的功能較為簡單，因此，若采用DSP作為本系統(tǒng)的控制器件，略顯多余，且性價比較低，若后期需要擴展系統(tǒng)功能，則再使用DSP也不遲；再看MSP430F249系列單片機，其無論是性能還是價格、功耗，都十分優(yōu)異，但是，考慮到在編程過程中勢9必涉及到專用存儲器的調(diào)用，由于其復雜的編程規(guī)則，因此，其對于新手而言并不友好；PIC24E單片機引腳數(shù)量較少，所以，存在的大量的引腳復用，使用PIC24E單片機進行程序設計對新手也十分不友好；而AT89C51單片機，繼承了51系列內(nèi)核，與課堂上所學知識相近，編程難度較低，也更容易上手，故選擇該單片機作為本設計的控制核心。2.2傳感器選型2.2.1溫度傳感器選型溫度傳感器JTW-ZOM-JLDT是一種在工業(yè)現(xiàn)場應用多年，性能穩(wěn)定，功耗低的溫濕度傳感器，其工作電源為14.32V直流電供電，測溫范圍-10℃~+50℃，在使用中不需要任何外圍元件，體積小，重量輕，價格低廉，因此，已經(jīng)在如今的火災報警系統(tǒng)中得到了大量的應用，本文也選用此型號的溫度傳感器作為溫度檢測之用。經(jīng)典的溫度測量元件DS18B20是如今現(xiàn)場常用的一種溫度傳感器，DS18B20的測溫范圍是-54.128℃，在-10度到85度之間，其測溫精度高達0.5℃，另外，DS18B20在具體電路中，不需要配合如ADC等其他外圍元件，另外，其體積小，經(jīng)濟輕便，適配電源范圍寬，因此，在目前的測溫領域被大量使用?？紤]到本選題的設計需求低，因此本設計使用DS18B20作為溫度傳感器。2.2.2煙霧傳感器MQ2煙霧傳感器MQ2有兩種輸出方式，一種為TLL電平輸出的DO開關信號，一種AO輸出的模擬信號，其中模擬量輸出0~5V電壓，現(xiàn)場煙氣濃度越高電壓越高，而開關量輸出的TTL輸出有效信號為低電平，傳感器本身自帶的LED燈也會亮起，該信號可以直接接單片機或其他芯片。產(chǎn)品外形尺寸：32(L)*20(W)*22(H)，器件小巧，在現(xiàn)場也十分常見。本文只需要使用其DO開關信號即可，以邏輯量表示。2.3顯示屏選型（1）LCD液晶顯示屏如今使用最廣泛的LCD液晶顯示器是LM016L，其通常使用八位并行接口進行數(shù)據(jù)傳輸，由5V電源供電，通過外界變阻器可以對其顯示亮度進行調(diào)節(jié)，該顯示器具有使用簡單、成本低廉、顯示效果較好的優(yōu)點，缺點也同樣明顯：8位并行接口占用了太多的引腳資源、顯示效果較差，通常該液晶顯示器用于一些對輸出效果要求不高的低端應用場合[7]。（2）OLED液晶顯示屏OLED((OrganicLight-EmittingDiode)液晶顯示器是目前最新研發(fā)的新一代液晶顯示器，其利用新型半導體材料，能夠?qū)崿F(xiàn)自主發(fā)光，在減小元件體積的同時，提升了系統(tǒng)的響應速度，同時對比度、清晰度較之傳統(tǒng)液晶顯示器也有了較大提升，更符合人眼的視覺接受效果；其缺點就是其成本造價較高，通常是LM041L的數(shù)倍甚至數(shù)十倍，另外，程序編制較為復雜，對編程新手不友好[8-9]。另外，OLED液晶顯示屏的特點有：（1）該元件支持多種不同接口形式，目前最為常用的是6800以及8080兩種并口，此外也支持兩種三線或四線的SPI接口，若在硬件上有所要求，還可在削減硬件開支的情況下，使用IIC接口模式，以上各種接口形式可簡便地通過BS0-BS2引腳進行調(diào)整，即可實現(xiàn)[10-12]。（2）OLED液晶顯示屏能夠支持三種顏色選擇，分別是黃藍、白色與黑色，這些一經(jīng)選擇，就無法更改?？紤]到本課題的設計需求低，僅僅需要進行溫度與煙氣的測量，而從淘寶上看，一個LCD液晶顯示器只需要幾塊錢，而OLED液晶顯示屏動輒幾十元，OLED液晶顯示屏的價格是LCD液晶顯示器的數(shù)倍，另外，本設計中并沒有其他紛繁復雜的顯示需要，使用OLED液晶顯示屏也有些大材小用了，所以綜合考慮后，本文選擇LM041L作為本選題的智能火災報警系統(tǒng)的液晶顯示器。2.4系統(tǒng)整體電路電力電子系統(tǒng)設計通常分為軟硬件兩部分內(nèi)容，本設計中的智能火災報警系統(tǒng)也不例外，本設計的系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如下圖2.1所示，5V的電源電路主要支持以下4個模塊的基本功能，包括溫度檢測電路、顯示模塊電路、聲光報警電路以及按鍵電路，其中溫度以及煙感傳感器由于輸出邏輯開關量，所以在Proteus仿真軟件中以按鍵開關作為模擬，以LM041L液晶顯示器為核心的液晶顯示電路，最后，是檢測溫度以及煙霧傳感器觸發(fā)時提供報警功能的聲光報警電路。按鍵電路按鍵電路電源電路顯示器模塊溫度測量電路AT89C52單片機聲光報警電路圖2.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖2.5單片機最小系統(tǒng)的設計對于單片機最小系統(tǒng)來說，它指的是單片機可以正常工作所必需的最小硬件結(jié)構(gòu)，本文使用的芯片AT89C52內(nèi)置了晶振模塊，因此在設計的過程中主要從復位電路和晶振電路兩個方面考慮。其電路設計圖如下圖2.2所示。圖2.2單片機最小系統(tǒng)電路（1）復位電路對于單片機的復位電路來說，它主要用來復位單片機芯片，根據(jù)需要將內(nèi)部的存儲器進行重置，這樣可以達到CPU恢復到初態(tài)。本文選擇的AT89C52芯片來說，它包含用于復位的RST引腳，給它一個超過24個機器周期的高電平就可以進行強制復位。假如復位成功，那么單片機的左右I/O引腳輸出的都是高電平；假如復位失敗，單片機后續(xù)的工作的狀態(tài)是一個隨機位置。因此，利用復位電路來實現(xiàn)單品機的精準控制是十分有必要的[12]。（2）晶振電路在系統(tǒng)設計過程中，不管是各類定時器，還是延時程序都需要實現(xiàn)比較精準的時間控制，因此本文在設計系統(tǒng)的過程中增加了晶振時鐘電路，選擇12MHz的晶振，其電容為20pF，在實際應用的過程中中將其放置在單片機附近，這樣寄生電容能夠得到有效降低，最終達到利用晶振電路設計出穩(wěn)定時鐘的目的。2.6LCD驅(qū)動電路本設計中的LCD液晶顯示電路主要使用并行接口進行數(shù)據(jù)傳輸，硬件設計圖如下圖2.3所示，從圖中可以看出，LM016L的D0-D7引腳與單片機P0口的8個引腳相連，另外RS、RW以及E引腳與P2.7、P2.6、P2.5引腳相連[14]，由于LCD的D0-D7口為集電極開路門，故需要在P0引腳與LCD8位數(shù)據(jù)口之間加入上拉電阻，才能夠保證數(shù)據(jù)的正確傳輸。圖2.3LCD驅(qū)動電路2.7傳感器模擬電路由于Proteus中并沒有MQ2煙霧傳感器，所以，為了能夠?qū)崿F(xiàn)仿真，考慮使用ADC0832模擬MQ2煙霧傳感器的輸出量。該部分的硬件電路如圖2.4所示：圖2.4傳感器模擬電路2.8聲光報警電路為了能夠及時提醒操作人員此時溫度或煙感報警器告警，系統(tǒng)應該在滿足觸發(fā)條件時及時的調(diào)用聲光報警子程序，提醒操作人員前往現(xiàn)場進行檢查、確認，聲光報警電路使用LED燈D2和蜂鳴報警器LS1作為主要結(jié)構(gòu)，通過引腳P3.2進行控制，當滿足觸發(fā)條件時引腳置0，三極管Q1導通，從而使得LED燈D2和蜂鳴報警器LS1導通報警。為了防止導通時電流過大燒毀蜂鳴器，在回路中還串聯(lián)了一個1k的限流電路。其硬件電路如圖2.5所示。圖2.5聲光報警電路2.9溫度測量模塊系統(tǒng)采用的溫度傳感器DS18B20進行溫度測量，該電路較為經(jīng)典，并不復雜，其中DQ引腳與單片機P2.0相連，用于傳輸溫度數(shù)據(jù)，其具體電路如下圖2.6所示。圖2.6聲光報警電路2.10鍵盤輸入電路為了能夠?qū)崿F(xiàn)對報警值的調(diào)整，本設計中加入四個按鍵電路，用以實現(xiàn)數(shù)值加與數(shù)值減，以及手動報警和功能設置，兩個數(shù)值加與數(shù)值減按鍵分別與單片機的P1.1、P1.2引腳相連，按鍵另一端接地，這樣在按鍵按下時，將給單片機引腳一個0電平，手動報警與P1.0相連，功能設置按鍵與P1.3相連，其硬件電路如下圖2.7所示。圖2.7鍵盤輸入電路3軟件程序設計本選題的系統(tǒng)的軟件設計部分希望通過良好的邏輯設計，合理調(diào)用函數(shù)來保證硬件電路中的元件能夠發(fā)揮到預期功能。現(xiàn)階段，在軟件設計的過程中往往采用模塊化編程思想，可以將軟件系統(tǒng)中的各個功能點封裝成函數(shù)模塊，后續(xù)可以實際需要調(diào)用某些函數(shù)，這樣能夠在一定程度上解決存儲空間，最終達到優(yōu)化系統(tǒng)軟件設計邏輯的目標。從硬件結(jié)構(gòu)上對火災報警系統(tǒng)進行分析的基礎能夠看出，它的硬件部分包含了單片機最小系統(tǒng)和LCD液晶顯示電路以及AD轉(zhuǎn)換電路、溫度測量電路、聲光報警電路和鍵盤輸入電路等。為了使得各個硬件的主要功能可以正常運行。在軟件設計的過程中，要結(jié)合硬件設計中實現(xiàn)AD轉(zhuǎn)換程序、鍵盤輸入的檢測，并在此基礎上開發(fā)聲光報警驅(qū)動程序。對于AD轉(zhuǎn)換模塊來說，它可以采樣當前狀態(tài)的滑動變阻器的阻值信息，然后直接將數(shù)值傳遞到AD轉(zhuǎn)換器中，系統(tǒng)可以通過軟件對ADC采集到的信號進行讀取，得到目前環(huán)境下的模擬煙霧濃度數(shù)據(jù)，將得到的數(shù)值轉(zhuǎn)換為對應的煙霧濃度數(shù)據(jù)，并且將其實時顯示在LCD液晶顯示屏上，可以綜合判斷溫度以及煙霧濃度驅(qū)動聲光報警程序。3.1主程序流程設計本文的主程序其實并不復雜，主要實現(xiàn)全局變量定義、相關函數(shù)聲明和while函數(shù)循環(huán)。系統(tǒng)主程序采用中斷方式實現(xiàn)對傳感器的調(diào)用。所以在完成初始化后，需要進入while函數(shù)循環(huán)，在該函數(shù)循環(huán)中檢測是否有相應的溫度、煙霧傳感器輸入。同時實時的進行相應函數(shù)調(diào)用。主程序流程如圖3.1所示。。開始開始調(diào)用LCD液晶顯示子程序是否有傳感器告警？調(diào)用聲光告警子程序結(jié)束YN圖3.1主程序流程圖3.2子程序流程設計3.2.1LCD驅(qū)動程序設計LCD液晶顯示程序流程并不復雜，首先，需要對該期間的工作模式進行設置：將rs引腳置0，使得LCD在工作模式下，另外，需要給功能引腳“E”一個下降沿的脈沖，完成整個功能設定工作，由于LM016L分為兩行進行顯示，所以上下兩行的地址位是不一樣的，第一行是0x80+0x40，第二行數(shù)據(jù)地址為0x80，在顯示“HW”以及第二行的“WD”時，由于其位置固定不變，所以，需要精確計算出其位置。以顯示接收煙霧傳感器報警信號為例，介紹其顯示流程，如下圖3.2所示。首先設置光標以及輸入方式，清屏后，對初始化顯示的數(shù)據(jù)以及其位置進行設定，之后函數(shù)進入循環(huán)，判斷是否調(diào)用顯示子程序，若需要顯示數(shù)據(jù)，則顯示程序獲得需要顯示的數(shù)據(jù)以及顯示位置兩個變量，之后調(diào)用顯示函數(shù)，將結(jié)果通過P0引腳并行輸出完成數(shù)據(jù)顯示。開始設置光標開始設置光標調(diào)用顯示子程序？初始化顯示位置以及內(nèi)容NY設置輸入方式清屏結(jié)束數(shù)據(jù)處理參數(shù)顯示的地址顯示處理后的一位數(shù)據(jù)源圖3.2顯示子程序流程圖3.2.2聲光報警子程序聲光報警模塊的軟件流程十分簡單，只需要設計一個if函數(shù)，比較測量值與設定值，若滿足條件，則將P3.2引腳清零，從而啟動聲光報警，反之，則直接返回，其流程圖如下圖3.3所示。開始開始P3.4引腳清零P3.7引腳清零結(jié)束圖3.3聲光報警子程序流程圖4系統(tǒng)的仿真及檢測4.1系統(tǒng)的仿真根據(jù)第三、四章的軟硬件介紹，在Proteus軟件中搭設了系統(tǒng)仿真圖，由于條件所限因此，對其中部分電路進行了簡化，諸如，使用ADC0832代替Proteus中沒有的煙霧傳感器MQ2。系統(tǒng)仿真總圖如圖4.1所示。圖4.1系統(tǒng)仿真總圖系統(tǒng)啟動后，LCD液晶顯示屏顯示當前系統(tǒng)所處環(huán)境的煙霧濃度值為140PPM，報警值為150，環(huán)境溫度19攝氏度，報警值上限50攝氏度，如圖4.2所示。圖4.2無報警時液晶顯示圖假設此時將溫度傳感器采樣溫度調(diào)節(jié)至61℃，則此時，液晶顯示屏結(jié)果如下圖4.3所示，溫度檢測結(jié)果較為準確，同時，聲光報警電路發(fā)出聲光報警，為了更為形象，將LED燈的有規(guī)律的變?yōu)榱涟的Ｊ?，用于提醒現(xiàn)場工作人員火災報警，請立即查看。測試結(jié)果如圖4.4所示。圖4.3溫度傳感器報警情況圖4.4聲光報警裝置告警若此時為煙霧傳感器MQ2告警，則在可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)此時的仿真結(jié)果如下圖4.5所示。圖4.5煙霧傳感器MQ2報警情況從圖中可以發(fā)現(xiàn)，當MQ2值超過設定的報警上限時，液晶面板顯示此時的煙霧濃度，發(fā)出報警。為了能夠?qū)囟纫约盁熿F濃度的報警值進行調(diào)整，可以通過按壓“設置”按鈕，然后可以看到液晶顯示面板上的光標在煙霧報警值出閃動，此時通過“數(shù)值加”以及“數(shù)值減”按鈕就可以進行調(diào)整了，溫度報警上限調(diào)節(jié)的方法與煙霧濃度調(diào)整方法相同，在完成設置后，再摁一次“設置”按鈕即可完成設置。仿真結(jié)果如下圖4.6所示。圖4.6報警設置情況最后一個功能為手動報警功能，在摁下鍵盤輸入電路的“手動報警”按鈕后，系統(tǒng)無視此時的溫度以及煙霧濃度，直接啟動聲光報警電路，開始報警，仿真結(jié)果如下圖4.7所示。圖4.7手動報警仿真結(jié)果4.2系統(tǒng)的檢測和調(diào)試按照電路圖進行組裝后，可以得到如下圖4.8所示的硬件系統(tǒng)。系統(tǒng)基本布置與Proteus仿真基本一致，在平面布置上，最上方為煙霧傳感器和溫度傳感器，中間是LCD1602液晶顯示器，最下方四個按鍵從左至右分別是手動報警、數(shù)值減、數(shù)值加和功能設置，中間的紅色LED指示燈是報警燈。圖4.8硬件電路圖系統(tǒng)上電后，可以看到（如下圖4.9），此時只是系統(tǒng)所處位置的煙霧濃度為為0ppm，溫度為24℃，煙霧濃度報警上限為161ppm，溫度報警上限為57℃，其液晶顯示面板與仿真系統(tǒng)一致。圖4.9系統(tǒng)上電顯示界面同理，可以通過下方的三個按鈕，進行溫濕度報警上下限進行設置，其操作方法與仿真中一致，在此不再贅述，其試驗結(jié)果如下圖4.10所示。圖4.10溫度、氣體含量上限調(diào)整將打火機靠近煙霧傳感器放氣，蜂鳴器響起，同時氣體指示燈亮，同時，LCD液晶顯示此時氣體含量為269ppm，如下圖4.11所示。圖4.11氣體含量過高報警用手捏住溫度傳感器，從下圖4.12中可以看出，此時溫度已經(jīng)達到32℃，超過了報警上限31℃，此時系統(tǒng)發(fā)出溫度過高報警。圖4.12溫度過高報警最后，用手摁壓手動報警按鈕，此時觸發(fā)手動報警，其測試結(jié)果如下圖4.13所示。圖4.13手動報警測試結(jié)論隨著人類工業(yè)生產(chǎn)水平的不斷提升，各類電力電子設備的研發(fā)給了我們更多的可能，使得生活更加便利，近幾年智能火災監(jiān)控系統(tǒng)成為了人民十分關心的一個話題，而對各類生產(chǎn)場所進行實施監(jiān)測變得十分緊迫。伴隨著半導體技術的不斷發(fā)展，傳感器技術近些年來也隨之不斷迭代。除了傳統(tǒng)的溫度、濕度傳感器，如今空氣中的各類傳感器隨之應運而生、層出不窮，本文主要設計了一款基于單片機的智能火災報警系統(tǒng)，其以單片機為控制核心，利用溫度傳感器JTW-ZOM-JLDT，煙霧傳感器MQ2對檢測場所是否存在火情進行檢測，其檢測結(jié)果經(jīng)過無線收發(fā)芯片處置后，送至單片機，利用LCD液晶顯示屏LM016L進行顯示，當確認發(fā)生火災時，觸發(fā)聲光報警電路進行報警提示。其中單片機選型中，重點對比了AT89C51、DSP、MSP430F249以及PIC24E四種控制芯片，最后對系統(tǒng)的軟硬件進行了設計，詳細介紹了其原理。本文實現(xiàn)了對于火災報警信號進行識別與報警的基本功能.整個設計以模塊化思想貫穿始終。在硬件電路上分為五大模塊，分別是單片機最小系統(tǒng)、PM2.5檢測模塊、LCD液晶顯示模塊、鍵盤輸入模塊和聲光報警模塊。與此對應的軟件設計中分別對各個模塊進行了對應的程序編制，為了降低軟件的開支，分別編制了獨立的函數(shù)，在功能需要時進行調(diào)用，從而降低了編程的復雜性，經(jīng)過測試能夠看出，本文設計的火災報警系統(tǒng)能