一、選題的依據(jù)與意義隨著當(dāng)代信息科技技術(shù)高速的發(fā)展，人們的生活條件越來越好，居住環(huán)境也越來越復(fù)雜化，與此同時(shí)消防問題也變得越來越重要，在日常生活中會(huì)發(fā)現(xiàn)在乘坐高鐵火車這種大型交通工具時(shí)車內(nèi)都會(huì)安裝有火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備，但在乘坐小汽車或大巴時(shí)，車內(nèi)往往都沒有安裝火災(zāi)檢測設(shè)備，據(jù)數(shù)據(jù)表明，這幾年的大巴車和小汽車的火災(zāi)發(fā)生率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于高鐵火車，解決小汽車大巴車的出行消防問題就顯得更加重要了。因此設(shè)計(jì)了這款小型的智能車載火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備，可以讓小汽車，大巴車也可以有完善的火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，降低出行交通的這消防事故發(fā)生款率。這款火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備能夠在火災(zāi)發(fā)生之前，將車內(nèi)環(huán)境中的溫度、濕度、煙霧濃度等一系列影響火災(zāi)因素的物理量通過相應(yīng)的傳感器，通過藍(lán)牙模塊傳輸?shù)杰噧?nèi)的蜂鳴報(bào)警器從而起到提前預(yù)防的效果。二、畢業(yè)設(shè)計(jì)思路

1.通過調(diào)研確定選題；

2.通過技術(shù)方案論證確定產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案作品主要參數(shù)；

3.通過實(shí)驗(yàn)方法完成電路設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)；

4.通過電子產(chǎn)品焊、裝、調(diào)、測完成產(chǎn)品樣機(jī)制作；

5.通過資料查閱、總結(jié)歸納、文本撰寫完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書；

三、畢業(yè)設(shè)計(jì)成果形成的過程3.1系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)這款智能車載火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備能夠在火災(zāi)發(fā)生之前，將車內(nèi)環(huán)境中的溫度、濕度、煙霧濃度等一系列影響火災(zāi)因素的物理量通過相應(yīng)的傳感器，通過藍(lán)牙模塊傳輸?shù)杰噧?nèi)的蜂鳴報(bào)警器從而起到提前預(yù)防的效果。產(chǎn)品設(shè)計(jì)用arduino作為智能車載火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備的核心控制模塊,使用煙霧傳感器，火焰?zhèn)鞲衅?，溫濕度傳感器作為信息輸入設(shè)備，用蜂鳴報(bào)警器，車內(nèi)控制提示等作為信息輸出設(shè)備，使用藍(lán)牙模塊作為信息的遠(yuǎn)程運(yùn)輸模塊，實(shí)時(shí)監(jiān)測車內(nèi)的溫度及空氣煙霧濃度的變化，最終實(shí)現(xiàn)智能車載火災(zāi)監(jiān)控功能。該設(shè)備能夠自動(dòng)檢測車內(nèi)是否存在火災(zāi)隱患，根據(jù)車廂內(nèi)有無火災(zāi)隱患實(shí)現(xiàn)蜂鳴報(bào)警并傳輸給車內(nèi)控制中心，一旦檢測到煙霧或溫度到達(dá)一定高度就可以通過蜂鳴報(bào)警器提醒乘客并及時(shí)傳達(dá)給車內(nèi)控制中心。功能實(shí)現(xiàn)的第一步就是繪制電路圖，這樣可以更直觀更方便的檢測產(chǎn)品可行性，在確保好電路圖可以使用的情況下就開始焊制電路板，然后就是對(duì)不同的模塊進(jìn)行燒錄代碼以及最后的一個(gè)調(diào)試過程，在這個(gè)過程中調(diào)試是最重要的一步，前面有出現(xiàn)問題的地方在調(diào)試的時(shí)候都可以發(fā)現(xiàn)。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方框圖如圖1所示:

3.2

硬件設(shè)計(jì)3.2.1主控制部分電路設(shè)計(jì)

智能車載火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備產(chǎn)品設(shè)計(jì)采用arduino模塊來作為智能車載火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備的核心控制模塊，作品的關(guān)鍵在于通過處理傳感器在電路運(yùn)行過程中所采集的信號(hào)，再通過藍(lán)牙模塊來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警與提醒功能。arduino模塊小巧，便捷靈活，能通過各種各樣的傳感器來感知環(huán)境，通過通過控制裝置來反饋，影響環(huán)境?？梢院芎玫膶?shí)現(xiàn)產(chǎn)品想要的效果。

主控電路設(shè)計(jì)如下圖圖2所示：3.2.2火焰檢測模塊

火焰檢測模塊在設(shè)計(jì)時(shí)是用來檢測是否有火焰發(fā)生。火焰?zhèn)鞲衅髂軌驒z測到波長在100納米~1000納米范圍內(nèi)的紅外線，紅外火焰探頭將外界紅外光的強(qiáng)弱變化轉(zhuǎn)化為電流的變化，通過A/D轉(zhuǎn)換器反映為0~255范圍內(nèi)數(shù)值的變化。外界紅外光越強(qiáng)，數(shù)值越?。患t外光越弱，數(shù)值越大。電路圖如圖3所示：

3.2.3煙霧檢測模塊煙霧傳感器通過檢測煙霧的濃度來實(shí)現(xiàn)火災(zāi)防范，它的工作原理是煙霧傳感器在內(nèi)外電離室里面有放射源，電離產(chǎn)生的正負(fù)離子在電場的作用下各自向正負(fù)電極移動(dòng)，電流，電壓就會(huì)有所改變，破壞了內(nèi)外電離室之間的平衡，于是無線發(fā)射器就會(huì)發(fā)出無線報(bào)警信號(hào)，將報(bào)警信息傳遞出去。電路圖如圖4所示：

3.2.4

溫濕度檢測模塊溫濕度檢測模塊則是以溫濕度一體式的探頭作為測溫元件，將溫度和濕度信號(hào)采集出來，經(jīng)過穩(wěn)壓濾波，運(yùn)算放大，非線性校正等電路處理后，轉(zhuǎn)換為與溫度和濕度成線性關(guān)系的電流信號(hào)或電壓輸出。

電路圖如圖5所示

3.2.5藍(lán)牙模塊

藍(lán)牙模塊作為信息的遠(yuǎn)程運(yùn)輸模塊，可以快速的將溫濕度，煙霧，火焰?zhèn)鞲衅鳈z測到的數(shù)據(jù)傳到語音播報(bào)模塊，實(shí)現(xiàn)快速反應(yīng)。作為取代數(shù)據(jù)電纜的短距離無線通信技術(shù)，藍(lán)牙支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)以及點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信，以無線方式將各種數(shù)據(jù)和語音設(shè)備連接起來。電路圖如圖6所示：

3.2.6

蜂鳴器模塊蜂鳴報(bào)警器作為設(shè)備輸出模塊，可以通過藍(lán)牙模塊接收到傳感器的數(shù)據(jù)來進(jìn)行播報(bào)，從而將數(shù)據(jù)傳輸出來，這樣就可以在火災(zāi)隱患發(fā)生之前就提醒駕駛員以及車內(nèi)的乘客，從而避免火災(zāi)的發(fā)生。電路原理圖如圖7所示：

3.3

軟件設(shè)計(jì)3.3.1

程序設(shè)計(jì)思路首先需要確定電路的主程序，再根據(jù)各個(gè)硬件電路模塊的功能來設(shè)計(jì)程序的子程序模塊，最后再將每個(gè)模塊的程序與主程序相結(jié)合。這樣的話，程序結(jié)構(gòu)會(huì)比較清晰、簡單，不容易混淆思路。并且模塊程序和硬件電路能夠?qū)?yīng)起來，調(diào)試起來也會(huì)比較方便。程序設(shè)計(jì)思路是：首先先建立藍(lán)牙模塊和各個(gè)傳感器之間的網(wǎng)絡(luò)連接，當(dāng)煙霧傳感器，火焰?zhèn)鞲衅?，溫濕度傳感器檢測到數(shù)據(jù)后發(fā)送給arduino主板，隨后arduino的引腳會(huì)發(fā)送數(shù)據(jù)給藍(lán)牙模塊從而觸發(fā)蜂鳴器報(bào)警，蜂鳴器報(bào)警時(shí)，車內(nèi)的司機(jī)、乘客意識(shí)到異常，可立即進(jìn)行緊急防范處理。在這個(gè)基礎(chǔ)上通過藍(lán)牙模塊搭建了手機(jī)端，在蜂鳴器報(bào)警時(shí)，我們可以通過手機(jī)端直接撥打緊急救助電話。3.3.2

程序流程圖說明

在程序流程圖設(shè)計(jì)的過程中，首先先分析問題，明白作品完成需要實(shí)現(xiàn)哪些功能，然后就是畫出程序流程圖的基本框架，最后就是實(shí)現(xiàn)該程序。在實(shí)現(xiàn)該程序的過程中，首先需要先初始化arduino模塊，也就是主控模塊，初始化arduino時(shí)，再將各個(gè)傳感器燒錄入程序。程序錄入好之后，arduino模塊通上電源就會(huì)開始工作，已經(jīng)錄入程序的溫濕度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?、煙霧傳感器也就會(huì)開始工作從而自動(dòng)檢測到數(shù)據(jù)。在程序運(yùn)行過程中，若檢測到空氣中有異常（例如：檢測到有煙霧/檢測到有火焰/檢測到環(huán)境溫度超過38℃）則蜂鳴器就會(huì)開始報(bào)警，沒有檢測到異常時(shí)，蜂鳴器不會(huì)工作，程序自動(dòng)顯示各項(xiàng)數(shù)據(jù)。

3.4

制作與調(diào)試過程3.4.1

檢查元件的好壞按照確定之后的電路圖購買元器件，然后先清點(diǎn)好元器件是否齊全，確認(rèn)齊全后檢查元器件的好壞，若不清楚需要元器件的正負(fù)極的話，需要按照元器件檢測方法來檢測，檢測并了解元器件之后才可進(jìn)行下一步。

3.4.2放置、焊接各元件根據(jù)原理圖的位置來擺放各個(gè)元器件，在放置過程中要先擺放、焊接難度較低的元件，例如電阻等。之后再焊接高器件。特別是容易損壞的元件要在后面焊，并且需要注意芯片的安裝方向。

3.4.3

調(diào)試檢查焊接好的電路板之后，先將寫好的顯示程序燒入，當(dāng)顯示屏顯示正常后，再講超聲波測距程序燒入，并且調(diào)節(jié)超聲波器件使它的靈敏度達(dá)到需要的理想效果。但在調(diào)試的過程中會(huì)出現(xiàn)調(diào)試不出，導(dǎo)致調(diào)試不出效果，那么就需要按照出現(xiàn)的情況進(jìn)行調(diào)整。作品實(shí)物圖如圖9所示：

四、作品特點(diǎn)智能車載設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是體積小，功能全面，可以很好的滿足小汽車，大巴車的消防安全需求，在出現(xiàn)問題隱患時(shí)也可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理，大大的降低了火災(zāi)發(fā)生的可能性。作品創(chuàng)新點(diǎn)：1．體積小，功能齊全2．可以實(shí)現(xiàn)語音播報(bào)

五、畢業(yè)設(shè)計(jì)體會(huì)與收獲

在設(shè)計(jì)過程中，通過查閱大量有關(guān)資料，一次又一次的作品調(diào)試，有疑惑的地方與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)，又不懂的就積極的向老師請(qǐng)教，這使自己學(xué)到了很多，在制作過程中，也鞏固了以前在課堂上所學(xué)過的東西，也學(xué)到了很多書本里沒有的知識(shí)、技能以及方法。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)，工作，生活都有非常重要的影響，通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)的制作也大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的還有一些不足之處，但在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的