发布时间 : 星期六 文章基于单片机的火灾报警系统设计 - 图文更新完毕开始阅读
西安工程大学本科毕业设计（论文）
发育。火灾报警产品真正发展是在 90 年代以后，随着政府逐渐开放国门，国外企业开始大量进入中国消防市场，带来先进技术的同时也促进了市场的成熟。这时期，我国生产火灾报警产品的企业也得到了快速发展，部分企业进行了合资生产、技术合作，取得了不菲的成绩，也造就了现今市场上许多有实力的商家，部分技术已接近或赶上了国际水平。
1.3 本系统主要研究内容
本系统设计制作一个基于单片机的火灾报警器。包括有以下几种功能：
（1）由检测模块检测温度值、烟雾信号和火光信号并通过24L01无线传输模
块收发。
（2）单片机读取接收到的烟雾传感器电位变化获取烟雾信息并在LCD1602上进行显示。
（3）单片机读取接收到的火焰传感器电位变化获取火光信息并在LCD1602上实时显示。
（4）通过温度传感器实时监测环境温度并在液晶显示屏上实时显示。 （5）单片机将接收数据与预设值比较判定，若超出预设范围则驱动报警电路进行声光报警。
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第2章 总体方案论证与设计
根据所要实现的功能划分，系统一共需要以下几个模块：主控模块、显示模
块、检测模块和无线传输模块和声光报警模块，以下就针对这几个模块的选型和论证进行讨论。
2.1主控模块的选型和论证
方案一：
采用MSP430系列单片机，该单片机是TI公司1996年开始推向市场的一种16
位超低功耗的混合信号处理器。其内部集成了很多模拟电路、数字电路和微处理器，提供强大的功能。不过该芯片昂贵不适合一般的设计开发。 方案二
采用51系列的单片机，该单片机是一个高可靠性，超低价，无法解密，高性
能的8位单片机，32个IO口，且STC系列的单片机可以在线编程、调试，方便地实现程序的下载与整机的调试。
因此选用方案二中的51系列单片机作为主控芯片。
2.2显示模块的选型和论证
方案一：
采用LED数码管动态扫描，LED数码管价格虽适中，对于显示数字也最合适，
而且采用动态扫描法与单片机连接时，占用单片机口线少。但是由于数码管动态扫描需要借助74LS164移位寄存器进行移位，该芯片在电路调试时往往有很多障碍，所以不采用LED数码管作为显示。 方案二：
采用LCD液晶显示屏，液晶显示屏的显示功能强大，可显示大量文字，图形，
显示多样，清晰可见，对于本设计而言一个LCD1602的液晶显示屏即可，价格也还能接受，需要的接口线较多，但会给调试带来诸多方便。
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所以本设计中方案二中的LCD1602液显示屏作为显示模块。
2.3温度检测模块的选型和论证
方案一：
AD590是美国ANALOG DEVICES公司的单片集成两端感温电流源，其输出电流与绝对温度成比例。在4 V至30 V电源电压范围内，该器件可充当一个高阻抗、恒流调节器，调节系数为1 μA/K。片内薄膜电阻经过激光调整，可用于校准器件，使该器件在298.2K (25°C)时输出298.2 μA电流。由于该芯片输出为模拟量还同时需要AD转换器对其进行采集。因此不适用于本设计。 方案二：
DS18B20数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，如管道式，
螺纹式，磁铁吸附式，不锈钢封装式，型号多种多样，有LTM8877，LTM8874等等。主要根据应用场合的不同而改变其外观。封装后的DS18B20可用于各种非极限温度场合。耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。
因此本设计采用方案二中的DS18B20芯片进行温度采集。
2.4 无线传输模块的选型和论
方案一：
NRF905是美国Nordic VLSI公司设计而成，体积小，传输距离远，同时抗干扰能力强，通信稳定，且为微功率模块。 方案二：
NRF24L01具有NRF905基本特点，并且成本更低，编程更加容易。 因此本设计选择方案二中的NRF24L01模块进行无线传输。
2.5系统整体设计概述
本系统以单片机为控制核心，对系统进行初始化，主要完成对火光、烟雾信号的采集、液晶显示、测温且由无线收发模块传输采集数据等功能的控制，起到
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总控和协调各模块之间工作的作用。
根据以上设计需要，系统拟采用以下技术方案，系统的结构框图如下图所示。
图2-1 发送侧系统结构框图
图2-2 接收侧系统结构框图
系统由STC89C52，LCD1602，火焰传感器，烟雾传感器， DS18B20等组成，系统由两部分组成分别是火灾检测部分和火灾报警部分，通过调整烟雾传感器的灵敏度来控制烟雾浓度的上限值，通过程序设定温度值的上限，当超过浓度后，或者温度超过后，单片机会进行声光报警。
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