【毕业论文】基于单片机的火灾报警系统的设计与研究word文档（12页）

烟雾浓度显示通过液晶屏显示可燃烟雾浓度值，并且可以切换到设置状态，通过键盘设置或者更改报警限值，以便于用户或检测人员随时观测烟雾浓度及更改报警限，引言火灾自动报警系统，般由火灾探测器区域报警器和集中报警器组成也可以根据工程要求同各种灭火设施和通讯装置联动，以形成中心控制系统。

即由自动报警自动灭火安全疏散诱导系统过程显示消防档案管理等组成个完整消防控制系统。

火灾探测器是探测火灾仪器，由于在火灾发生阶段，将伴随产生烟雾高温格火光。

这些烟热和光可以通过探测器转变为电信号报警或使自动灭火系统启动，及时扑灭火灾。

区域报警器能将所在楼层之探测器发出信号转换为声光报警，并在屏幕上显示出火灾房间号同时还能监视若干楼层集中报警器如果监视整个大楼则设于消防控制中心输出信号或控制自动灭火系统。

集中报警是将接收到信号以声光方式显示出来，其屏幕上也具体显示出着火楼层和房间号，机上停走时钟记录下首次报警时间性，利用本机专用电话，还可迅速发出指示和向消防队报警。

此外，也可以控制有关灭火系统或将火灾信号传输给消防控制室。

二烟雾检测报警器方案设计烟雾检测报警器设计思路烟雾检测报警器是能够检测环境中烟雾浓度，并具有报警功能仪器，仪器最基本组成部分应包括烟雾信号采集电路模数转换电路单片机控制电路。

烟雾信号采集电路般由烟雾传感器和模拟放大电路组成，将烟雾信号转化为模拟电信号。

模数转换电路将从烟雾检测电路送出模拟信号转换成单片机可识别数字信号后送入单片机。

单片机对该数字信号进行滤波处理，并对处理后数据进行分析，是否大于或等于个预设值也就是报警限，如果大于则启动报警电路发出报警声音，反之则为正常状态。

为方便检测与监控，使仪器测试人员及用户能够直观地观察到环境中可燃烟雾浓度值，可将浓度值送到显示屏中。

方便调节报警限，可以加入按键。

为使报警装置更加完善，可以在声音报警基础上，加入光闪报警，变化光信号可以引起用户注意，弥补嘈杂环境中声音报警局限。

以上是根据报警器应具备功能，提出整体设计思路。

烟雾传感器及单片机是可燃烟雾检测报警器两大核心，根据报警器功能需要，选择合适精确经济烟雾传感器及单片机芯片是至关重要。

烟雾传感器选型在下节详细介绍。

单片机作为硬件电路核心，它选型将在第三章详述。

烟雾传感器选型烟雾传感器属于气敏传感器，是气电变换器，它将可燃性气体在空气中含量即浓度转化成电压或者电流信号，通过转换电路将模拟量转换成数字量后送到单片机，进而由单片机完成数据处理浓度处理及报警控制等工作。

传感器作为烟雾检测报警器信号采集部分，是仪表核心组成部分之。

由此可见，传感器选型是非常重要。

烟雾检测报警器整体设计方案本论文中烟雾检测报警器以单片机为控制核心，采用型电阻式半导体传感器采集烟雾信息。

首先，传感器送来烟雾浓度对应微小电压信号经过放大，转化成较大电压信号送入单片机然后，在单片机内转换浓度比较，对数据进行线性化处理，将数字化电压信号转化成为对应十进制浓度值最后，将实际可燃性气体浓度送入液晶，并判断浓度值是否超出报警限，当浓度处于正常状态绿灯长亮，当烟雾浓度超出设定限定值时，发出声音报警并伴随红灯闪亮。

另外由于烟雾传感器需要在加热状态下工作，温度越高，反应越快，响应时间和恢复时间就越快。

为提高响应时间，保证传感器准确地稳定地工作，报警器需要向烟雾传感器持续输出个电压。

为了保证其可靠性，在输出电压同时，进行故障监测。

当传感器加热丝或电缆线和传感器断线或接触不良时，进行故障报警，发出声光报警信号。

当然几种状态报警信号是各不相同。

烟雾检测报警器结构为适应家庭和工业等场所对可燃性易爆烟雾安全性要求，设计可燃性烟雾报警仪应不仅能在较宽温度范围工作，而且应具有显示可燃烟雾浓度故障自检延时报警功能及可接计算机进行现场远测和实时控制等功能。

其目标是在传统烟雾报警仪基础上，尽量提高准确性，降低成本，缩小体积。

报警器系统结构框图如图所示，系统以单片机为核心，配合外围电路共同完成信号采集浓度显示时间显示状态显示声音及闪烁报警按键输入故障自检等功能。

报警器采用巡检工作方式，进行两级报警值设定，并发出不同光声信号。

系统应采用高性能单片机，要求工作稳定测量精度高通用性强功耗低，保证报警器精确性及可靠性，而且最好体积小，成本低，有利于减少报警器体积，降低报警器成本。

图可燃性气体检测报警器结构框图烟雾检测报警器功能自诊断故障报警功能当传感器加热丝或者电缆线发生断线或者接触不良情况时，报警器发出警报，并且黄色指示灯闪烁，提醒用户检查传感器或者电路线接触情况，及时排除故障，保证安全。

烟雾浓度显示通过液晶屏显示可燃烟雾浓度值，并且可以切换到设置状态，通过键盘设置或者更改报警限值，以便于用户或检测人员随时观测烟雾浓度及更改报警限。

显示浓度级别，其主要技术参数如下模块工作电压工作电流，每段字高环境相对湿度视角工作温度显示方式反射式正显示存储温度接口方式线并行接口图数码管结构图四烟雾检测报警器软件设计主程序设计及流程图主程序流程图如图所示。

首先要给传感器预热三分钟，因为型半导体电阻式烟雾传感器在不通电存放段时间后，再次通电时，传感器不能立即正常采集烟雾信息，需要段时间预热。

程序初始化结束后，系统进入监控状态。

本论文主程序设计先对传感器预热三分钟，预热同时，对传感器加热丝故障检测，采用软件方式检测传感器加热丝或电缆线是否断线或者接触不良。

单片机对传感器检测烟雾浓度信号进行转换平均值法滤波线性化处理后，将浓度值与报警限设定值相比较，判断是否报警。

同时送入段式液晶显示烟雾浓度值。

主程序还包括状态指示灯及按键功能设置，中断子程序等，使报警器功能更加完善，给用户带来便利。

图主程序流程图主程序初始化流程图主程序初始化流程图如图所示。

给传感器预热后，程序开始执行初始化子程序，这部分实现功能包括各种口输入输出状态设定寄存器初始化中断使能等。

首先设定定时初值，利用写入，作为取值间隔。

然后设置定时器，选择方式。

方式状态下定时器工作寄存器是全位参与操作。

接下来定时器中断允许位置，打开定时器，关闭蜂鸣器，开启绿灯，设置报警限初值。

图主程序初始化流程图报警子程序设计及流程图当烟雾浓度超过报警设定值时，报警器发出种近似警笛鸣叫声，对应通道红灯闪亮，以提示操作人员采取安全对策或自动控制相关安全装置，从而保障生产安全，避免火灾和爆炸事故发生。

为防止误报，在程序设计上，对烟雾浓度进行快速重复检测和延时报警，以区别出是管道中烟雾泄漏，还是由于暂短打开阀门产生可燃烟雾微量散失，防止误报。

报警子程序流程图如图所示。

图报警子程序流程图结语烟雾检测报警器可保障生产与生活安全，避免火灾和爆炸事故以及煤气中毒发生，它是防火防爆和安全生产所必备仪器，具有广阔市场空间与发展前景。

在系统单片机控制电路设计上，采用了高性能高整合度单片机作为核心芯片，充分利用了其高速数据处理能力和丰富片内外设，实现了仪器小型化和智能化。

使仪器具有结构简单性能稳定体积小成本低等优点。

由于烟雾传感器需要在加热状态下工作，温度越高，反应越快，响应时间和恢复时间就越快。

为提高响应时伺，保证传感器准确地稳定地工作，需要向烟雾传感器持续供给加热电压。

为了保证传感器加热工作可靠性，当传感器加热丝断线或传感器接触不良时，能够进行故障报警。

在本次毕业设计中，我得到了老师同学热心指导。

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同时，他还提供给我们专门各种设备及场所，使我在调试过程中能够有充足时间。

在这里非常感谢老师同学指导和帮助，并致以诚挚谢意，参考文献陈连生可燃烟雾探测器及其设置安装要领石油工程建设张保卫，尚家峰，赵金水燃气报警器分类与选择山东消防，彭军传感器与检测技术西安电子科技大学出版社，李永生，杨莉玲半导体气敏元件选择性研究传感器技术，谢望烟雾传感器技术现状和发展趋势仪器仪表用户蔡文斋专业级串口调试器设计现代电子技术引言火灾自动报警系统，般由火灾探测器区域报警器和集中报警器组成也可以根据工程要求同各种灭火设施和通讯装置联动，以单片机火灾报警系统设计指导老师晁贞荣机电工程系摘要为了提高对传感器认识和了解，尤其是对烟雾传感器深入研究以及其用法与用途，基于实用广泛和典型原则而设计了本系统。

本文利用单片机结合传感器技术而开发设计了这烟雾监控系统本论文以电阻式烟雾传感器和单片机技术为核心并与其他电子技术相结合，设计出种技术水平较好烟雾报警器。

其中选用型半导体可燃气体敏感元件烟雾传感器实现烟雾检测，具有灵敏度高响应快抗干扰能力强等优点，而且价格低廉，使用寿命长。

选用单片机，其整合了转换硬件乘法器硬件脉宽调制器等资源，具有高速低功耗超强抗干扰等优点，是目前同类技术中性价比较高产品。

以单片机和型半导体电阻式烟雾传感器为核心设计烟雾报警器可实现声光报警故障自诊断浓度显示报警限设置延时报警及与上位机串口通信等功能。

是种结构简单性能稳定使用方便价格低廉智能化烟雾报警器。

具有定实用价值。

关键词烟雾，报警器传感器，。

引言火灾自动报警系统，般由火灾探测器区域报警器和集中报警器组成也可以根据工程要求同各种灭火设施和通讯装置联动，以形成中心控制系统。

即由自动报警自动灭火安全疏散诱导系统过程显示消防档案管理等组成个完整消防控制系统。

火灾探测器是探测火灾仪器，由于在火灾发生阶段，将伴随产生烟雾高温格火光。

这些烟热和光可以通过探测器转变为电信号报警或