基于单片机的智能火灾报警系统设计_黄志敏.doc

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1、智能应用 Intelligence Application DOI:10.16589/11-3571/tn.2016.06.032 基于单片机的智能火灾报警 系统设计 黄志敏 中山市中等专业学校 广东中山 528458 【文章摘要】 雾信 号转换成为数字 信号。通过无线传输的形 火灾 报警 器是当前社会经济生产生活 式传 输到射频模块发射出去，射频接收模块接 中较为常用的火灾预警装置，对国民经济及 收到 信号后传输给单片机，由单片机对火灾状 人员生命财产安全起到了重要的保障作用。 态进 行自主判断， 并通过声光报警模块发出预 随着 现代科 学技术快 速发展，智能 控制芯 警。 提升，对早期火情

2、发现与控制起到了重要的 2 系统硬件设计 擦除 只读存储器的低电压，高性能 CMOS8 位 准的 MCS-51 指令集和输出管脚相 兼容。由于 0 前言 将 多功能 8 位 CPU 和闪烁 存储器 组合在 单个 近年 来，火 灾发 生率 及死 亡人 数呈 现出 控制 器，为诸多嵌 入式控制系统提供了一种灵 2013 年，由火 灾直接 导致人员 伤亡的 人数高 2.2 转换芯片 能火 灾报警器的推广使用提供了较大的帮助。 1 系统设计方案 同时 其只有数据总线，不需要额外架设地址总 线及地址锁存器，更换方便灵活。 本文 所设 计的 单片 机 智能 报警 器主 要包 2.3 声光报警模块 电 路

3、的放 大，声 光报 警电 路 如图 1 所示。 首 图 1 声光报警电路 先， 由单片 机的 P1.0 引脚 对声 光报警 电路 进 行控 制， 当引脚输出低电平时，三极管 得以导 通，系统 中蜂鸣器的电流得以形成 回路，并发 出 声音报 警 ； 若 P1.0 引 脚并未 发出低 电平， 则三 极管的导通被截止，无声音报 警发生。其 次，由单片机的 P2.0 口对光束报警进行控制， 与声音报警的原理相似，当 P2.0 口输出低电平 时，发光 二 极管发出光束闪烁，进而形 成光报 警，而 P2.0 口无低电平输出时，发光二极管则 处于 “停歇 ”状态，无光报警发生。 3 系统软件设计 3.1 开

4、发环境设计 设计所使用的软件编程系统为 Keil C51， 是 51 系 列的能够 兼容单片机 C 语言的软 件开 发系统。 Keil 软件开发系统提供了连接器、宏 汇编以及库管理 和 C 编译器等完整的软件开发 方案，通 过 UVision 集成开发环境进而将 上述 各 个方 案进 行有 机连接， Keil 软 件既 可以 在 WinXP 系统中运行，又可以在 Win7 系统中运 行，对系统具有较强的适应性。 3.2 报警系统主程序设计 在 程序 流程 图 中主 要涉 及到 了两 个初 始 化，分别为 单片机自身的初始化与无线 接收模 块的 初始化。系统的主程序是一个信号 的无线 循 环过程

5、，实现流程为 ： （ 1）在 上电后，单 片机 智能报警系统的各部 分与 nRF24L01 均完 成各 自的初始化 ； （ 2）采用中断信号 传输的 方式使火灾报警系统实现对各类数据的采集 ； （ 3）数据 采集完 毕后，系统 对当前 环境下 是 否发 生火灾进行判断，若无火灾发 生 ， 则返回 信号 采集，若相关数据满足火灾发 生情况，则 系统 发出异常报警（主要以声光报警的 方式实 现 ）； （ 4）在异 常报警结 束后（火灾结束 或 火灾 所发出的烟雾信号不足以刺激报 警系统的 发出 烟雾报警信号时），系统发生 复位，并返 回开始阶段进行初始化。 结论 ：本文以基于单片机的智能火灾报警

6、系统 作为主要研究对象，通过对系统设 计方案 进行简要介绍，进而分别对 AT89C51 单片机、 ADC 转换芯片和声光报警模块等系统硬件部分 进行 设计， 并对系统开发环境和报警系 统主程 序展 开 设计和分析。研究结果表明，本 文所设 计 的基于 AT89C51 单 片机的 火灾报 警系统 通 过各 部分硬件模块和软件模块的 相互配合，能 够有效实现对火灾的报警预防。 【参考文献】 1 沈坤，章兢，王 善伟，等 . 基于 PIC 单 片机 的智能漏电火灾报警系统的设计 J. 测控 技术， 2012， 06（ 12）： 12-15. 2 宋彦 雄，蔡岱贤 . 基于单 片机的楼 宇火灾 智 能

7、 报 警 系 统 设 计 J. 机 电工 程 技 术， 2011， 01（ 05）： 45-48. 3 王 捷，田 红芳，周振 渝 . 分布 式智 能 火灾 报 警 系 统 综 合 设 计 J. 微 计算 机 信 息， 2012， 08（ 12）： 43-45. 042 电子制作 片的应用使得火灾报警 器反应 灵敏 度大幅 推动作用。为此，本文以 AT89C51 单片机为 2.1 AT89C51单片机 例，对基于单片机的智能火灾报警系统展开 AT89C51 是一种带 4K 字节闪烁可编程可 了全面的设计和分析。 微 处理 器，俗称 单 片 机。 该器 件采 用 ATMEL 【关键词】 高密 度

8、非易失存储器制造技术制造，与工业标 单片机；火灾报警系统 ；声光报警模块 芯 片 中， ATMEL 的 AT89C51 是一 种 高效 微 显著 上升 态势， 据我 国 国家 安全 部门 统计， 达 266 人，同 比增长 3.2%，对 社会公 共秩序 ADC0804数模 转换专用 芯片是本文 单片 及人员生命财产安全造成了严重威胁。在此背 机智 能火灾报警器主要应用的转换芯片。该芯 景 下，加强对智能化火灾报警系统的设计，并 片属 于连续渐进式转换器，除了自身转换速度 以此来确保公民的生命财产安全已成为当前消 及传 唤效率较快、分辨率较高等特点外，还具 防部门和国家相关安全部门需要着重开展的关 有生 产步骤简单、成本低廉特点，为单片机智 键工作。 括 ：单片机、声光报警模块。单片机智能报警 声光报警电路中蜂鸣器的工作电流较大， 器工 作原理 为 ：当 火灾发 生时， 单片机 智能 使得单片机的输入 / 输出端口无 法对其进行直 报警器内部的烟雾传感器通过各个智能节点将 接驱 动，故需要对 电路进行放大后再对蜂鸣器 烟雾信号采集并实施二阶滤波处理，之后将已 的信号传出进行驱动，可以借助三极管来实现 经处理过的信号经由单片机中模数转换器将烟