公交车火灾报警系统设计

本科毕业论文（设计、创作）题目： 公交车火灾报警系统设计 学生姓名： 学号： 103402036 所在系院： 专业： 电子信息工程 入学时间： 2010 年 9 月导师姓名： 职称/学位： 副 教 授 /硕 士 导师所在单位： 完成时间： 2014 年 5 月安徽三联学院教务处 制安徽三联学院毕业论文0公交车火灾报警系统设计摘要:近年来，公交车火灾事件频发，在公交车上安装火灾报警系统变得尤为重要。设计通过对多种火灾报警系统的分析和总结，给出了公交车火灾报警系统的总体设计方案；采用 STC89C52 为核心控制器件，对各分电路原理做出了深入的分析，绘制了系统整体流程图，并用 C 语言实现了具体的程序设计，最后对软硬件系统进行了测验与调试。实现了可设置烟雾浓度和高温报警值，可以紧急报警和手动取消紧急报警功能，并具有掉电保存功能以及检测烟雾浓度和温度的功能。确认火灾后可以自动报警，报警时蜂鸣器发出滴滴的声音，红灯闪烁。操作简单方便，极易实现。关键词：报警系统； 单片机； 传感器安徽三联学院毕业论文0The design of the bus fire alarm system Abstract: The bus has happened many conflagrations in recent years. The installation of fire alarm system becomes particularly important in the bus. This paper through a variety of fire alarm system analysises and summaries ,then gives the bus alarm system the whole scheme. The system uses STC89C52 as the core element. The flow chart design of the whole is made. Then prepare the C language program and design the hardware circuits on the hardware and software debugging. The system may sets smoke concentration level and high temp .When a special circumstances occurs, according to the emergency alarm button to warn, the system has the power of save function. The button of the alarm system also has the function which may automatically adjust the set temp and the smog concentration. Once confirms the fire, The fire alarm system will alarm. The buzzer sounds and the red light flashes under the condition of alarm. We may operate the system simply and conveniently ,which is easy to realize.keywords：Fire alarm system ； STC89C52； sensor安徽三联学院毕业论文目 录第一章 绪 论 .11.1 引言 .11.1.1 分析火灾现状及传感器的产生 .11.1.2 研究公交车火灾报警系统的背景及意义 .11.2 火灾报警系统操作及说明 .3第二章 火灾报警系统的工作原理 .42.1 火灾发生原理 .42.2 火灾探测器的类型 .52.3 温度传感器（DS18B20）电路 .62.3.1 DS18B20 简介 .62.3.2 18B20 接口电路 .72.4 系统总体功能概述 .7第三章 系统硬件设计 .93.1 核心芯片选择 .93.1.1 选择 STC89C52 的原因 .93.1.2 STC89C52 引脚图及功能说明 .93.2 单片机最小系统 .103.2.1 晶振电路 .113.2.2 复位电路 .113.3 烟雾检测 AD 采集电路 .123.4 按键控制电路 .123.5 声音报警电路 .133.6 LCD 显示电路 .143.7 电源接口电路 .153.8 火灾报警系统图片 .16第四章 火灾报警系统软件设计 .204.1 火灾报警系统程序设计 .204.1.1 主程序流程图 .20安徽三联学院毕业论文I4.1.2 报警子程序 .204.1.3 按键处理子程序 .214.2 电路的调试 .21致谢 .22参考文献 .23附录 .24安徽三联学院毕业论文0第一章 绪 论1.1 引言1.1.1 分析火灾现状及传感器的产生 我们的生活离不开火，火灾确实很可怕，因为它存在着严重的安全隐患，据相关资料显示，从 1975 年到 1987 年，我国就发生了 44 万起火灾，6 多人在火灾中丧生，经济损失高达 3250000000 元，尤其是在 1987，大兴安岭发生火灾，造成了重大的经济损失。火灾控制的重要性使各级政府和人民的意识逐渐增强，产生了各种控制火灾的手段和方法，但对火灾的控制效果并没有想象中的完善。1989 年共发生火灾 30 起火灾，造成的经济损失超过 30 万元，最让人很难接受的是，10 天内就发生了 3 起火灾，最严重的一次导致了 700 万元的经济损失。不仅仅在我国，国外火灾现状也不容乐观，在各种网站我们都可以看到。各种火灾告诉我们要提高防火意识，做好防火准备。1940 年，火灾自动报警系统产生于美国 1。19 世纪 90 年代，英国成功研制温度传感器，并可以使用在各类消防报警系统上，其后公交车火灾自动报警系统也得到了更为普遍的应用 2。1.1.2 研究公交车火灾报警系统的背景及意义造成火灾的因素非常多，不仅有自然因素，亦有人为因素，但火情控制难，尤其人为因素造成的最多，为了更好地控制火灾必须提高消防技术，各级政府要认真做好预防工作，不断还要提高自身的防火技术，而控制火灾并报警则是此中的关键所在。残酷的现实让我们认识到不但要提高意识，做好消防工作也是必须的。电子产品越来越普及，我们随处可见，但是电子产品引起的火灾也变得越来越多，火灾隐患潜伏在我们的身边，提醒我们不得不注意。由此产生的现代化的智能型的火灾报警系统现在已经不像以前的设备那样简单，而是整合了各种知识和经验，例如电子技术、计算机技术、自动控制技术以及传感器等。伴随着科学技术的不断发展，人类生活水平也在不断地提高，火灾报警系统定会得到进一步完善和发展。本文重点介绍近年来现在广泛应用于交通工具上的火灾系统，在已有的基安徽三联学院毕业论文1础上更进一步完美了设计工作，考虑各种不正常的情况，像漏了报、错误地报、延迟时间报、不去报等方面，并在此基础上改进了报警系统这个设备，随着近年来单片机技术不断提高，单片机在自动控制领域中得到了更为广泛的应用，本文结合了近年来单片机的研究现状，设计了基于普通单片机的实用可靠的自动火灾报警系统。自动报警系统有多种元器件制成，原件清单如下表 1-1 所示。表 1-1 原件清单列表number Comment Description Designator Quantity1 ADC0832 AD 采集芯片 1 12 蜂鸣器 蜂鸣器 B1 13 10uFPolarized CapacitorC1 14 20pF 电容 C2, C3 25 D 指示灯 D1 16 液晶显示器 液晶 LCD 17 Header 2 Header, 2-Pin P1 18 9012 三极管 Q1 19 2K 电阻R1, R2, R4310 10K 电阻 R3, R7 211 1K 电阻 R5 112 10K 排阻 R 112 4.7 电阻 R6 113 SW 与 PB 按键S1, S2, S3, S4, S5514 sw-灰色 电源开关 SW1 115 U1 单片机 U1 116 MQ-2 烟物传感器 U2 1安徽三联学院毕业论文217 DS18B20 温度传感器 U3 118 12M 晶振 Y1 1使用这些元器件，组成火灾报警系统，实时报警，安装在公交车上可以起到很好的报警作用。1.2 火灾报警系统操作及说明本文的火采用 STC89C52 为核心芯片，采用多种简单的部分组成整体电路，例如数据采集部分、模数转化部分、自动显示部分等。我们可以自己设置烟雾浓度和温度报警值，在需要时我们可以采用紧急报警和手动取消紧急报警，如果发生火灾时，我们可以按紧急报警键让报警系统进行报警，该系统带了掉电自动保存这一项功能，我们设置的参数，例如温度或烟雾浓度值，将保存在单片机内部的 EEPOM 中。当火灾发生时温度会随之升高，当周围环境的温度达到设置的温度时，ADC0832 对采集来的信号进行处理，将信号转换后后送到单片机内部，再由单片机来处理，这时蜂鸣器会发出滴滴的报警声音，告诉人们火灾已发生，做好救火准备，同时在火灾发生过程中，可燃物燃烧会散发出一定的烟雾浓度，当燃烧物的温度达到设定的烟雾浓度时，蜂鸣器也会报警，同时红灯不停地闪亮，当温度和烟雾浓度未达到设定值时，火灾报警系统处于常态，红灯不亮，蜂鸣器不响。本文的报警系统的按键还有连加键、减键，很方便操作，在没有按键按下设置的 30S 后，系统将主动离开设置界面。本系统温度和浓度的设置范围都是:0-99;设有 4 个按键，从左到右依次是紧急报警键、减键、加键、设置键。紧急报警建是在特殊情况下，需要紧急报警时，手动按下开关，火灾报警系统就会报警，在 LCD 和蜂鸣器之间设有紧急报警取消键，可以取消紧急报警，该系统具有掉电保存功能。加键是指通过按动开关增加设定的温度和烟雾浓度，减键是指通过开关按钮减小设定的报警温度和烟雾浓度，设置键是指按第一次设定温度，第二次设烟雾浓度，第三次按下，系统将回到正常情况时的显示界面。系统在设置界面可以自动停 30S，30S后系统会退出设置界面。安徽三联学院毕业论文3第二章 火灾报警系统的工作原理2.1 火灾发生原理火灾是一件令人很头疼的事情，我们要提前做好预防工作，避免产生更大的损失。产生火灾的要素很多，分为可燃物、助燃物和点火源。可燃物存在方式有 3 种，物质形态有气体、液体和固体。氧气越充足，可燃物燃烧的越厉害，被称之为助燃物 3。火灾发生时，周围环境温度升高，当热量达到一定程度，达到某些物质的着火点时，物质就会发生自燃现象，导致火灾的面积越来越大根，如果不能采取正确的措施，后果将不可收拾，想想都令人毛骨悚然。由于火灾产生时发生的现象不同，我们可将火灾分为三个阶段。阴燃的产生是这样，在又疏又松散的物质内进行缓慢的氧化的过程，它可以在很长的时间内维持并夸大面积，当外界条件发生变化时，结果也会响应它的变化。火灾是在火灾发生时，火迅速燃烧，不断向外扩散，并且有红、紫外线火焰产生。大量的研究结果，用事实告诉我们，火灾发生的重要原因是阴燃导致的 4。燃料油期货的过程是相同的，第一燃烧气体，然后烟，在一定的条件下氧浓度可以达到所有的火，火焰，发出可见光和不可见光，并散发出大量的热量，使环境温度升起来。火灾产生过程中，最初的两段阶段将有很长时间，虽然产生不少烟雾，但传感器已经开始了检测。火焰在燃烧，火灾的损失降到最低，产生大量的热，达到温度设定值，也会报警。因此，我们可以及时控制火势 5。火灾发生曲线如图 2-1 所示。图 2-1 火灾发生曲线图安徽三联学院毕业论文42.2 火灾探测器的类型火灾发生时，会产生烟雾，散出大量的热量，温度传感器对温度敏感，烟雾传感器对烟雾敏感。当外界条件改变时，例如烟雾、温度、火光等，传感器便改变原来的的状态，引起电流、电压等点亮发生变化，当然有时候变化是微小的，为了使看到的更明显，通常我们要放大信号，才能带动相应的电子器件，例如蜂鸣器等。火灾传感器是火灾系统里比较重要的器件，等同于人的眼睛，时时刻刻观察着周围的温度、烟雾浓度等，可以实现提前发出警报，让我们做好准备。火灾传感器根据对各种参量的响应方式，可以将其划分为感烟雾式、感温度式、感光线式、复合形式和可燃性气体的传感器我们