基于单片机的智能烟雾报警系统设计.doc

山西农业大学信息学院 本科毕业设计 基于单片机的智能烟雾报警系统设计 系部名称 机电工程系 专业名称 电气工程及其自动化 学生姓名 李成 学 号 2012204911 指导老师 屈赵燕 二 一六年六月 BACHELOR S DEGREE THESIS OF CISAU Design of automatic smart smoke alarm system based on single chip microcomputer Department Mechanical and Mechanical engineering Major Electical Engineering Name Li Cheng Student ID 2012204911 Director Qu Zhao Yan June 2016 郑郑 重重 申申 明明 本人呈交的学位论文 是在导师的指导下 独立进行研究工 作所取得的成果 所有数据 图片资料真实可靠 尽我所知 除 文中已经注明引用的内容外 本学位论文的研究成果不包含他人 享有著作权的内容 对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他 个人和集体 均已在文中以明确的方式标明 本学位论文的知识 产权归属于培养单位 本人签名 日期 I 基于单片机的智能烟雾报警系统 摘 要 本文主要描述关于住居民区智能化系统的防火报警 防火智能化报警系 统 已经保证针对于防盗监测和火警报警 24 小时性 也就是报警器全天都 处在工作状态 当有烟雾或者火灾等可检测的事物发生时 报警器会自动报 警与此同时发出一种人们所能接收到的信息 本文分为两部分 主要针对软 件和硬件以及对自动检测在一个封闭的智能系统是如何表达的 自动报警系 统在具体路径中的一些功能进行所方面的分析与考究 在本文系统中的中央 处理器主要是由单片机 AT89C52 来处理实现的 文中介绍了所选单片机的 型号及一些具体的功能 目前单片机在国内外的一些研发状况 还阐述了烟 雾报警系统对外界所产生的信号是如何进行安排与解析 从而实现烟雾 火 灾等现象的监测 本文是把单片机和芯片进行了一个有机的结合 从而达到 了一个超过预期的效果 实现预报和防火这两个主要过程 具有非常快的报 警速度 小巧并且漂亮的外观 具有相当高的可靠性 易于和方便使用等优 点 本文还介绍了不同探测器的不同功能 不同部件组成的同一报警器既具 有相同性 也具有差异性 当然 随着单片机技术的发展 在人们的日常生 活中起到的用也越来越大 大大提高了人们的生产和生活安全 为我们日常 和财产安全确立的一定保障 同时在这个科技飞速发展的时候 人们对物质 需求的更高要求已经不仅仅停留在五六十年代的那作个水平 所以创新已经 成为当今时代的主题 单片机面临的挑战也日益严峻 为了不断适应时代的 发展 单片机技术也应不断提升 关键词 单片机 智能防火 智能防盗 报警系统 II Design of automatic smart smoke alarm system based on single chip microcomputer ABSTRACT The paper mainly describes the fire on the resident district intelligent alarm system Intelligent fire alarm system which has 24 hours of needle alarm for anti theft monitoring and fire alarm which is all day long in the working state when there are things such as fire or smoke detection occurs the alarm will automatically alarm at the same time a people can receive information The paper is divided into two parts mainly for software and hardware The paper for automatic detection in a closed system is how to express the function of automatic alarm system in some specific path in the analysis and Research on the central processor in this system Mainly by the AT89C52 microcontroller to achieve is also introduced in this paper The selected MCU models and some specific function at present at home and abroad a microcontroller Some research status This paper also describes the smoke alarm signal generated by the system to the outside world is how to arrange and analysis so as to realize the monitoring of smoke fire and other phenomena The paper is the microcontroller and chip of an organic combination so as to achieve a better than expected results achieve the two the main process of prediction and fire with a very fast speed alarm compact and beautiful appearance has high reliability easy and convenient to use The paper also introduces the different functions of different detectors different parts of the same alarm is the same but also has the difference Of course with the the development of single chip technology It plays in people s daily life is more and more important greatly improving the people s production and life safety to protect our daily and property safety is established Key words single chip microcomputer intelligent fire protection intelligent burglar alarm alarm system 目 录 一 绪论 1 1 1 设计背景 1 1 2 国内外研究概况 1 1 3 研究意义 2 二 系统设计方案 3 2 1 设计方案 3 2 2 设计原理 3 2 2 1 光电感烟火灾探测器 3 2 2 2 感温火灾探测器 4 三 系统硬件总体设计 6 3 1 系统总体设计结构框图 6 3 2 单元电路设计 6 3 2 1 控制器 6 3 2 2 红外线发射电路 7 3 2 3 红外线接收电路 8 3 2 4 开关模拟输入电路 9 3 2 5 数码管驱动电路 10 3 2 6 声光报警电路 11 3 2 7 主控与现场控制器的数据传输电路 12 3 2 8 其它附属电路 13 四 系统软件设计部分 15 4 1 软件部分的原理 15 4 2 软件流程图 15 4 3 主控制器程序 16 结论 23 参考文献 24 致谢 25 附录 26 一 绪论 1 1 设计背景 随着社会的发展 人们的经济水平和生活水平也日益提高 随之而来 计算机开始普及并且信息技术得到迅猛发展 在这时 旧时的居住环境对于 人类来说已经得不到满足 对居住的房子也有了一定的要求 不仅仅停留在 交通便利 居家舒适 这些浅显地方 在我们的日常生活中 偷到 入室抢 劫 火灾等日常安全隐患的问题还依然存在 为了保障人身安全 财产安全 人们对家庭的安全系数也有了新的追求 恰恰就在这个时候 在这个时候 系统的智能化就自然而然的进入了人们的视线 带领人们走进了智能化的新 时代 人们不这方面取得的进步日益增多 带给这个社会的利益也越来越大 并把这一时代性的进步扩展到全世界 使智能化科技带来的好处深入人心 从而走进千家万户 1 就目前而言 对于评价一个住宅区是否安全 智能系 统是否存在已经成为了一个必不可少的衡量标准 随着智能系统在我们家庭 中的加入 大大提高了家庭安全系数 使生活的到了很大的保障 本文对防 火报警系统的智能进行主要设计 从而尽可能实现可监测危害的自动报警 1 2 国内外研究概况 当今时代大多数国家都投入大量的人力物力进行单片机智能系统的研发 比如简简单单的学习和适应等功能就是通过神经网络加以研发 从而形成智 能火灾探测系统 进而提高检测火灾的准确率 是系统在一定程度上更加可 靠 2 目前就国内而言 智能报警系统已成为住宅保障的核心 建设部有关 规定指出 包括防盗 消防等在内的一系列内容 此次设计的系统是一个安 全系数比较高的系统 利用可视对讲为基础 进一步弥补主机功能的不足 分别在室内 室外开设多个监测点 进行对温度 烟雾 红外线的一系列检 测 我研发的住宅防护系统与国外相比 还有着比较大的距离 现如今 居 民一般采用防盗门窗等防范举措 虽然防盗作用也是具有一定的 但是在突 发灾害降临的情况下 使逃生成为一个难题 另外 小区安全措施不足 居 民安全意识有待增强 安全防范系统也急需普及 在中国境内 随着国力的 日益强盛 生活水平也相应的提高 智能化已经进入人们的生活 成为衡量 人们生活水平的一个标准 1 3 研究意义 火灾报警系统应从实际 并且有助于消防人员展开工作为前提 一方面 为设计智能报警器的研发创立了一个统一合理的依据 另一方面也为有关部 门的检测和监控提供了很大一部分的便力 3 他就像恪尽职守的看门狗 给忙碌中无暇顾及隐患和危险的人们带来安全 再而言之 烟雾报警系统的 产生可以提防人们及时注意 有效避免财产和各类经济损失 二 系统设计方案 2 1 设计方案 本文主要运用 AT89C52 单片机检测传感器所发出的信号以此来判断防 火还是防盗 并且作出相应的回应 以达到能时时预防在意外发生的时候作 出及时的防范措施 设计由两个部分组成 信号监视部分和信号处理部分 信号监视部分根据设计任务的要求 主要是用于防火的温度传感器 温度传 感器设定有一个极限值 当温度超过这个上限时 系统检测电路就会输出一 个低电平的温度信号 红外发射器发出特定频率的红外信号经过传播传递给 红外接收器 对于大多数情况来说 发生器 接收器两者之间是并不存在物 体阻隔的 接收器接到的信号就是连续的 而当它中间有物体阻碍时 接收 器接到的信号就会出现一个信号跳变 与此同时接收器输出低平信号给单片 机表示有信号输入该区域 信号处理部分是为承接上下两部分而存在的 它 的工作是对单片机接受监视部分发过来的信号来做相应的处理 并调用相应 部分的程序来处理突发情况 2 2 设计原理 2 2 1 光电感烟火灾探测器光电感烟火灾探测器 1 工作原理 光电感烟火灾探测器主要采用是红外线在烟中会发生一定的散射来检测 火灾在发生的初级阶段产生的烟雾 所采用的工作原理图 2 1 地址编辑电路 发射射电路接收电路 烟 红外光源光敏元件 黑罩板 图 2 1 探测器的工作原理图 红外发光二极管的材料是由砷化镓组成 多个红外发光二极管形成了光 电传感器 把红外光传感器的一端安放在黑罩板 红外发光二极管发出一束 光 如果在无烟雾的情况下 在红外光与光敏原件之间的黑罩板起到了一个 很好地阻挡效果 由红外光源产生的光无法到达光敏原件 如果有烟雾进入 探测器一定范围 红外光线在烟雾的作用下产生散射 一部分散射到光敏原 件端 转化为电信号 电信号经过放大 滤波等的处理最终输出报警信号 报警信号在软件部分的编码电路中进行分析 甄别 确定火灾信号后发出警 报 同时探测器指示灯点亮 2 设计思路 选用砷化稼制成的发光二级管作为红外光源 选用红外光电二极管作为 光敏原件 红外光电电路选用调制式作为电路 调制驱动电路选用脉冲调制 作为发射电路 选用调试光作为接收电路 本文所设计的电路对提高器件寿命 降低功耗等均有一定的作用 在发射电路这一阶段 选用温度补偿电路 在不同的环境设定不同的补 偿参数 温度补偿对于探测信号的检测也有一定的影响 选用 I V 变换作为变换电路 短路法作为红外光电二极管的处理方法 优点在于 1 电路时间常数小 频率特性好 2 具有良好的光电线性 和比较大浮动的动态范围 3 弱光探测对于输出信号极其有利 但其中 不包含暗电流 由经变换 放大 滤波电路之后的调制光电信号 与报警闽值电压相比 较 通过地址编码电路 最终送达控制器辨别有无火灾 3 2 2 2 感温火灾探测器感温火灾探测器 可燃物燃烧的过程其实就是一个伴随着发光放热的现象 探测器的热敏 元件在外部环境发生变化的情况下也发生相应的变化 这种物理变化经过电 路转变成的电信号最终传输给控制器 通过程序的判断 发出报警信号 常 见的感温火灾探测器原理与情况如下 1 定温式探测器 定温式探测器是在规定时间内 火灾引发的温度超过 一定的范围时发出报警的火灾探测器 它有线型和点型两种结构 线型的主 要工作原理是当局部温度升高到特定的范围以内 可熔绝缘物被长时间的高 温所熔化导致两导线短路 进而发出报警信号 点型定温式探测器所采用的是双易熔金属 热敏电阻等元件 超出特定 的温度值会发出报警信号 2 差温式探测器 在指定时间内 火灾引发的温度变化超过一些指定数 值时 会自动报警的探测器 它也有线型和点型两种结构 线型差温式探测 器主要是通过热效应产生动作 点型差温式探测器通过局部的热效应产生动 作 3 差定温式探测器 这种探测器是把差温和定温有机的的结合 三 系统硬件总体设计 3 1 系统总体设计结构框图 通篇文章集多种防火功能 在火灾发生的情况下 实现了自动检测和报 警 尤为重要的是 防火和防盗报警已经能通过红外探测器来实现 系统由 信号检测 区域控制和报警控制等几部分组成 负责收集和转换不同信号的 是执行设备和探测器它们主要分布于最底部 与此同时把源源不断的信息传 递给控制 4 设计包括硬件部分和软件部分 处理器在本文中采用 AT89C52 芯片 软件是这个系统的主要控制部分 如图 3 1 所示 AT89C52 控制电路 蜂鸣报警电路 液晶显示电路 图 3 1 防火报警器电路结构图 3 2 单元电路设计 3 2 1 控制器控制器 主要针对于输入信号进行处理是控制器的主要职责 5 控制器分为 主 控制器 现场控制器 控制器通过现场不同串口传递信息 输出对应的控制 信号 从而控制声光报警电路和数码管驱动电路的工作 是整个主动红外报 警电路的核心 6 现场控制器是主控制器的附属部分 主要是将信息过滤 然后再传递给主控制器 两者都采用 AT89C52 AT89C52 是一个低电压 高性能 CMOS 8 位单片机 片内含 8k bytes 的可反复擦写的 Flash 只读程序存储器和 256 bytes 的随机存取数据存储器 RAM 器件采用 ATMEL 公司的高密度 非易失性存储技术生产 兼容 标准 MCS 52 指令系统 片内置通用 8 位中央处理器和 Flash 存储单元 功 键盘控制电路 温度报警电路 能强大的 AT89C52 单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合 7 AT89C52 有 40 个引脚 32 个外部双向输入 输出 I O 端口 同时内 含 2 个外中断口 3 个 16 位可编程定时计数器 2 个全双工串行通信口 2 个读写口线 AT89C52 可以按照常规方法进行编程 但不可以在线编程 S 系列的才支持在线编程 其将通用的微处理器和 Flash 存储器结合在一起 特别是可反复擦写的 Flash 存储器可有效地降低开发成本 8 主要功能特性 32 个双向 I O 口 256x8bit 内部 RAM 3 个 16 位计数器中断 可编 时率 0 24MHz 2 个串行中断 可编程 UART 串行通道 2 个外部中断源 共 8 个中断源 2 个读写中断口线 3 级加密位 兼容 MCS52 指令系统 8k 可反复擦写 1000 次 Flash ROM 引脚功能如图 3 2 图 3 2 AT89C52 引脚图 控制器分为两类主控制器和现场控制器 软件部分可见其流程图 3 2 2 红外线发射电路红外线发射电路 由于仿真中不含红外发射头 现运用普通二极管替代红外发射管 发射 管在出厂测试时一般会给予直流 50mA 对应的 Vf约为 1 3V 一般给予直流驱 动不得高于 100mA 电流选择 50mA 根据欧姆定律 其限流电阻约为 75 其简易示意图如图 3 3 XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0 0 AD0 39 P0 1 AD1 38 P0 2 AD2 37 P0 3 AD3 36 P0 4 AD4 35 P0 5 AD5 34 P0 6 AD6 33 P0 7 AD7 32 P1 0 T2 1 P1 1 T2EX 2 P1 2 3 P1 3 4 P1 4 5 P1 5 6 P1 6 7 P1 7 8 P3 0 RXD 10 P3 1 TXD 11 P3 2 INT0 12 P3 3 INT1 13 P3 4 T0 14 P3 7 RD 17 P3 6 WR 16 P3 5 T1 15 P2 7 A15 28 P2 0 A8 21 P2 1 A9 22 P2 2 A10 23 P2 3 A11 24 P2 4 A12 25 P2 5 A13 26 P2 6 A14 27 U1 AT89C52 D1 DIODE LED D2 DIODE LED D3 DIODE LED D4 DIODE LED D5 DIODE LED D6 DIODE LED D7 DIODE LED D8 DIODE LED R1 75 R2 75 R3 75 R4 75 R5 75 R6 75 R7 75 R8 75 图 3 3 红外发射电路 3 2 3 红外线接收电路红外线接收电路 由于仿真中不含红外接收头 现运用分立元件对其功能进行模拟 对于 目前市场上来说主要是一体化接收头 其中有接收 放大 整形电路 运用信号源模拟接收到的微弱信号 假设是 5mv 再运用 741 和电阻组 成的同相比例运算放大器 因为要把微弱信号取出来 那么输入阻抗就要比 较大 所以选择同相比例运放电路 所以选择同相比例运算电路和施密特触 发器组合即可以提高输入电阻 又可以解决同相比例运算放大电路的共模输 入电压不为 0 的情况 图 3 4 同相比例运算 A 1 Rf R1 通过计算可知该电路将信号 Ui 放大 1000 倍 这时收到的 信号 Uo 是模拟的原始信号 波形变换缓慢 幅度连续变化 将放大的信号 接入由电阻 电容 555 组成的施密特触发器 该触发器为反向施密特触发 器 正负向阔值电压分别为 VT 2 3VccVT 1 3Vcc 当输入电压上升至 2 3Vcc 2 3 5 3 3V 下降至 1 3Vcc 1 3 5 1 67V 时 输出波形将分别发生由高至低和有低至高的跳变 采用该施密特触发器 对波形整形的好处在于可以把输入不规则的波变换为有规律的宽窄方波 电 路如图 3 5 R2 1 R 4 DC 7 Q 3 GND 1 VCC 8 TR 2 TH 6 CV 5 U2 555 C1 10n 3 2 6 74 1 5 U3 741 R2 1k V1 12V V2 12V R6 1k R3 999k 图 3 5 红外接收电路图 上图中 R2 1 模拟接收到的微弱信号 555 的引脚 3 输出经过整形后 的波形 3 2 4 开关模拟输入电路开关模拟输入电路 开关电路用于把手动的按钮操作转换成电信号 替代红外传感器发出检 测信号 总共两个 分别是一同接在 P2 0 P2 1 P2 2 P2 3 P2 5 P2 6 P2 7 除了 P2 4 的 SW1 和接在 P2 4 上的 SW2 9 SW1 表示的是由七个红外接收管传来的信号 为了防止类似落叶这样 的干扰 程序应当设计为至少有两条红外发射线被遮挡时系统才认为有非法 入侵 发出警报 SW2 的引入目的是表示自己的系统不会因为只触发一个 红外传感器而出现报警情况 SW2 接入低电平时表示只有一个探测器被触 发 根据仿真 当只有一个传感器被触发时系统不会发生报警 所以程序运 行正确 10 电路如图 3 6 XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0 0 AD0 39 P0 1 AD1 38 P0 2 AD2 37 P0 3 AD3 36 P0 4 AD4 35 P0 5 AD5 34 P0 6 AD6 33 P0 7 AD7 32 P1 0 T2 1 P1 1 T2EX 2 P1 2 3 P1 3 4 P1 4 5 P1 5 6 P1 6 7 P1 7 8 P3 0 RXD 10 P3 1 TXD 11 P3 2 INT0 12 P3 3 INT1 13 P3 4 T0 14 P3 7 RD 17 P3 6 WR 16 P3 5 T1 15 P2 7 A15 28 P2 0 A8 21 P2 1 A9 22 P2 2 A10 23 P2 3 A11 24 P2 4 A12 25 P2 5 A13 26 P2 6 A14 27 U1 AT89C52 SW1 SW SPDTSW2 SW SPDT SW1 NC 红 红外 外探 探测 测器 器经 经整 整形 形后 后的 的输 输出 出 C6 1nF C7 1nF X2 CRYSTAL C8 10uF R5 8 2k 图 3 6 开关模拟输入电路 3 2 5 数码管驱动电路数码管驱动电路 如果有发现入侵艾玛 上图电路数码显示管会自动显示并报警 根据电 子参考手册 所选的 3mm 数码管额定电流为 1 10mA 选择 5mA 额定电压 为 1 9V 而单片机的输出额定电压是 5V 所以需要限流电阻 根据欧姆定律 I U R 可知数码管的限流电阻大约是 0 6k 数码管显示运用查表法 所以电 路通过数码管的各个引脚限流电阻与单片机的引脚进行连接 主要是共阴 共阳连接 本电路选用共阴数码管 11 电路图如图 3 7 XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0 0 AD0 39 P0 1 AD1 38 P0 2 AD2 37 P0 3 AD3 36 P0 4 AD4 35 P0 5 AD5 34 P0 6 AD6 33 P0 7 AD7 32 P1 0 T2 1 P1 1 T2EX 2 P1 2 3 P1 3 4 P1 4 5 P1 5 6 P1 6 7 P1 7 8 P3 0 RXD 10 P3 1 TXD 11 P3 2 INT0 12 P3 3 INT1 13 P3 4 T0 14 P3 7 RD 17 P3 6 WR 16 P3 5 T1 15 P2 7 A15 28 P2 0 A8 21 P2 1 A9 22 P2 2 A10 23 P2 3 A11 24 P2 4 A12 25 P2 5 A13 26 P2 6 A14 27 U1 AT89C52 R1 0 6k R20 6k R3 0 6k R4 0 6k R5 0 6kR6 0 6kR7 0 6k XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0 0 AD0 39 P0 1 AD1 38 P0 2 AD2 37 P0 3 AD3 36 P0 4 AD4 35 P0 5 AD5 34 P0 6 AD6 33 P0 7 AD7 32 P1 0 T2 1 P1 1 T2EX 2 P1 2 3 P1 3 4 P1 4 5 P1 5 6 P1 6 7 P1 7 8 P3 0 RXD 10 P3 1 TXD 11 P3 2 INT0 12 P3 3 INT1 13 P3 4 T0 14 P3 7 RD 17 P3 6 WR 16 P3 5 T1 15 P2 7 A15 28 P2 0 A8 21 P2 1 A9 22 P2 2 A10 23 P2 3 A11 24 P2 4 A12 25 P2 5 A13 26 P2 6 A14 27 U1 AT89C52 SW1 SW SPDT SW2 SW SPDT SW1 NC 红红外外探探测测器器经经整整形形后后的的输输出出 C6 1nF C7 1nF X2 CRYSTAL C8 10uF R5 8 2k 图 3 7 数码管驱动电路 3 2 6 声光报警电路声光报警电路 声音报警电路由一个小型电动式扬声器并联一个 10 F 的电容组成 直 接连接在 P2 1 上即可 要发出警报声 只需在 P2 1 口加入个方波信号 光 报警信号就是让 LED 不断闪烁 只要在 P2 0 加上方波信号即可 方波信号 的子程序如下 for u 0 u 10000 u faguang 1 for t 0 t 50 t fasheng 1 delay fasheng 0 delay faguang 0 for t 0 t 50 t fasheng 0 delay fasheng 1 delay void delay Ink 1 for k 0 k 2 k for l 0 l R1 取典型值 R1 200 R2 1k C 22uF 3 电源供电电路 红外报警系统的电源是家用的 220V 交流电压 而芯片需要的电压为 5V 直流 所以要对电压进行转变 电源供电电路的作用是将家用 220V 交 流电压转变为 5V 直流电压 输入的 220V 交流电压经变压器转变为 8V 直 流电压 再经桥式整流 将交流电转换成脉动直流电 经电容滤波 稳压后 输出 5V 直流电压 供芯片和其它元器件使用 因为需要电压 5V 所以稳压器可以选 CWL7805 该型号三端稳压器 5V 输入电压为 7 35V 最大输出电流 IOM 1 5A 最大输出功率 POM 7 5W 根据稳压器的输入电压要求 可选用阻抗比初级 次级 220 15 的变压器 输出 15V 交流电压 根据估算 电路的功率达到近 4W 所以桥式整流选用流量大的型号 ICZ55A M 的最大正向整流电流为 1A 经过桥式整流后 还需要经过 C1 电容滤波 家用电是 50Hz 的低频电 压 需要用大容量电容滤波 选用 3300 F 的铝电解电容 CD10 其单位元 体积电容量特别大 而且价格便宜 13 C2 用于抑制 CW7805 的自激振荡 一般取 0 33 F C3 用于压窄 CW7805 的高频带宽 减小高斯噪声 一般取 0 1 F 其电路图如图 3 9 图 3 9 电源供电电路 四 系统软件设计部分 4 1 软件部分的原理 当从 DS18B20 读取数据时 主机生成读时间隙 当主机把数据线从高 电平拉到低电平时 写时间隙开始 14 数据线必须保持至少 1 s 从 DS18B20 输出的数据在读时间隙的下降沿出现后 15 s 内有效 15 因此 主机在读时间隙开始后必须停止把 I O 脚驱动为低电平 15 s 以读取 I O 脚状态 在读时间隙的结尾 I O 引脚将被外部上拉电阻拉到高电平 所有 读时间隙必须最少 60 s 包括两个读周期间至少 1 s 的恢复时间 16 DSl8B20 工作过程协议如下 初始化 ROM 操作命令处理数据 然后 再对 ROM 进行操作命令 比如 总线监测 DS18B20 的可疑指令 4 2 软件设计流程图 软件设计流程图如下图 4 1 上电复位 清RAM 系统初始化 读取数据 分析数据信息 分析数据信息 并进行处理分析数据 并进行处理 启动报警器进行相应报警 DS18B20是否 接收到高电平 是否达到报警 信号温度 图 4 1 软件流程图 4 3 主控制器程序 include unsigned char i m t u j 0 x 0 y 0 flag 0 unsigned char table 8 0 x7f 0 x6f 0 x77 0 x7c 0 x39 0 x5e 0 x79 0 x71 8 9 A B C D E F sbit faguang P2 0 sbit fasheng P2 1 void delay void main fasheng 0 faguang 0 SM0 0 SM1 1 设置为串口工作方式 1 REN 1 允许串口接受 TMOD 0X20 设为定工作方式 2 TH1 0Xe8 TL1 0Xe8 设置计数初值 波特率为 1200B TR1 1 定时器开始计时 EA 1 ES 1 开中断 while 1 等待中断 void ser interrupt 4 串口中断 RI 0 中断清 0 switch x case 0 if SBUF 0 SBUF 1 x else SBUF 0 while TI TI 0 break case 1 i SBUF x break case 2 table j SBUF y SBUF 异或校验码 j if j i x break case 3 if y SBUF 对比发送过来校验码与上面的校验 码是否一致 SBUF 2 else SBUF 03 x 1 y 0 while TI TI 0 flag 1 x 0 break if flag 1 P1 table m for u 0 u 10000 u faguang 1 for t 0 t 50 t fasheng 1 delay fasheng 0 delay faguang 0 for t 0 t 50 t fasheng 0 delay fasheng 1 delay flag 0 TI 0 产生了中断要清除 void delay int k l for k 0 k 2 k for l 0 l 2 l 现场控制器程序 include define uchar unsigned char uchar flag0 0 flag1 1 flag2 1 m 2 x uchar table 0 x3f 0 x06 0 x5b 0 x4f 0 x66 0 x6d 0 x7d 0 x07 0 1 2 3 4 5 6 7 uchar i j z int b 0 s 0 uchar temp 8 uchar a 8 8 void delay int z void main SM0 0 SM1 1 设置为串口工作方式 1 REN 1 允许串口接受 TMOD 0X20 定时器 1 工作方式 2 TH1 0Xe8 TL1 0Xe8 设置计数初值 波特率为 1200B 降低传输速率能 有效提高传输距离 TR1 1 定时器开始计时 P1 0 将红外发射管打开 for i 0 i 7 i temp i P2 delay 2 延时 0 14ms 采集数据 8 次 for j 0 j 7 j j 表示的是第几位 i 表示的是采集的第 i 组数据 每组数据包含 8 位 for i 0 i 1 为取出下一组数据做准备 for i 0 i 2 如果至少有两条被遮住 flag0 1 while flag0 while flag1 SBUF 0 发送呼叫信号 0 while TI 等待发送完成 TI 0 清除中断标志位 while RI 等待接收从机应答信号 RI 0 if SBUF 1 持续呼叫 直到应答信号是 01 flag1 0 while flag2 SBUF 1 发送数据长度 while TI 等待发送完成 TI 0 SBUF table m 发送数据 x table m 生成异或校验码 while TI 等待一个字节数据发射出去 TI 0 delay z SBUF x 发送异或校验码 while TI 等待发送完成 TI 0 while RI 等待从机应答信号 RI 0 if SBUF 2 flag2 0 void delay z 延时函数 0 14ms int e y for e z e 10 e for y 0 y 2 y 结论 本文的主要内容是对红外报警器控制系统进行原理设计 采用自顶向下 的方法 从系统结构 各模块的设计到 Proteus 建模和 C 程序设计 再进行 仿真 最后进行硬件制作和整机联调 得到红外报警控制系统 至此基本完 成了对该系统的设计与分析 随着时代的发展和科技的飞速进步 智能报警系统的单片机也发也有了 突飞猛进的变化 智能烟雾报警带给我们的好处越来越多 功能也愈来愈明 细化 为我们的财产 生命安全带来了极大的保障 同时烟雾报警系统与其 他系统相结合 比如与摄像系统结合 使人们清楚的知道事故发生的原因等 参考文献 1 冷祖祁编著 单片机基础 M 北京航空航天大学出版社 2007 55 60 2 秦艳 浅论高层建筑消防电气设计 M 深圳土木与建筑 2012 45 47 3 侯军 智能消防的构成和特点 J 科技咨询导报 2010 98 4 贾明海 火灾自动报警技术的应用现状及其发展趋势 M 中国科技信息 2013 207 208 5 何涛 高层建筑电气火灾的防范与监控 J 吉林勘察设计 2014 02 56 58 6 余碧莲 智能建筑的弱电工程设计 M 广东建材 2012 06 17 7 刘翱 基于微粒群算法和模糊神经的火灾探测研究 J 消防科学与技术 2007 06 673 676 8 彭川 消防电气设计 重庆工学院学报 J 2011 06 71 73 9 姚伟祥 基于模糊神经网络的火灾信号处理 J 人类工效学 2013 03 6 9 10 陈继斌 集散控制理论在工业建筑群火灾自动报警系统设计中的应用 M 消防科学与技术 2007 03 30 11 高素萍 楼宇自控系统的专业化与系统集成 M 低压电器 2012 09 8 12 12 李广弟 朱月秀 C 程序设计 J 北京 清华大学出版社 2013 7 13 姜志海著 单片机原理及应用 J 北京 电子工业出版社 2014 7 14 刘文涛著 Protel 2004 设计及应用基础教程与上机指导 M 北京 清华大学 出版社 2006 2 15 Data Converter Reference Manual Vol Analog Dwvices Z 1990 2 16 D Gruber F kraus J Muller Novel gas sensor design Z Sensors and Actuators B 2003 62 92 致谢 在这里 我非常感谢的是我们的指导老师 她对待问题认真细致 孜孜 不倦 在她的多次检查下 使我修改了论文中的诸多不足 使我四年的大学 生活画上完美的句号 同样也很高兴和指导老师度过这学校最后的毕业季 给我留下了一个美好的回忆 在这里还要感谢我的舍友 使他们提供了各种 方法 使我在论文修改中少走了不少弯路 也为我提供了一个良好的修改论 文空间 最后还要感谢我的父母 使他们给我提供了各种条件 让我在学习 的生涯可以走的顺顺利利 时光匆匆 大学四年的学习生活即将走到尽头 学校的最后一次作业就 是毕业论文或设计 最后呈现我们大学四年学到的东西 我的毕业设计是在 我的导师屈赵燕老师的指导下完成的 屈老师曾经是我们的代课老师 屈老 师的专业知识理论很强 不仅理论知识很强 而且对同学们很和蔼可亲 让 我有亲人般的感觉 虽然屈老师为人很和蔼 但是在工作上非常负责 对学 生很严格 在我们毕业设计期间遇到很多我解决不了的问题屈老师都会详细 耐心地给我们解惑 屈老师还牺牲掉了许多休息的时间帮助我们 我们都非 常的爱戴他 跟着屈赵燕老师做毕业论文期间我不仅学到了很多专业知识 还懂得了很多人生道理 屈老师是我的良师益友 通过本次毕业设计后 本人也对于电气工程专业的知识有了更深入的了 解 大学期间只是死记硬背 所学知识并不灵活 但是在做毕业设计的时候 一切思路都要自己想 不懂的地方只能自己去查找资料 屈老师也为我们提 供很多的经验方法 为我们写论文起了很大的帮助 在设计过程中 我学会 了许多东西 并且极大的锻炼了我的动手能力与自学能力 真的是授道解惑 另外 感谢在毕业设计期间帮助我的很多同学 最后祝帮我顺利毕业的所有人工作顺利 天天开心 附录 XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0 0 AD0 39 P0 1 AD1 38 P0 2 AD2 37 P0 3 AD3 36 P0 4 AD4 35 P0 5 AD5 34 P0 6 AD6 33 P0 7 AD7 32 P1 0 T2 1 P1 1 T2EX 2 P1 2 3 P1 3 4 P1 4 5 P1 5 6 P1 6 7 P1 7 8 P3 0 RXD 10 P3 1 TXD 11 P3 2 INT0 12 P3 3 INT1 13 P3 4 T0 14 P3 7 RD 17 P3 6 WR 16 P3 5 T1 15 P2 7 A15 28 P2 0 A8 21 P2 1 A9 22 P2 2 A10 23 P2 3 A11 24 P2 4 A12 25 P2 5 A13 26 P2 6 A14 27 U2 AT89C52 SW1 SW SPDT SW2 SW SPDT R1 1 R 4 DC 7 Q 3 GND 1 VCC 8 TR 2 TH 6 CV 5 U9 555 C4 10n 3 2 6 74 1 5 U8 741 R1 1k V1 12V SW1 NC V SLO XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0 0 AD0 39 P0 1 AD1 38 P0 2 AD2 37 P0 3 AD3 36 P0 4 AD4 35 P0 5 AD5 34 P0 6 AD6 33 P0 7 AD7 32 P1 0 T2 1 P1 1 T2EX 2 P1 2 3 P1 3 4 P1 4 5 P1 5 6 P1 6 7 P1 7 8 P3 0 RXD 10 P3 1 TXD 11 P3 2 INT0 12 P3 3 INT1 13 P3 4 T0 14 P3 7 RD 17 P3 6 WR 16 P3 5 T1 15 P2 7 A15 28 P2 0 A8 21 P2 1 A9 22 P2 2 A10 23 P2 3 A11 24 P2 4 A12 25 P2 5 A13 26 P2 6 A14 27 U1 AT89C52 D1 LED LS1 SPEAKER 红 红外 外探 探测 测器 器经 经整 整形 形后 后的 的输 输出 出 C14 5uF RO 1 DE 3 DI 4 A 6 B 7 RE 2 U4 MAX487 RO 1 DE 3 DI 4 A 6 B 7 RE 2 U5 MAX487 C5 1nF C6 1nF X1 CRYSTAL C7 10uF R5 1k TR1 TRAN 2P2S BR1 BRIDGE VI 1 VO 3 GND 2 U7 7805 C1 3300uF C2 0 33uF C3 0 1uF AC220v DC5v V2 12V R2 1k R3 999k XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0 0 AD0 39 P0 1 AD1 38 P0 2 AD2 37 P0 3 AD3 36 P0 4 AD4 35 P0 5 AD5 34 P0 6 AD6 33 P0 7 AD7 32 P1 0 T2 1 P1 1 T2EX 2 P1 2 3 P1 3 4 P1 4 5 P1 5 6 P1 6 7 P1 7 8 P3 0 RXD 10 P3 1 TXD 11 P3 2 INT0 12 P3 3 INT1 13 P3 4 T0 14 P3 7 RD 17 P3 6 WR 16 P3 5 T1 15 P2 7 A15 28 P2 0 A8 21 P2 1 A9 22 P2 2 A10 23 P2 3 A11 24 P2 4 A12 25 P2 5 A13 26 P2 6 A14 27 U3 AT89C52 SW4 SW SPDT SW3 SW SPDT SW4 NC V SLO 红 红外 外探 探测 测器 器经 经整 整形 形后 后的 的输 输出 出 RO 1 DE 3 DI 4 A 6 B 7 RE 2 U6 MAX487 R4 200 JP1 JUMPER C8 1nF C9 1nF X2 CRYSTAL C10 10uF R7 1k R6 200 JP2 JUMPER C13 1nF C12 1nF X3 CRYSTAL C11