火灾自动报警系统毕业论文

1、家庭环境监测系统火灾监测系统课程设计试验报告一 课程设计的目的本次课程设计的目的有：1 熬炼同学独立进行单片机系统设计的力量，通过从硬件到软件，从模块选购到整个系统的调试这些过程，让同学能够较为真实的体会到单片机系统的研发设计过程，为今后同学进行更为简单的系统研发打下肯定的基础。2 培育同学从实际生活中发觉问题并且解决问题的力量，是同学的思想不再局限于课本的理论，让同学能够真正的去现实生活中去查找问题，并运用自己学过的学问去解决问题，开阔眼界，为将来走上工作岗位供应必要的学问。二 课程设计的内容本次课程设计目的是设计一个家庭火灾报警系统，本方案设计的消防报警和联动把握系统基于51单片机把握的，

2、由多种火灾探测器联合进行检测报警的系统。该系统是生命财产平安的忠实卫士和智能大厦的保卫者，它可以避开由于火灾而造成的巨大经济损失，在火灾初期就可以人为地预防由于火灾造成的一些不必要的损失，使生命财产受到平安的爱护。它广泛用于生命平安，紧急信号，防爆防火等各类场所。可保证该系统在将来数年内保持世界领先水平。一套先进牢靠的火灾报警系统可以有效的避开或降低由于火灾而引起的生命财产损失。同时几乎为零的误报率，运行的极其平平稳定，先进的可再生功能也可削减大厦的物业管理工作。本方案即是针对本项目的特点而设计的。1 火灾报警系统简介1.1火灾自动报警系统概述火灾自动报警系统能够在火灾初期，将燃烧产生的烟雾、

3、热量和火焰辐射等物理量，通过感温、感烟和感光等火灾探测器变成电信号，传输到火灾报警把握器，并准时发出报警信号。火灾自动报警系统的组成形式多种多样，它的进展目前可分为三个阶段1 多线制开关量式火灾探测报警系统。这是第一代产品，目前国内极少数厂家生产外，它基本上已处于被淘汰状态。2 总线制可寻址开关量式火灾探测报警系统。这是其次代产品，尤其式二总线制开关量式探测报警系统目前正被大量使用。3 模拟量传输式智能火灾报警系统。这是第三代产品。目前我国已经开头从传统的开关量式火灾探测报警技术，跨入具有先进水平的模拟量式智能火灾探测报警技术的新阶段，它的系统的误报率降低到最低限度，并大幅度地提高了报警的精确

4、度和牢靠性。目前火灾自动报警系统有智能型、全总线型以及综合型等，这些系统不分区域报警系统或集中报警系统，可达到对整个火灾自动报警系统进行监视。但是在目前的实际工程当中传统型的区域报警系统、集中报警系统和把握中心报警系统仍得到较为广泛的应用。火灾自动报警系统的工作原理如下：安装在爱护区的探测器不断的向所监视的现场发出巡检信号，监视现场的烟雾浓度、温度等，并不断反馈给报警把握器，把握器将接到的信号与内存的正常整定值比较、推断确定火灾。当发生火灾时候，发出声光报警，显示火灾区域或楼层房号的地址编码，并打印报警时间、地址等。同时向火灾现场发出警铃报警，在火灾发生楼层的上下相邻层或火灾区域的相邻区域也同

5、时发出报警信号，以显示火灾区域。各应急疏散指示灯亮，指明疏散方向。2 火灾自动报警系统的组成火灾自动报警系统是由触发器件、火灾报警装置、火灾警报装置以及具有其它帮助功能的装置组成的火灾报警系统，在火灾自动报警系统中，自动产生火灾报警信号的器件称为触发件，主要指火灾探测器。2.1火灾探测器火灾探测器是火灾自动报警系统的传感部分，是组成各种火灾自动报警系统的重要组件，是火灾自动报警系统的“感觉器官”。它能对火灾参数(如烟、温度、火焰辐射、气体浓度等)响应，并自动产生火灾报警信号，或向把握和指示设备发消灭场火灾状态信号的装置。火灾探测器是系统中的关键元件，他的稳定性、牢靠性和灵敏度等技术指标会受到诸

6、多因素的影响，因此火灾探测器的选择和布置应当严格依据规范进行。2.1.1火灾探测器的分类目前火灾探测器的种类很多，依据不同的方式有不同的分类方法。1 依据监测的火灾特性不同，火灾探测器可分为感烟、感温、感光、复合和可燃气体等五种类型，每个类型又依据其工作原理的不同而分为若干种。 2 依据感应元件的结构不同，可分为： 点型火灾探测器。对警戒范围中某一点四周的火灾参数作出响应。 线型火灾探测器。对警戒范围中某一线路四周的火灾参数作出响应。 3 依据操作后是否能复位，可分为： 可复位火灾探测器。在产生火灾报警信号的条件不再存在的状况下不需要更换组件即能从报警状态恢复到监视状态。依据复位的方式不同，又

7、可分为以下三种： 自动复位火灾探测器。能自动地恢复到监视状态。 遥控复位火灾探测器。通过遥控操作能恢复到监视状态。 手动复位火灾探测器。通过手动调整能恢复到监视状态。 不行复位火灾探测器。在产生火灾报警信号的条件不再存在的状况下，需调换组件才能从报警状态恢复到监视状态或动作后不能恢复到监视状态。 2.1.2 火灾探测器的选择火灾探测器的选择应符合下列要求：(1) 对火灾初期有阴燃阶段，产生大量的烟和少量的热，很少或没有火焰辐射的，选用感烟探头；(2) 对火灾进展快速，产生大量热、烟和火焰辐射的，选用感烟探头、感温探头、火焰探头或它们的组合；(3) 对火灾进展快速，有猛烈的火焰辐射和少量烟、热的

8、，选用火焰探头；(4) 对状况简单或火灾形成特点不行预料的，可进行模拟试验，依据试验选用适宜的探头。火灾报警把握器是火灾自动报警系统心脏，具有下述功能：(1) 用来接受火灾信号并启动火灾警报装置。该设备也可用来指示着火部位和记录有关信息。(2) 能通过火警发送装置启动火灾报警信号或通过自动消防灭火把握装置启动自动灭火设备和消防联动把握器。(3) 自动地监视系统的正确运行和对特定故障给出声、光报警。2.2 火灾把握器火灾报警把握器是火灾自动报警系统心脏，具有下述功能：(1) 用来接受火灾信号并启动火灾警报装置。该设备也可用来指示着火部位和记录有关信息。(2) 能通过火警发送装置启动火灾报警信号或

9、通过自动消防灭火把握装置启动自动灭火设备和消防联动把握器。(3) 自动地监视系统的正确运行和对特定故障给出声、光报警。2.2.1 火灾报警把握器的分类火灾报警把握器种类繁多，依据不同的方法可分成不同的类别。(1) 按把握范围可分为： 区域火灾报警把握器：直接连接火灾探测器，处理各种报警信息。 集中火灾报警把握器：它一般不与火灾探测器相连，而与区域火灾报警把握器相连，处理区域级火灾报警把握器送来的报警信号，常使用在较大型系统中。 把握中心火灾报警把握器：它兼有区域，集中两级或火灾报警把握器的特点，即可以作区域级使用，连接把握器；又可以作集中级使用，连接区域火灾报警把握器。(2) 按结构型式可分为

10、： 壁挂式火灾报警把握器：连接的探测器回路相应少些，把握功能简洁，区域报警把握器多才用这种型式。 台式火灾报警把握器：连接探测器回路数较多，联动把握较简单，集中式报警器常接受这种方式。 框式火灾报警把握器：可实现多回路连接，具有简单的联动把握。(3) 按系统布线方式分为： 多线制火灾报警把握器：探测器与把握器的连接接受一一对应方式。 总线制火灾报警把握器：把握器与探测器接受总线方式连接，探测器并联或串联在总线上。三 系统的硬件过程1 系统的定义本次课程设计所设计的火灾报警系统接受多种传感器相结合的报警方式，每个模块都能独立触发报警模式，并依据每个模块检测的种类，以及火灾发生信号的先后挨次，进行

11、分级报警，肯定程度上削减了误报的影响。2 系统的工作过程系统的框图如下： 具体工作原理如下：单片机把握器不断的查询一氧化碳、火焰、温度传感器的输出引脚，由于火灾在发生之前，会先消灭烟雾，之后环境温度会渐渐上升，最终会消灭火苗，依据这一特性，对3 火灾探测器的选择本次课程设计选用了三种火灾探测器，分别是一氧化碳传感器、火焰传感器、温度传感器，分别将上述三种模块的使用手册介绍如下：a 一氧化碳传感器（1）简介传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)。接受凹凸温循环检测方式低温（1.5V加热）检测一氧化碳，传感器的电导率随空气中一氧化碳气体浓度增加而增大，高温（5.0V加

12、热）清洗低温时吸附的杂散气体。使用简洁的电路即可将电导率的变化，转换为与该气体浓度相对应的输出信号。 MQ-7气体传感器对一氧化碳的灵敏度高，这种传感器可检测多种含一氧化碳的气体，是一款适合多种应用的低成本传感器（2）功能特点：1、具有信号输出指示。2、双路信号输出（模拟量输出及TTL电平输出）3、TTL输出有效信号为低电平。（当输出低电平常信号灯亮） 4、模拟量输出05V电压，浓度越高电压越高。5、对一氧化碳具有很高的灵敏度和良好的选择性。6、具有长期的使用寿命和牢靠的稳定性（3）电路原理图ABH136452QM-N10VCCVCCVCCR3LEDC1VCC23418U1AR11234P1R

13、pR2+5VDOUTAOUTGND（3）应用范围用于家庭、环境的一氧化碳探测装置。适宜于一氧化碳、煤气等的探测。b 火焰传感器（1）简介1 、火焰传感器对火焰最敏感，对一般光也是有反应的，一般用做火焰报警等用途。 2、 小板输出接口可以与单片机IO口直接相连 3、传感器与火焰要保持肯定距离，以免高温损坏传感器，对打火机测试火焰距离为80cm，对火焰越大，测试距离越远4、小板模拟量输出方式和AD转换处理，可以获得更高的精度（2）功能特点1、 可以检测火焰或者波长在760纳米1100纳米范围内的光源，打火机测试火焰距离为80cm，对火焰越大，测试距离越远。2、 探测角度60度左右，对火焰光谱特殊灵

14、敏。3 、灵敏度可调（图中蓝色数字电位器调整）。4、比较器输出，信号洁净，波形好，驱动力量强，超过15mA。5、配可调精密电位器调整灵敏度。6、工作电压3.3V-5V。7、输出形式 ：数字开关量输出（0和1）。8、设有固定螺栓孔，便利安装。9、使用宽电压LM393比较器。（3）电路原理图c 温度传感器（1） 简介1、 温度传感器核心温度采集芯片为DS18B20。DS18B20数字温度传感器提供9位温度读数，指示器件温度。.信息经过单线接口送入DS18B20或从DS18B20送出，因此从中心处理器到DS18B20仅需链连接一条线。读、写和完成温度转换所需的电源可以由数据线本身供应，而不需要外部电

15、源。（2）功能特点1、 独特的单线接口，只需要一个接口引脚即可通信。2、 多点力量使分布式温度检测应用得以简化3、 不需要外部元件4、 测量范围从-55至+125，增量值为0.5.5、 以九位数字值的方式读出温度6、 在1秒内把温度变换为数字7、 用户可定义的，非易失性的温度告警设置8、 应用范围包括恒温把握，工业系统，消费类产品或任何热敏系统（3）电路原理图（4）适用范围HVAC环境把握，建筑物、设备或机械内的温度检测，以及过程监视和把握的温度检测。4 报警把握器报警把握器是一个以51单片机为核心的小型规律把握系统，报警把握器是火灾报警系统的核心，其内部的运行方式制约着整个系统的性能。本系统

16、的报警把握器设置为分级报警模式。依据火灾发生的一般规律，在火灾发生的初期，由于可燃物的不完全燃烧会不行避开的产生肯定量的一氧化碳，之后环境温度会上升，当温度达到肯定值的时候，会产生明火，进而引发猛烈的燃烧。依据火灾的这一特点，当一氧化碳探测器检测到环境中的一氧化碳浓度上升并超过某一阈值的时候，报警把握器给出三级报警信号，提示当前环境中有可能发生火灾；当温度传感器检测到环境温度上升并且超过某一阈值的时候，报警把握器给出二级报警信号，提示当前环境中很可能要发生火灾；当火焰传感器检测到环境中消灭明火的时候，报警把握器给出一级报警信号，提示当前环境中已经发生火灾，并实行相关措施进行处理。四 系统的软件

17、工作过程1 火灾报警系统的软件工作流程如下检测到报警信号，声光报警NYYYYN是否有火焰报警信号延时处理是否有一氧化碳报警信号延时处理N是否有一氧化碳报警信号延时处理N是否有温度报警信号系统初始化上电复位： 以上为整个火灾报警系统的把握工作过程，在对系统供电之后，系统在短时间内进行对于火灾探测器以及火灾报警把握器的初始化，之后系统开头不断轮询监视各个火灾探测器引脚的输出状态，当检测到一氧化碳探测器发出一氧化碳浓度告警信号的时候，火灾报警把握器点亮三级火警指示灯；当检测到温度探测器发出温度告警信号时，火灾报警把握器点亮二级火警把握灯；当检测到火焰探测器发出火焰报警信号的时候，火灾报警把握器点亮一

18、级火警把握灯，同时警铃大作，在短时间内快速做出处置措施。2 火灾报警把握系统的代码实现a 单片机AD转换代码由于一氧化碳传感器会输出一个与外界一氧化碳浓度成正比的电压值，为了将一氧化碳的浓度转换成数字量显示出来，需要对接收的模拟量进行AD转换，以下代码能够利用单片机自带的AD转换器资源，实现将输入的模拟电平转黄成数字量的功能。void MQ7_Init()P1M0|=0x01; /设P1_0为开漏模式 如： P1_0= #00000000BP1M1|=0x01;ADC_CONTR|=0x80;/开电源Delay(5); ADC_CONTR=0xe1; /设置P1.1为输入AD转换口 ，未启动开

19、头转换Delay(2);uint Get_Result()uchar i=0;uint sum=0;uint result=0;for(i=0;i<10;i+)ADC_RES=0;ADC_RESL=0;ADC_CONTR+=0x08;/startwhile(!(ADC_CONTR&0x10);ADC_CONTR&=0xe7;/清零start和flagresult=ADC_RES;sum+=result;result=sum/10;return result;b LCD1602驱动程序由于此次设计的火灾报警系统要求实时在显示器上显示一氧化碳浓度、环境温度等渐变型的物理量，因

20、此需要不断的读取相关探测器输出的值并实时的进行显示，便利人们对环境的状况进行评估。本系统用LCD1602模拟显示设备，以下代码为LCD1602的驱动程序void WriteCommand(uchar WCLCD)LCD_RS=0;LCD_E=0;delayms(2);LCD_Data=WCLCD;LCD_E=1;delayms(2);LCD_E=0;void WriteData(uchar WDLCD)LCD_RS=1;LCD_E=0;LCD_Data=WDLCD;delayms(2);LCD_E=1;delayms(2);LCD_E=0;void LCD_Init()RW=0;WriteCo

21、mmand(0x38);WriteCommand(0x08);WriteCommand(0x0c);WriteCommand(0x06);WriteCommand(0x01);delayms(500);void LCD_Show(uchar addr,uchar dat)WriteCommand(addr);WriteData(dat);c 火灾报警系统主程序主程序的设计直接打算了整个火灾报警系统的工作方式，具体实现代码如下：void main()float result=0.0; uchar wendu_z=0,wendu_x=0;Serial_Init();MQ7_Init();LCD_I

22、nit();while(1)if(DOUT=0)delayms(50);if(DOUT=0)led1=0;else led1=1;result=(Get_Result()/256.0)*5.0;LCD_Show(0x80+5,(uchar)(result/1.000)%10+0x30);LCD_Show(0x80+6,'.');LCD_Show(0x80+7,(uchar)(result/0.100)%10+0x30);LCD_Show(0x80+8,(uchar)(result/0.010)%10+0x30);LCD_Show(0x80+9,(uchar)(result-0.

23、001)/0.001)%10+0x30); Show_18b20();GetWendu(&wendu_z,&wendu_x);if(wendu_z>25)led2=0;else led2=1; if(fire_in)beep=1; else beep=0;；五 课程设计的心得通过本次课程设计，我有了很深的心得体会。在过去的高校三年中，这次课程设计是我第一次完完全全的独立完成的实践训练，虽然内容并不是很简单，但让我体会到了一个完整的过程，的确是一次格外贵重的经受。在以往的高校学习生活中，学的东西虽然多，但绝大部分都是理论学问，感觉脑袋里学了不少东西，但却不能再实际中使用出来，实践力量的缺乏，实在是我再即将结束的高校生涯中的一个短板。这次课程设计支配在大四第一学期最终的四周，时间上也是格外的奇妙。即将毕业的在校高校生，我有时间和精力去认真的做这四周的课程设计，也使我有机会来发觉自身存在的各种不足。假如没有这四周的课程设计，下学期我可能就要面临找工作，、做毕业设计等一系列的重大事情。所谓“亡羊补牢，为时不