车辆段火灾自动报警系统的设计与实现毕业设计论 文

本科毕业论文（设计）中文题目车辆段火灾自动报警系统的设计与实现英文题目DesignandImplementationofAutomaticFireAlarmSysteminDepot选题编号系（部）专业学生姓名学号指导教师完成时间本科毕业论文（设计）原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：本科毕业论文（设计）关于使用授权的声明本人在指导老师指导下所完成的毕业论文（设计）及相关的资料（包括图纸、试验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属。本人完全了解有关保存、使用毕业论文（设计）的规定，本人授权可以将本毕业论文（设计）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存和汇编本毕业论文（设计）。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为。本人离校后使用毕业论文（设计）或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为。论文作者签名：日期：指导教师签名：日期：本科毕业论文（设计）。声音报警接口如图3.7所示。图3.7声音报警接口声光报警是为了当当时环境下出现紧急情况是做出相应的反应，能够及时得到更好的相对措施，最大减少财产相关损失以及人类安全。其原理图如图3.8所示。图3.8声光报警原理图3.2.5通讯模块通讯板块主要是当发生意外之时，我们能将第一消息发送至值班与及相关人员。GSM模块只要由一个SIM300模块及相应外围电路组成，可以预先设定几组报警手机号码，并可以进行更改。在接收到主控模块发送来的信号后，就向预先设置好的手机发送报警短信。其主要原理图如图3.9所示。图3.9串口通信原理图

4系统实现4.1开发环境该设计主要开发环境为MicrosoftWindows10Windows10将为所有硬件提供一个统一的平台。Windows10将支持广泛的设备类型，从互联网设备到全球企业数据中心服务器。4.2功能模块实现车辆段火灾自动报警系统主函数图如4.1所示：图4.1车辆段火灾自动报警系统主函数图如下图可见，图中主要包含烟雾传感器、温度传感器、时钟电路、LCD显示器、AT89C51单片机、蜂鸣器报警器、LED灯、以及串口通信来实现并完成仿真图。仿真图如图4.2所示。图4.2火灾自动报警系统仿真图4.2.1烟雾监测模块烟雾监测模块主要实现的功能是监测空气的气体变化并在发生变化之时传递实时数据。烟雾监测模块部分代码如图4.3所示。图4.3烟雾监测模块部分代码具体的实现效果图如图4.4所示。图4.4烟雾监测模块实现图4.2.2温度监测模块主要对当时场景的温度对其进行监测，并实时记录下来。温度监测模块部分代码如图4.5所示。图4.5温度监测模块部分代码具体的实现效果图如图4.6所示。图4.6温度监测模块实现图4.2.3显示模块该模块其主要功能为显示烟雾浓度值和温度值。显示模块部分代码如图4.7所示。图4.7显示模块部分代码图具体显示效果图如图4.8所示：图4.8显示模块实现图4.2.4声光报警模块当MQ2检测烟雾浓度和DS18b20检测温度，按键设置这个两个的阈值并在LCD1620上面进行显示，当现场值大于其设定阈值时，此时将发出报警。声光报警模块部分代码如图4.9所示。图4.9声光报警模块部分代码具体的实现效果图如图4.10所示。图4.10声光报警模块实现图4.2.5通讯模块当发出报警的同时，会通过GSM发送信息给值班人员，该信息内容即为该车辆段的位置，同时大大提高的乘车的安全性。通讯模块部分代码如图4.11所示。图4.11通讯模块部分代码具体的实现效果图如图4.12所示。图4.12通讯模块实现图

5系统测试5.1测试计划为了提高火灾报警系统的安全质量，确保系统正常运行，防止和减少火灾危害，减少人身和财产安全，为此设计。5.1.1测试范围与主要内容测试范围主要是对仿真进行程序代码的实现，将代码置入单片机中，看是否能完成相应的蜂鸣器报警以及串口通信的实现。主要内容为：检查源代码是否完整或错误输入源代码调试方案确定调试程序 5.1.2测试方法通过ISIS.EXE将仿真图进行完成，然后再通过KelluVision2将其所有程序进行完成，最后将代码代入单片机进行运行。通过显示可以看到设定的阈值，然后对其进行手动调节温度，当大于或等于阈值时，蜂鸣器将发生报警，并通过GSM发送信息至接收端。此测试运行成功。5.1.3测试环境相关软、硬件如下表5.1所示:表5.1软、硬件测试环境客户端软、硬件配置备注硬件软件ACPU：Intel(R)Core(TM)i5-9300HCPU@2.40GHzOS：Windows11内存：7.9GISIS.EXE,KelluVision2硬盘：239G浏览器：MicrosoftEdge5.2功能测试对于已经设计完成的程序，需进行仔细详细的检查，确定没有错误之后，再使用Keil软件进行编译。而对于检查方式进行分类，将其可分为烟雾浓度检测部分、温度检测部分、温度以及烟雾浓度显示部分、蜂鸣器报警和LED灯显示部分、信息传送部分，设置预警温度为25℃,烟雾浓度为20ppm，通过检查源代码没有错误之后，将其生成.HEX文件代入单片机中进行仿真测试。如图表5.2、表5.3、表5.4、表5.5为正常与异常烟雾浓度值及温度值报警系统的工作情况。表5.2正常温度和正常烟雾浓度下系统工作情况运行操作期望结果实际结果将烟雾浓度值设置为10ppm将温度设置为15℃与预期一致LED显示烟雾浓度10ppm与预期一致蜂鸣器不工作与预期一致串口通信不工作与预期一致将烟雾浓度值设置为15ppm将温度设置为20℃与预期一致LED显示烟雾浓度15ppm与预期一致蜂鸣器不工作与预期一致串口通信不工作与预期一致表5.3异常温度和异常烟雾浓度下系统工作情况运行操作期望结果实际结果将烟雾浓度值设置为20ppm将温度设置为25℃与预期一致LED显示烟雾浓度20ppm与预期一致蜂鸣器工作与预期一致串口通信工作与预期一致将烟雾浓度值设置为25ppm将温度设置为30℃与预期一致LED显示烟雾浓度25ppm与预期一致蜂鸣器工作与预期一致串口通信工作与预期一致表5.4正常温度和异常烟雾浓度下系统工作情况运行操作期望结果实际结果将烟雾浓度值设置为20ppm将温度设置为15℃与预期一致LED显示烟雾浓度20ppm与预期一致蜂鸣器不工作与预期一致串口通信不工作与预期一致将烟雾浓度值设置为25ppm将温度设置为20℃与预期一致LED显示烟雾浓度25ppm与预期一致蜂鸣器不工作与预期一致串口通信不工作与预期一致表5.5异常温度和正常烟雾浓度下系统工作情况运行操作期望结果实际结果将烟雾浓度值设置为10ppm将温度设置为25℃与预期一致LED显示烟雾浓度10ppm与预期一致蜂鸣器不工作与预期一致串口通信不工作与预期一致将烟雾浓度值设置为15ppm将温度设置为30℃与预期一致LED显示烟雾浓度15ppm与预期一致蜂鸣器不工作与预期一致串口通信不工作与预期一致5.3测试结论本系统经过功能测试之后，能够正常的进行运行，实现了每一个模块的功能，达到了系统的预期结果。

6总结与展望6.1总结本本次毕业设计的题目是《车辆段火灾自动报警系统的设计与实现》，对于这个设计的课题，我通过网上查阅资料以及翻阅书籍，借鉴别人的经验，并完整的复习了关于单片机的开发与电路设计相关的专业知识，设计了LED显示温度烟雾浓度模块、温度烟雾浓度控制模块、蜂鸣器报警模块、显示模块、消息内容的发送模块，并在最后的测试成功后完成实现，该课题的创新点为系统可传输文字信息到值班人员并进行安全检查核实。在这次毕业设计的整个过程还是有许多问题存在，如当烟雾浓度值可以为人为改变提高，使其监测产生误差，甚至严重困难导致无法显示监测出的实际值，还有就是假设实景中真实发生意外，且两个实际值均未达到设定值或者其中一个的实际值不满足实际值时，该系统便不会完成整个过程。对于以上问题，在最后我进行了多组的测试并总结。对于KEILUVISION5、Proteus8Professional的使用不够熟练，在源代码编译、仿真电路设计，在查询各种知识内容和质询老师后也予以解决。6.2展望关于本次毕业设计的实现与完成，在其中也学习到了许多更专业的知识点，以及多种学习方法。但是在完成过程中还是有许多的不足，如关于真实环境考察不是特别的准确，有可能出现略微的误差，希望在今后能够更加的严谨。无论烟雾传感器还是温度传感器在选择时都要选与之相匹配的部件，最好做到零误差。总之，这次设计还存在有很多可以改进、扩展的地方，希望能够在以后可以实现，设计一个更实用的车辆段火灾报警系统。

参考文献李嘉琪,孙晔,何文轩,马宝军.基于单片机的火灾自动报警系统设计[J].科技创新与应用,2016,(05):90.陈辉.基于单片机的火灾自动报警系统的设计[J].科技风,2013,(19):50.陈倬.单片机在火灾报警控制系统中的应用[J].科技资讯,2009,(22):91.陈长生.基于AT89S51的火灾自动报警系统设计[J].民营科技,2018,(08):160-161.姜斌.基于多传感器的火灾自动报警器的设计[J].自动化应用,2014,(07):89-90.王鹏.基于Zigbee技术的火灾报警系统在工程建设中的应用与研究[D].导师：王芹;王晓朋.扬州大学,2021.刘鑫.基于单片机的火灾报警系统的设计[D].导师：于波;刘思强.东北石油大学,2018.金涛.铁路客车火灾报警系统的研究[D].导师：胡继胜.大连交通大学,2012.祁卫.火灾报警系统的设计与应用[D].导师：何仁平.华中科技大学,2011.曹君.火灾报警系统设计[D].导师：丁喜波.哈尔滨理工大学,2006.杨武.新型火灾报警系统信号处理器设计[D].导师：黄元庆.厦门大学,2008.邓要兵.无线火灾报警系统研究[D].导师：赵林双.北京理工大学,2016.董巍.动车组火灾报警系统的设计[D].导师：张大波.大连理工大学,2009.FanYang,ZhanbiaoZhao,TianyuanJiang,YucaiDong.EvaluationResearchonMilitaryLogisticsDistributionCenterBasedonSVM[A].InformationEngineeringResearchInstitute,USA.Proceedingsof20155thInternationalSymposiumonKnowledgeAcquisitionandModeling(KAM2015)[C].InformationEngineeringResearchInstitute,USA:智能信息技术应用学会,2015:221-223NationalChiaoTungUniversity;PatentIssuedforSunlightModulationDeviceWithDivergentReflectionOfConvergedSunlightForSolarEnergyUtilization(USPTO10,473,904)[J]EnergyBusinessJournal,2019.XiaoyueFan,XiaolinQiu,LixinLuetal.Fabricationandcharacteristicsofsolar-drivenphasechangemicrocapsuleswithcrystallineTiO2/CuShybridshellforsolarenergyconversionandstorage[J]JournalofMaterialsResearch,2020,35(16).

附录一原理图实物图

致谢本次的论文的完成主要在指导老师的悉心指导和严格要求下才得以完成，从开始的论文选题、开题报告的撰写、任务书的规划