【《单片机火灾报警系统软件设计案例》2000字】

单片机火灾报警系统软件设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u18642单片机火灾报警系统软件设计案例 1251031.1主程序设计 1252461.1.1设计要求 1105091.1.2主程序流程 1139801.1.3主程序初始化流程 2327191.2火灾报警系统子程序 3208031.2.1数字滤波设计程序 335031.2.2报警程序 3241301.2.3控制按键设计程序 4211071.2.4检测程序 5主程序设计设计要求首先要给传感器预热三分钟，因为MQ-2型半导体电阻式烟雾传感器在不通电存放一段时间后，再次通电时，传感器不能立即正常采集烟雾信息，需要一段时间预热。程序初始化结束后，系统进入监控状态。本论文的主程序设计先对传感器预热三分钟，预热同时，对传感器加热丝故障检测，采用软件方式检测传感器加热丝，电缆线是否断线或者接触不良。AT89S52单片机对传感器检测的烟雾浓度信号进行A/D转换、平均值法滤波、线性化处理后，将浓度值与报警限设定值相比较，判断是否报警。同时送入段式液晶显示烟雾浓度值。主程序还包括状态指示灯及按键功能设置，中断子程序等，使报警器功能更加完善，给用户带来便利。主程序流程主程序流程图如图4-1所示。图4-1主程序流程图主程序初始化流程主程序初始化流程图如图4-2所示。给传感器预热后，程序开始执行初始化子程序，这部分实现的功能包括各种I/O口输入输出状态的设定、寄存器初始化、中断使能等。首先设定定时初值50ms，利用IAP写入EEPROM，作为取值间隔。然后设置定时器0，选择方式1。方式1状态下定时器的工作寄存器TH1、TL1是全16位参与操作。接下来定时器0中断允许位置1，打开定时器0，关闭蜂鸣器，开启绿灯，设置报警限初值。图4-2主程序初始化流程图火灾报警系统子程序数字滤波设计程序在烟雾传感器对烟雾浓度采样时，可能会遇到尖脉冲干扰的现象。干扰通常只影响个别采样点的数据，此数据与其他采样点的数据相差比较大。如果采用一般的平均值法，则干扰将“平均”到计算结果上去，故平均值法不易消除由于脉冲干扰而引起的烟雾浓度采样值的偏差。为此，可采取中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法），先对N个采样数据进行比较，去掉其中的最大值和最小值，然后计算余下的N-2个数据的算术平均值。这种方法既可滤去脉冲干扰又可滤去小的随机干扰。保证报警器检测烟雾浓度的准确性，减小误报、错报的可能。在实际应用中，N可取任意值，但为了加快测量计算速度，本论文数字滤波的设计中N取10。即调用A/D连续进行10次采样，去掉其中的最大值和最小值，计算其余8个值的平均值，将这个平均值送入寄存器。中位值平均滤波法的程序流程图如图4-3所示。图4-3中位值平均滤波法程序流程图报警程序当烟雾浓度超过报警设定值时，报警器发出一种近似警笛的鸣叫声，对应通道的红灯闪亮，以提示操作人员采取安全对策或自动控制相关安全装置，从而保障生产安全，避免火灾和爆炸事故的发生。为防止误报，在程序设计上，对烟雾浓度进行快速重复检测和延时报警，以区别出是管道中烟雾的泄漏，还是由于暂短打开阀门产生的可燃烟雾的微量散失，防止误报。报警子程序流程图如图4-4所示。图4-4报警子程序流程图控制按键设计程序本报警器设计附加一个按键，功能分别为：确定（消音）。按键处理子程序流程图如图4-5所示。图4-5键盘处理子程序检测程序（1）雾检测报警器的工作原理本论文中的烟雾检测报警器以AT89S52单片机为控制核心，采用MQ-2型电阻式半导体传感器采集烟雾信息。首先，烟雾传感器经过AD0832进行转换后，进入单片机，温度通过DS18B20进行采集，用数码管显示温度和烟雾浓度的级别，温度报警的上下限值可以通过三个按钮来设置，另外，还设置一个紧急呼叫按钮，可以通过按此按钮来紧急报警，也可以设置为无人状态，用烟雾和温度自动报警。（2）雾检测报警器的结构为适应家庭和工业等场所对可燃性易爆烟雾安全性要求，设计的可燃性烟雾报警仪应不仅能在较宽的温度范围工作，而且应具有显示可燃烟雾浓度其目标是在传统的烟雾报警仪的基础上，尽量提高准确性，降低成本，缩小体积。报警器系统结构框图如图4-6所示，系统以单片机为核心，配合外围电路共同完成信号采集、浓度显示、状态显示、声音及闪烁报警、按键输入等功能。报警器采用巡检的工作方式，进行两级报警值设定，并发出不同的光、声信号。系统应采用高性能的单片机，要求工作稳定、测量精度高、通用性强、功耗低，保证报警器的精确性及可靠性，而且最好体积小，成本低，有利于减少报警器的体积，降低报警器的成本。图4-6可燃性气体检测报警器结构框图烟雾检测报警器的主要技术指标（1）传感器类型：半导体电阻式（2）检测范围：0-100%LEL（3）报警准确度:：±5%LEL（4）报警点设置：达到20%LEL开始报警（5）报警器工作方式：现场固定安装，自然扩散进行采样，长年连续运行（6）工作环境温度：检测器-50°C-50°C；报警器0°C-500°C（7）工作环境湿度：≤85%RH（8）报警方式：烟雾泄漏声光报警、自诊断故障报警（9）指示方式：数字显示，可显示被测烟雾LEL%及设定报警限值（1