基于单片机的wifi火灾烟雾浓度监测设计【字数：7471】
摘 要随着当代社会城市化的不断推进与完善，为获取更高单位面积上空间的利用率，城市中的建筑都往更高耸与密集的方向发展。而这也带来了无法避免的安全隐患，其中之一危害性较大的便是火灾。为预防火灾对人民生命安全与社会财富所带来的威胁，一种基于局域或区域网络，简单并造价低廉的火灾烟雾报警器应运而生。本设计选用STC89C52单片机作为核心数据处理元件，选用MQ-2型烟雾传感器与DS18B20型温度传感器分别承担测量环境内烟雾浓度与温度的数据收集的功能，选用24L01无线模块承担上下位机之间的数据传输任务，最终将相关数据显示在液晶屏上，并在数值达到预设阀值时自动报警，有效保障了监测区域内的人民生命财产安全。
Key words:onechip computer；Sensor; Wireless Communication; Fire Monitoring 目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景 1
1.2课题研究目的 1
1.3课题设计要求 2
第二章 总体方案设计 3
2.1整体设计 3
2.2模块功能 3
第三章 系统的硬件电路 4
3.1单片机最小系统 4
3.2烟雾监测AD采集电路 5
3.3温度传感器电路 6
3.4显示模块 9
3.5声音报警电路 9
3.6按键控制电路 10
3.7电源模块 10
3.8无线收发模块电路 11
第四章 系统软件的设计 13
4.1概述 13
4.2系统主程序设计及流程图 13
4.3子程序设计 14
第五章 系统调试 16
结束语 17
致 谢 18
参考文献 20
附录：电路原理图 21
第一章 绪论
1.1课题研究背景
自从上世纪三十年代开始，随着国外环境中社会制度与经济建设的双重发展，人们意识到了对于火灾的有效预防对于自身生活舒适度与所拥有财产的安全性起到了积极的保护作用。这样的意愿逐渐积累，从而推动了政 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
府对于安全规定的有效整改，于是火灾预警设备的市场被豁然开阔，火灾监测传感器也逐步登上了历史舞台。此类设备的市场自开拓始就迅速发展成熟，这也为其制造工艺的不断提升起到了正面影响。愈发成熟的制造工艺使得传感器核心芯片的集成度逐渐提高，这降低了报警器的生产成本，其实际体积的不断缩减也为它产业链上的运输与交易提供了便利。总结来说便是空间利用率的提升使得制造工艺与销售市场两者之间互惠互利，达成了持续发展的共赢局面。
伴随我国经济发展与城市建设的不断推进发展，为提高单位面积上空间的利用率，城市中的建筑都往着更高耸与密集的方向发展。而这也带来了无法避免的安全隐患，其中之一危害性较大的便是火灾。无论是在商业区，住宅区或是工业区，其都对社会财富与人民生命安全构成了难以估量的威胁，而且火害所给国家带来的经济损失也曾在一段期间内呈现了大幅上升的趋势。根据相关数据统计，我国70年代年平均损失为2.5亿元，80年代火灾年平均损失为3.2亿元，而进入90年代后，尤其是1993年以来，火灾造成的年平均财产损失上升到17亿元左右，年均死亡2000多人。时期性的大额经济损失原因一部分是因为自改革开放以来我国的经济建设大幅度发展，而为了确保人们辛苦建造起来的家园财富尽可能少的被自然灾害摧毁，营造起可预测性的预防体系则至关重要。而为应对火灾而言，监测报警器可以起到切实有效的作用
于是我国在70年代初期开始自行研制烟雾监测报警器，由于充分借鉴了国外完备的制造工艺经验，产生了初期报警器型号与功能性多样的市场特点，这使得其能适应我国广阔土地上的各种复杂自然环境，其卓越的发展速度主要归功于引进国外成熟的传感器设计技术和先进的生产工艺基础。同时为满足将来国内市场，研究与开发形成具有本国特色特点的传感器技术也是刻不容缓的。
众所周知，现在全球处于全面发展计算机信息科技的时代，且未来还会向更高阶层技术化方向发展，这也推动了当代各方面技术的不断进步。而本文想要叙述的无线火灾报警器也正朝着微缩智能化方向发展。
1.2课题研究目的
本课题的目的是设计出一款通过收集周边环境烟雾浓度与温度信息，从而在火灾发生时可以远程报警的无线火灾监测报警器。这样就可以在某空间无人时自行监测有关火灾信息，为人民的生命财产安全提供了一定程度上的保障。其简洁低廉的整体构架与自行运作的特性使其多适用于如居民住宅的小型空间内，简单有效的为人们提供了一定程度上的消防保障。
1.3课题设计要求
1.能够实现如下功能：通过传感器收集周边环境烟雾浓度与温度信息，当单片机判定超过设定阀值时可以通过无线模块向下位电路发送报警信号，从而控制报警模块报警并可时刻显示测量信息于显示屏上。
2.采用单片机作为设计核心，串联起各部件模块。
3.提出合理设计方案，以简洁有效作为划分区域功能模块的标准。
4.根据设计方案组装硬件与编写软件程序，并进行调试测验各功能能否达到课题设计要求。 第二章 总体方案设计
2.1整体设计
本课题通过收集周边环境中烟雾浓度数值，并由下位机在超出额定数值时向上位机发出报警信号，从而启动声光报警系统的火灾烟雾监测报警系统。该系统的包括：STC89C52单片机模块、烟雾与温度传感器模块，报警模块，显示电路模块，无线通信模块等。
针对家居环境与工业场所对可燃性易爆烟雾的安全指标，本课题中烟雾监测报警器配备了数值显示屏。并且报警器采取的是延时的工作模式，选用STC89C52单片机作为核心数据处理元件， MQ2型烟雾传感器与DS18B20型温度传感器分别承担测量环境内烟雾浓度与温度的数据收集的功能，nRF24L01无线模块承担上下位机之间的数据传输任务，最终将相关数据显示在液晶屏上，并在数值达到预设阀值时自动报警，从而实现火灾预警的智能自动化实现。课题中涵盖了软硬件设计两中下文中会介绍的组成部分。
电路整体框图如图21所示。
Key words:onechip computer；Sensor; Wireless Communication; Fire Monitoring 目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景 1
1.2课题研究目的 1
1.3课题设计要求 2
第二章 总体方案设计 3
2.1整体设计 3
2.2模块功能 3
第三章 系统的硬件电路 4
3.1单片机最小系统 4
3.2烟雾监测AD采集电路 5
3.3温度传感器电路 6
3.4显示模块 9
3.5声音报警电路 9
3.6按键控制电路 10
3.7电源模块 10
3.8无线收发模块电路 11
第四章 系统软件的设计 13
4.1概述 13
4.2系统主程序设计及流程图 13
4.3子程序设计 14
第五章 系统调试 16
结束语 17
致 谢 18
参考文献 20
附录：电路原理图 21
第一章 绪论
1.1课题研究背景
自从上世纪三十年代开始，随着国外环境中社会制度与经济建设的双重发展，人们意识到了对于火灾的有效预防对于自身生活舒适度与所拥有财产的安全性起到了积极的保护作用。这样的意愿逐渐积累，从而推动了政 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
府对于安全规定的有效整改，于是火灾预警设备的市场被豁然开阔，火灾监测传感器也逐步登上了历史舞台。此类设备的市场自开拓始就迅速发展成熟，这也为其制造工艺的不断提升起到了正面影响。愈发成熟的制造工艺使得传感器核心芯片的集成度逐渐提高，这降低了报警器的生产成本，其实际体积的不断缩减也为它产业链上的运输与交易提供了便利。总结来说便是空间利用率的提升使得制造工艺与销售市场两者之间互惠互利，达成了持续发展的共赢局面。
伴随我国经济发展与城市建设的不断推进发展，为提高单位面积上空间的利用率，城市中的建筑都往着更高耸与密集的方向发展。而这也带来了无法避免的安全隐患，其中之一危害性较大的便是火灾。无论是在商业区，住宅区或是工业区，其都对社会财富与人民生命安全构成了难以估量的威胁，而且火害所给国家带来的经济损失也曾在一段期间内呈现了大幅上升的趋势。根据相关数据统计，我国70年代年平均损失为2.5亿元，80年代火灾年平均损失为3.2亿元，而进入90年代后，尤其是1993年以来，火灾造成的年平均财产损失上升到17亿元左右，年均死亡2000多人。时期性的大额经济损失原因一部分是因为自改革开放以来我国的经济建设大幅度发展，而为了确保人们辛苦建造起来的家园财富尽可能少的被自然灾害摧毁，营造起可预测性的预防体系则至关重要。而为应对火灾而言，监测报警器可以起到切实有效的作用
于是我国在70年代初期开始自行研制烟雾监测报警器，由于充分借鉴了国外完备的制造工艺经验，产生了初期报警器型号与功能性多样的市场特点，这使得其能适应我国广阔土地上的各种复杂自然环境，其卓越的发展速度主要归功于引进国外成熟的传感器设计技术和先进的生产工艺基础。同时为满足将来国内市场，研究与开发形成具有本国特色特点的传感器技术也是刻不容缓的。
众所周知，现在全球处于全面发展计算机信息科技的时代，且未来还会向更高阶层技术化方向发展，这也推动了当代各方面技术的不断进步。而本文想要叙述的无线火灾报警器也正朝着微缩智能化方向发展。
1.2课题研究目的
本课题的目的是设计出一款通过收集周边环境烟雾浓度与温度信息，从而在火灾发生时可以远程报警的无线火灾监测报警器。这样就可以在某空间无人时自行监测有关火灾信息，为人民的生命财产安全提供了一定程度上的保障。其简洁低廉的整体构架与自行运作的特性使其多适用于如居民住宅的小型空间内，简单有效的为人们提供了一定程度上的消防保障。
1.3课题设计要求
1.能够实现如下功能：通过传感器收集周边环境烟雾浓度与温度信息，当单片机判定超过设定阀值时可以通过无线模块向下位电路发送报警信号，从而控制报警模块报警并可时刻显示测量信息于显示屏上。
2.采用单片机作为设计核心，串联起各部件模块。
3.提出合理设计方案，以简洁有效作为划分区域功能模块的标准。
4.根据设计方案组装硬件与编写软件程序，并进行调试测验各功能能否达到课题设计要求。 第二章 总体方案设计
2.1整体设计
本课题通过收集周边环境中烟雾浓度数值，并由下位机在超出额定数值时向上位机发出报警信号，从而启动声光报警系统的火灾烟雾监测报警系统。该系统的包括：STC89C52单片机模块、烟雾与温度传感器模块，报警模块，显示电路模块，无线通信模块等。
针对家居环境与工业场所对可燃性易爆烟雾的安全指标，本课题中烟雾监测报警器配备了数值显示屏。并且报警器采取的是延时的工作模式，选用STC89C52单片机作为核心数据处理元件， MQ2型烟雾传感器与DS18B20型温度传感器分别承担测量环境内烟雾浓度与温度的数据收集的功能，nRF24L01无线模块承担上下位机之间的数据传输任务，最终将相关数据显示在液晶屏上，并在数值达到预设阀值时自动报警，从而实现火灾预警的智能自动化实现。课题中涵盖了软硬件设计两中下文中会介绍的组成部分。
电路整体框图如图21所示。
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