火灾自动报警系统的设计
摘 要本文以“火灾自动报警系统的设计”作为研究课题，设计了一款能够实现对室内等封闭环境中是否发生火灾等危险情况进行准确监测的智能型AT89C51单片机控制系统，能够通过系统内部的高性能烟雾浓度传感器对家庭环境中的烟雾颗粒浓度超标进行灵敏监测，并且还可以通过一个高精度的环境温度传感器对室内的温度情况进行实时监测，一旦这些指标出现异常时都将引起系统内部智能微处理器的报警动作，通过灵活的声光报警器模块对危险情况进行实时预警。在软件系统的设计方面，本火灾自动报警控制系统以KEIL软件作为开发环境，通过C语言构建火灾自动报警控制系统的程序代码。在硬件系统的设计方面，通过AT89C51作为主控。经过多次的测试后，本火灾自动报警控制系统的工作状态都表现的非常稳定，非常适合推向市场进行推广。
目录
一、 引言 1
（一） 火灾自动报警系统的发展背景 1
（二） 火灾自动报警系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 火灾自动报警系统的方案设计 3
三、 系统硬件设计 4
（一） 火灾自动报警系统主控电路设计 4
（二） 室内烟雾浓度采集电路设计 5
（三） 火灾自动报警器的液晶显示电路设计 7
（四） 室内温度采集电路设计 8
（五） 声光报警电路设计 9
（六） 参数设置电路设计 10
四、 系统软件设计 11
（一） 火灾自动报警系统的主程序流程设计 11
（二） 室内烟雾浓度采集子程序设计 12
（三） 火灾自动报警器的液晶显示子程序流程设计 12
（四） 室内温度采集子程序流程设计 13
（五） 声光报警声输出子程序设计 14
五、 实物制作与安装 15
（一） 仿真系统设计 15
（二） 实物展示 17
总结 2
参考文献 3
致 谢 4
附录一 原理图 5
附录二 PCB图 6
附录三 元件列表 7
附录四 程序 8
引言
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
火灾自动报警系统的发展背景
本课题将要设计的这款火灾自动报警控制系统是在大学期间所学的专业知识基础上，结合了这种控制系统目前研究现状，而设计的一款较为新型的单片机控制系统，本课题不但对这类相关系统的发展过程和研究现状进行了详细的调研，更将这种系统所存在的普遍优点和缺点进行了归纳总结。目前市面上大多数火灾自动报警控制系统都是以单片机等高性能微处理器作为主控核心并将外部的输入信号通过高精度传感器模块采集进来，随后通过高性能运算模块进行高速的运算处理，实现控制结果的输出，大多数相关系统都是以单片机或者PLC以及LCD1602点阵屏幕、DS18B20传感器、ADC0832采样器、MQ2烟雾浓度传感器和有源蜂鸣器，本课题将以AT89C51单片机来作为主控。对火灾自动报警控制系统从最开始的简易型到如今的智能型的整个发展历程进行整理后可以看出，火灾自动报警控制系统内部需要结合多种科学技术和学科，首先对于其内部的主控核心来说，目前中高端的火灾自动报警控制系统要想实现更为智能的功能，必须在电路内部植入32位的以ARM等内核作为CPU的微处理器芯片，只有这类内核才能够完成高速的数据处理，与此同时具有高速数字处理能力的DSP内核也必须实现嵌入；而要实现这类高性能芯片的嵌入化效果，就得使得芯片的体积非常小，不会明显增大系统整体的外形体积，所以这就要借助电路集成技术的发展；而要实现对系统外部多种类型的信号进行准确采集，就必须通过高性能的传感器模块来实现，通过这些高速高精度的传感器组将环境中的信号采集转换后送入微处理器芯片进行处理，这就要借助传感器研发技术，所以绝对有理由这么说，火灾自动报警控制系统的发展与多门科学技术的发展是同步的，更为准确的说，这些学科的发展带动了火灾自动报警控制系统的发展。
火灾自动报警系统的国内外发展现状
在火灾自动报警控制系统的普及推广方面，由于目前市面上对于这种系统产品的需求较大，较多领域都在使用这种系统所提供的功能，所以有些研发单位就将这种火灾自动报警控制系统做成一个单独的功能模块，使其外形体积和成本大幅压缩，并且提供丰富的对外接口，使得其他用户能够直接使用这种火灾自动报警控制系统集成模块，这样就免去了再次开发的不必要麻烦。火灾自动报警控制系统发展到今天这个阶段可以说是达到了一个成熟的阶段，主要表现在设计人员能够从市面上众多优秀的主控微处理器中选择出自己所需的型号，在32位微处理器领域，ARM7、ARM9以及意法半导体公司推出的STM32都是现如今国内外大多数嵌入式系统所青睐的主控芯片，而在火灾自动报警控制系统的设计方案方面，由于有较高质量的硬件设备作为基础，所以绝大多数的火灾自动报警系统产品都能够表现出非常高的稳定性和性能。
本文主要研究内容
本课题是基于市面上大多数相似控制系统的研究现状而提出的，旨在火灾自动报警控制系统的平均性能水平方面进行大幅度的提升，能够实现对室内等封闭环境中是否发生火灾等危险情况进行准确监测的智能型AT89C51单片机控制系统，能够通过系统内部的高性能烟雾浓度传感器对家庭环境中的烟雾颗粒浓度超标进行灵敏监测，并且还可以通过一个高精度的环境温度传感器对室内的温度情况进行实时监测，一旦这些指标出现异常时都将引起系统内部智能微处理器的报警动作，通过灵活的声光报警器模块对危险情况进行实时预警。
火灾自动报警系统的方案设计
为了能够更为清晰的阐述这个系统在内部结构框架方面的构建，从而对这款火灾自动报警控制系统的整体设计方案进行设计，为了实现对室内空气中烟雾粉尘颗粒浓度的准确检测，本课题通过MQ2烟雾传感器探头配置了一个检测模块，它将与模数转换器芯片搭配使用，通过模数转换器采集该MQ2传感器探头输出的模拟电压信号，从而获取到烟雾浓度的大小，将其转换为数字信号后送入到单片机芯片中进行处理。
为了实现对室内环境中温度值的准确检测，本课题选用了一个DS18B20温度传感器模块来实现对温度值的灵活检测，通过其内部高性能的温度采集部分，将室内的温度值转换为数字信号后送入单片机进行使用和处理。
为了实现当智能微处理器检测到火灾情况时进行报警的功能，本课题选用了LED灯模块以及有源蜂鸣器等器件配置了一个高性能的声光报警器模块，单片机通过高低电平信号实现对模块电路的驱动。
为了实现将这款火灾自动报警系统运行过程中检测到的一些数据显示给用户进行实时查看，本课题通过LCD1602高清液晶屏模块配置了一个显示电路，单片机通过并行接口与其进行驱动。
目录
一、 引言 1
（一） 火灾自动报警系统的发展背景 1
（二） 火灾自动报警系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 火灾自动报警系统的方案设计 3
三、 系统硬件设计 4
（一） 火灾自动报警系统主控电路设计 4
（二） 室内烟雾浓度采集电路设计 5
（三） 火灾自动报警器的液晶显示电路设计 7
（四） 室内温度采集电路设计 8
（五） 声光报警电路设计 9
（六） 参数设置电路设计 10
四、 系统软件设计 11
（一） 火灾自动报警系统的主程序流程设计 11
（二） 室内烟雾浓度采集子程序设计 12
（三） 火灾自动报警器的液晶显示子程序流程设计 12
（四） 室内温度采集子程序流程设计 13
（五） 声光报警声输出子程序设计 14
五、 实物制作与安装 15
（一） 仿真系统设计 15
（二） 实物展示 17
总结 2
参考文献 3
致 谢 4
附录一 原理图 5
附录二 PCB图 6
附录三 元件列表 7
附录四 程序 8
引言
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
火灾自动报警系统的发展背景
本课题将要设计的这款火灾自动报警控制系统是在大学期间所学的专业知识基础上，结合了这种控制系统目前研究现状，而设计的一款较为新型的单片机控制系统，本课题不但对这类相关系统的发展过程和研究现状进行了详细的调研，更将这种系统所存在的普遍优点和缺点进行了归纳总结。目前市面上大多数火灾自动报警控制系统都是以单片机等高性能微处理器作为主控核心并将外部的输入信号通过高精度传感器模块采集进来，随后通过高性能运算模块进行高速的运算处理，实现控制结果的输出，大多数相关系统都是以单片机或者PLC以及LCD1602点阵屏幕、DS18B20传感器、ADC0832采样器、MQ2烟雾浓度传感器和有源蜂鸣器，本课题将以AT89C51单片机来作为主控。对火灾自动报警控制系统从最开始的简易型到如今的智能型的整个发展历程进行整理后可以看出，火灾自动报警控制系统内部需要结合多种科学技术和学科，首先对于其内部的主控核心来说，目前中高端的火灾自动报警控制系统要想实现更为智能的功能，必须在电路内部植入32位的以ARM等内核作为CPU的微处理器芯片，只有这类内核才能够完成高速的数据处理，与此同时具有高速数字处理能力的DSP内核也必须实现嵌入；而要实现这类高性能芯片的嵌入化效果，就得使得芯片的体积非常小，不会明显增大系统整体的外形体积，所以这就要借助电路集成技术的发展；而要实现对系统外部多种类型的信号进行准确采集，就必须通过高性能的传感器模块来实现，通过这些高速高精度的传感器组将环境中的信号采集转换后送入微处理器芯片进行处理，这就要借助传感器研发技术，所以绝对有理由这么说，火灾自动报警控制系统的发展与多门科学技术的发展是同步的，更为准确的说，这些学科的发展带动了火灾自动报警控制系统的发展。
火灾自动报警系统的国内外发展现状
在火灾自动报警控制系统的普及推广方面，由于目前市面上对于这种系统产品的需求较大，较多领域都在使用这种系统所提供的功能，所以有些研发单位就将这种火灾自动报警控制系统做成一个单独的功能模块，使其外形体积和成本大幅压缩，并且提供丰富的对外接口，使得其他用户能够直接使用这种火灾自动报警控制系统集成模块，这样就免去了再次开发的不必要麻烦。火灾自动报警控制系统发展到今天这个阶段可以说是达到了一个成熟的阶段，主要表现在设计人员能够从市面上众多优秀的主控微处理器中选择出自己所需的型号，在32位微处理器领域，ARM7、ARM9以及意法半导体公司推出的STM32都是现如今国内外大多数嵌入式系统所青睐的主控芯片，而在火灾自动报警控制系统的设计方案方面，由于有较高质量的硬件设备作为基础，所以绝大多数的火灾自动报警系统产品都能够表现出非常高的稳定性和性能。
本文主要研究内容
本课题是基于市面上大多数相似控制系统的研究现状而提出的，旨在火灾自动报警控制系统的平均性能水平方面进行大幅度的提升，能够实现对室内等封闭环境中是否发生火灾等危险情况进行准确监测的智能型AT89C51单片机控制系统，能够通过系统内部的高性能烟雾浓度传感器对家庭环境中的烟雾颗粒浓度超标进行灵敏监测，并且还可以通过一个高精度的环境温度传感器对室内的温度情况进行实时监测，一旦这些指标出现异常时都将引起系统内部智能微处理器的报警动作，通过灵活的声光报警器模块对危险情况进行实时预警。
火灾自动报警系统的方案设计
为了能够更为清晰的阐述这个系统在内部结构框架方面的构建，从而对这款火灾自动报警控制系统的整体设计方案进行设计，为了实现对室内空气中烟雾粉尘颗粒浓度的准确检测，本课题通过MQ2烟雾传感器探头配置了一个检测模块，它将与模数转换器芯片搭配使用，通过模数转换器采集该MQ2传感器探头输出的模拟电压信号，从而获取到烟雾浓度的大小，将其转换为数字信号后送入到单片机芯片中进行处理。
为了实现对室内环境中温度值的准确检测，本课题选用了一个DS18B20温度传感器模块来实现对温度值的灵活检测，通过其内部高性能的温度采集部分，将室内的温度值转换为数字信号后送入单片机进行使用和处理。
为了实现当智能微处理器检测到火灾情况时进行报警的功能，本课题选用了LED灯模块以及有源蜂鸣器等器件配置了一个高性能的声光报警器模块，单片机通过高低电平信号实现对模块电路的驱动。
为了实现将这款火灾自动报警系统运行过程中检测到的一些数据显示给用户进行实时查看，本课题通过LCD1602高清液晶屏模块配置了一个显示电路，单片机通过并行接口与其进行驱动。
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