仓库安全防火报警系统
目 录
一、 引言 1
（一） 仓库安全防火技术的发展背景 1
（二） 仓库安全防火技术的国内外发展现状 2
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 控制系统的主控芯片对比与选择 3
（二） AT89C51单片机 3
（三） LCD1602液晶介绍 4
（四） MQ-2烟雾传感器介绍 5
（五） 人体红外检测传感器介绍 6
三、 硬件系统设计 7
（一） 仓库防火防盗系统硬件电路设计 7
（二） 单片机最小系统设计 7
（三） 液晶屏电路设计 8
（四） MQ-2烟雾传感器电路设计 9
（五） 人体检测模块电路设计 9
四、 软件系统设计 11
（一） 软件系统流程图设计 11
（二） 液晶屏软件流程设计 12
（三） MQ-2烟雾传感器的火灾报警流程设计 12
（四） 人体检测模块工作流程设计 13
五、 仿真与调试 14
（一） LCD1602液晶屏调试 17
（二） 程序的下载 18
总结 19
致谢 21
参考文献 22
附录一 原理图 23
附录二 PCB图 24
附录三 元件列表 25
附录四 程序 26
引言
仓库安全防火技术的发展背景
报警器在人类历史上的出现可以追溯到很久以前，在远古时代以捕猎为生的人类就发明了功能最简单的报警器，以此来防备夜晚入眠时野兽的突袭。那时候人类采用的报警方法大多数是采用一个围绳将住所周围围起来，当有野兽靠近住所时将绊到围绳，从而被扯到的围绳立即出发安放在住所内的响铃或者其他简陋出发装置，人类将会立即惊醒，避免了的发生。在历史的长河中出现过各种各样的报警器，伴随着人类的智商不断提高，报警器也越来越趋向智能化，人类将大脑中的智慧结晶赋予了报警器。在二十一世纪的今天，电子技术的发展催生出了各种各样的传感器，电子仪器设备进入了
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的突袭。那时候人类采用的报警方法大多数是采用一个围绳将住所周围围起来，当有野兽靠近住所时将绊到围绳，从而被扯到的围绳立即出发安放在住所内的响铃或者其他简陋出发装置，人类将会立即惊醒，避免了的发生。在历史的长河中出现过各种各样的报警器，伴随着人类的智商不断提高，报警器也越来越趋向智能化，人类将大脑中的智慧结晶赋予了报警器。在二十一世纪的今天，电子技术的发展催生出了各种各样的传感器，电子仪器设备进入了多传感器时代，常常一个小型的设备中被嵌入了各种功能各异的传感器，以此来提高仪器的智能化和多功能化。随着人类对红外线信号的发现和认识，人们意识到世间万物都是能产生红外线的，而不同的动植物甚至没有生命的物体，所发出的红外线强度和类型都不一样，由此设计人员设计出了各种能够感知人类或者动植物的红外线传感器，在这么多的红外线传感器中，有一种成为热释电红外线传感器的模块常常被应用到对人体红外线的采集，从而衍生出了各种功能各异的电子产品。在过去的报警器中，往往采用机械触发或者声控触发，智能化程度极低，而随着设计人员对热释电红外传感器的不断完善，已经有相当一部分功能较为齐全的红外报警器出现在人们的视野中，这填补了报警器市场的一片空白，同时这种红外报警器也具有一定的缺陷，就是容易产生误触发信号，从而产生错误的报警。而随着嵌入式处理器和单片机的发展，各种微处理器的外形不断变小，性能不断强大，这使得处理器和红外传感器的结合成为一种可能，从而处理器对红外传感器产生的触发信号进行处理，以此来修补误触发的情况。
而在火灾报警方面，设计人员早就注意到了一种电阻特性随烟雾浓度发生改变的半导体，当火灾发生产生烟雾时，被烟雾环绕的半导体的电阻将比正常情况下小得多。该特性立即引起了电子设计人员的兴趣，将这种半导体结合其他电子元件就能够设计出一种传感器，当火灾发生时传感器输出高电平，而正常情况下传感器输出低电平。本课题就采用了这种特性的传感器作为火灾信号的采集模块，其高度的集成性以及稳定性使得系统的稳定性和实用性得到了大大的提高。
仓库防火防盗报警器是一种能够实现火灾信号和非法入侵信号自动采集并能通过系统上键盘实现拨号报警的自动控制系统，这种系统目前进入了多传感器化以及高速处理化的阶段，所谓多传感器就是指系统内部嵌入了多种功能各异的传感器（如火灾传感器、人体红外线传感器、温湿度传感器、光敏传感器等），而高速处理化是指采用了32位单片机或者主频更高的FPGA或者DSP等微处理器作为主控核心，实现图像采集、声音信号采集等功能。
仓库安全防火技术的国内外发展现状
国内外对于仓库安全防火报警系统研究目前处于一种火热的状态，因为它的实用价值非常的高，一旦设计出了更高性能、更低成本的报警器，就能够迅速进入市场，淘汰相对落后的产品，从而滋生出了一大批生产研发报警器的企业。英国牛津大学的一个研究小组目前采用了ARM处理器作为主控核心，嵌入了以太网控制器，人脸识别等智能处理，将报警器产生的报警信后进行互联网的传输，从而形成了报警的组网，使得管理人员能够进行集中管理。而国内对于仓库安全防火报警系统的研究也取得了相当大的成果，设计人员在热释电传感器的设计根本上，改进了热释电传感器的内部结构和电路，从而减少了误触发信号的输出，为市场推出了更高性能的仓库安全防火报警系统。
本文主要研究内容
本文主要结合大学的所学内容以及选题背景，在硬件上通过对主控核心以及外围模块进行比较和选择，从而搭建出本系统的整体硬件框架，接着通过代码编译器来编写系统程序，使用了C语言来开发软件系统，为了更清晰的阐述本系统的各模块工作过程及原理，又通过了Visio软件来绘制软件流程图，从而本文从硬件和软件两个角度实现了对本系统的全面描述。
方案选择及元器件介绍
控制系统的主控芯片对比与选择
方案一：若以使用经验和成本为第一考虑要素，那么51单片机将是一个不错的选择。目前市面上51单片机具有广泛的市场，无论是在高校教学还是工业控制场合，都能看到51单片机的身影。大学期间的单片机课程主要对51单片机（如AT89C51、STC89C51等）的内部结构、使用方法等有过全面的教学，并且其内部寄存器数量较少，相比于其他类型的单片机更容易进行程序构建，选择51单片机作为主控核心，能够使得顺利完成毕业设计具有保障。另外在成
一、 引言 1
（一） 仓库安全防火技术的发展背景 1
（二） 仓库安全防火技术的国内外发展现状 2
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 控制系统的主控芯片对比与选择 3
（二） AT89C51单片机 3
（三） LCD1602液晶介绍 4
（四） MQ-2烟雾传感器介绍 5
（五） 人体红外检测传感器介绍 6
三、 硬件系统设计 7
（一） 仓库防火防盗系统硬件电路设计 7
（二） 单片机最小系统设计 7
（三） 液晶屏电路设计 8
（四） MQ-2烟雾传感器电路设计 9
（五） 人体检测模块电路设计 9
四、 软件系统设计 11
（一） 软件系统流程图设计 11
（二） 液晶屏软件流程设计 12
（三） MQ-2烟雾传感器的火灾报警流程设计 12
（四） 人体检测模块工作流程设计 13
五、 仿真与调试 14
（一） LCD1602液晶屏调试 17
（二） 程序的下载 18
总结 19
致谢 21
参考文献 22
附录一 原理图 23
附录二 PCB图 24
附录三 元件列表 25
附录四 程序 26
引言
仓库安全防火技术的发展背景
报警器在人类历史上的出现可以追溯到很久以前，在远古时代以捕猎为生的人类就发明了功能最简单的报警器，以此来防备夜晚入眠时野兽的突袭。那时候人类采用的报警方法大多数是采用一个围绳将住所周围围起来，当有野兽靠近住所时将绊到围绳，从而被扯到的围绳立即出发安放在住所内的响铃或者其他简陋出发装置，人类将会立即惊醒，避免了的发生。在历史的长河中出现过各种各样的报警器，伴随着人类的智商不断提高，报警器也越来越趋向智能化，人类将大脑中的智慧结晶赋予了报警器。在二十一世纪的今天，电子技术的发展催生出了各种各样的传感器，电子仪器设备进入了
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
的突袭。那时候人类采用的报警方法大多数是采用一个围绳将住所周围围起来，当有野兽靠近住所时将绊到围绳，从而被扯到的围绳立即出发安放在住所内的响铃或者其他简陋出发装置，人类将会立即惊醒，避免了的发生。在历史的长河中出现过各种各样的报警器，伴随着人类的智商不断提高，报警器也越来越趋向智能化，人类将大脑中的智慧结晶赋予了报警器。在二十一世纪的今天，电子技术的发展催生出了各种各样的传感器，电子仪器设备进入了多传感器时代，常常一个小型的设备中被嵌入了各种功能各异的传感器，以此来提高仪器的智能化和多功能化。随着人类对红外线信号的发现和认识，人们意识到世间万物都是能产生红外线的，而不同的动植物甚至没有生命的物体，所发出的红外线强度和类型都不一样，由此设计人员设计出了各种能够感知人类或者动植物的红外线传感器，在这么多的红外线传感器中，有一种成为热释电红外线传感器的模块常常被应用到对人体红外线的采集，从而衍生出了各种功能各异的电子产品。在过去的报警器中，往往采用机械触发或者声控触发，智能化程度极低，而随着设计人员对热释电红外传感器的不断完善，已经有相当一部分功能较为齐全的红外报警器出现在人们的视野中，这填补了报警器市场的一片空白，同时这种红外报警器也具有一定的缺陷，就是容易产生误触发信号，从而产生错误的报警。而随着嵌入式处理器和单片机的发展，各种微处理器的外形不断变小，性能不断强大，这使得处理器和红外传感器的结合成为一种可能，从而处理器对红外传感器产生的触发信号进行处理，以此来修补误触发的情况。
而在火灾报警方面，设计人员早就注意到了一种电阻特性随烟雾浓度发生改变的半导体，当火灾发生产生烟雾时，被烟雾环绕的半导体的电阻将比正常情况下小得多。该特性立即引起了电子设计人员的兴趣，将这种半导体结合其他电子元件就能够设计出一种传感器，当火灾发生时传感器输出高电平，而正常情况下传感器输出低电平。本课题就采用了这种特性的传感器作为火灾信号的采集模块，其高度的集成性以及稳定性使得系统的稳定性和实用性得到了大大的提高。
仓库防火防盗报警器是一种能够实现火灾信号和非法入侵信号自动采集并能通过系统上键盘实现拨号报警的自动控制系统，这种系统目前进入了多传感器化以及高速处理化的阶段，所谓多传感器就是指系统内部嵌入了多种功能各异的传感器（如火灾传感器、人体红外线传感器、温湿度传感器、光敏传感器等），而高速处理化是指采用了32位单片机或者主频更高的FPGA或者DSP等微处理器作为主控核心，实现图像采集、声音信号采集等功能。
仓库安全防火技术的国内外发展现状
国内外对于仓库安全防火报警系统研究目前处于一种火热的状态，因为它的实用价值非常的高，一旦设计出了更高性能、更低成本的报警器，就能够迅速进入市场，淘汰相对落后的产品，从而滋生出了一大批生产研发报警器的企业。英国牛津大学的一个研究小组目前采用了ARM处理器作为主控核心，嵌入了以太网控制器，人脸识别等智能处理，将报警器产生的报警信后进行互联网的传输，从而形成了报警的组网，使得管理人员能够进行集中管理。而国内对于仓库安全防火报警系统的研究也取得了相当大的成果，设计人员在热释电传感器的设计根本上，改进了热释电传感器的内部结构和电路，从而减少了误触发信号的输出，为市场推出了更高性能的仓库安全防火报警系统。
本文主要研究内容
本文主要结合大学的所学内容以及选题背景，在硬件上通过对主控核心以及外围模块进行比较和选择，从而搭建出本系统的整体硬件框架，接着通过代码编译器来编写系统程序，使用了C语言来开发软件系统，为了更清晰的阐述本系统的各模块工作过程及原理，又通过了Visio软件来绘制软件流程图，从而本文从硬件和软件两个角度实现了对本系统的全面描述。
方案选择及元器件介绍
控制系统的主控芯片对比与选择
方案一：若以使用经验和成本为第一考虑要素，那么51单片机将是一个不错的选择。目前市面上51单片机具有广泛的市场，无论是在高校教学还是工业控制场合，都能看到51单片机的身影。大学期间的单片机课程主要对51单片机（如AT89C51、STC89C51等）的内部结构、使用方法等有过全面的教学，并且其内部寄存器数量较少，相比于其他类型的单片机更容易进行程序构建，选择51单片机作为主控核心，能够使得顺利完成毕业设计具有保障。另外在成
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