单片机的火灾报警控制系统设计
随着科技与经济水平的提升，人们的生活质量获得了改善。但是我们身边的火灾隐患却日趋严重，火灾事故频发，给当事人和国家、社会带来巨大的痛苦与伤害。为了有效避免火灾，尽可能减少人员、财产的损失，我们有必要研究简单实用、方便快捷的火灾报警系统，以使之能够广泛应用在人们的日常生活中，将火灾隐患扑灭在萌芽。本系统以单片机应用作为核心技术，选取MQ-2型可燃气体敏感元件实现外部烟雾浓度的信息采集，选取能够实现“一线总线”的温度传感器DS18B20来实现环境温度的采集，选取nRF24L01模块实现主、从机之间的通信功能，同时利用GSM模块将有效信息及时、准确地发送给相关处理部门，以完成实时的远程监控。本声、光报警系统结构简洁、性能稳定，使用便捷，可实现远程调控，具备一定的实用价值。
目 录
摘要 I
ABSTRACT Ⅱ
目录 Ⅲ
第一章 绪论 1
1.1 课题的研究背景 1
1.2 国内外的研究现状 2
1.3 论文的结构安排 2
第二章 系统无线通信机理与应用 4
2.1 无线通信机理 4
2.1.1 无线通信定义 4
2.1.2 无线通信原理 4
2.1.3 无线通信系统模型 5
2.2 无线通信模块nRF24L01 6
2.2.1 nRF24L01芯片 7
2.2.2 nRF24L01模块应用 7
2.3 GSM模块 8
2.3.1 GSM概述 8
2.3.2 GSM应用 8
2.4 本章小结 8
第三章 系统总体架构与设计 8
3.1 系统的总体架构 8
3.2 系统主要元器件的分析与选择 9
3.2.1 AT89C52单片机 9
3.2.2 A/D转换芯片ADC0832 11
3.2.3 MQ2烟雾传感器 12
3.2.4 DS18B20温度传感器 13
3.3 系统的硬件电路设计 14
3.3.1 温度传感器电路 14
3.3.2 MQ2烟雾感器电路 15
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
3.3.3 A/D转换ADC0832电路 15
3.3.4 报警电路 16
3.4 本章小结 16
第四章 系统软件设计与调试 16
4.1 系统的软件设计 16
4.1.1 主函数的程序 16
4.1.2 数据处理的程序 17
4.1.3 报警程序设计 19
4.1.4 报警阈值设置的程序 19
4.2 系统的调试与实现 20
4.2.1 脱机检查 20
4.2.2 从机调试 21
4.2.3 主机调试 21
4.2.4 主从机联调 22
4.3调试过程中遇到的问题 22
4.4本章小结 23
第五章 系统的总结与展望 23
5.1 总结 23
5.2 对本设计的展望 24
参考文献 33
附录 34
致谢 46
绪论
1.1课题的研究背景
伴随着经济与科学技术的飞速发展，在人类物质财富与技术成果积累越来越多的同时，安全隐患在工业生产和人们的日常生活里悄悄的滋生，火灾是近来人们讨论越来越多的话题之一。在火灾前期做好保护工作，如果能在火灾发生的第一时间发出火灾报警信号能够大大降低火灾造成的损失，对防止火灾引起燃烧、火势进一步发展，以及爆炸等事故造成更为严重的经济损失，甚至危及人们生命安全，起着关键作用。
由于电子产品在人类生活中使用越来越广泛，所产生的火灾潜在安全越来越多，我们身边的火灾隐患潜伏在生活中随处可见。智能火灾报警系统不同于传统的简单的报警设备，智能火灾报警系统融入计算机技术，电子技术，自动控制技术，传感器应用知识的各个领域[1]。随着科学技术的不断进步，智能火灾报警系统将得到更快的发展。
特别是近年来，越来越多的公共场所发生火灾时，人口相当密集，使得扑灭大火的难度加大。结合生活环境和生活方式的改变，增加发生火灾发生的隐患，造成的人员伤亡以及经济损失的火灾次数正在迅速增加。火灾报警控制系统已成为必不可少的安全设备。建立全功能的控制系统和消防设施，生命和财产安全，无疑是非常重要的。火灾报警器对防止家庭火灾，减少火灾损失具有现实的意义。一系列火灾已经造成的惨痛损失也使我们大家意识到了火灾报警器的必要性。本设计主要用于居民住宅区、办公室等小型防火单位，是为人们提供的一种简单的、廉价并且实用的火灾自动远程报警装置。
随着科学技术技能水平的提升，加上各种现代化的办公建筑火灾报警，并提出了更高的要求，促使灭火系统的进步。设计功能更好的消防设施，对于人民生命和财产安全，发挥了非常重要的作用。生活环境和生活方式的改变，增加了发生火灾隐患发生的危险，造成人员伤亡和一些经济损失的火灾数量正在迅速增加。火灾报警控制系统已成为必不可少的安全设备。建立全功能的控制系统和消防设施，生命和财产安全，无疑是非常重要的,火灾报警器对防止家庭火灾，减少火灾损失具有现实的意义[3]。
为了减少火灾所造成的危害，它必须实时更新烟雾浓度等级以及准确温度，也就是说每隔很短的时间就需要刷新液晶屏上的数据显示，从而能够在火灾的早期发现安全事故的风险。因此，火灾报警控制系统中的烟雾检测和温度的研究的发展成为在传感器技术领域的更加重要的问题，因此智能火灾报警器的研究对于降低火灾事故的危害有着重大的意义。
1.2国内外的研究现状
二十年前，中国还刚刚起步开发火灾报警产品，无论产品的科技含量，产品线完整程度，使用或社会的影响是相当低的。国外的产品和品牌一统天下，占据了大部分的中国市场。由于中国建筑的迅速发展是市场是令人震惊的，市场总量大的惊人，难道这么大的市场就任由外国公司瓜分？幸运的是，中国一些大型企业抓住机遇，经受住了来自国外的挑战，首先多项先进的国家级科研院所，一大批国有企业还有民营企业，在业界也吸引了许多的国内外的技术和管理凝聚力精英，花了十多年，经过数十次的产品升级，这使得他们的产品的技术水平紧跟国际水平，并收复了大量的由国外企业占领的国内市场，使得现在大部分国外产品只有招架之功，这是典型的自力更生，走自主创新的路[2]。当然，现在，我们基本上占据了国内市场，国外刚刚起步。中国的许多知名企业都在虎视眈眈盯着国际舞台，准备进入海外市场。
在消防报警产品的技术含量上，国内产品和国外产品差距还不是很大，许多指标都已经基本超越，存在的问题是：类似于国外消防报警产品的大批量规模化的生产才刚起步，有待于积累经验和技术；也因此在产品一致性和长期稳定性上有一些差距；国内正在形成权重的大型企业和集团，这样可以带领国内的各家企业去冲击海外市场，并最终占领海外的消防报警市场。
目 录
摘要 I
ABSTRACT Ⅱ
目录 Ⅲ
第一章 绪论 1
1.1 课题的研究背景 1
1.2 国内外的研究现状 2
1.3 论文的结构安排 2
第二章 系统无线通信机理与应用 4
2.1 无线通信机理 4
2.1.1 无线通信定义 4
2.1.2 无线通信原理 4
2.1.3 无线通信系统模型 5
2.2 无线通信模块nRF24L01 6
2.2.1 nRF24L01芯片 7
2.2.2 nRF24L01模块应用 7
2.3 GSM模块 8
2.3.1 GSM概述 8
2.3.2 GSM应用 8
2.4 本章小结 8
第三章 系统总体架构与设计 8
3.1 系统的总体架构 8
3.2 系统主要元器件的分析与选择 9
3.2.1 AT89C52单片机 9
3.2.2 A/D转换芯片ADC0832 11
3.2.3 MQ2烟雾传感器 12
3.2.4 DS18B20温度传感器 13
3.3 系统的硬件电路设计 14
3.3.1 温度传感器电路 14
3.3.2 MQ2烟雾感器电路 15
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
3.3.3 A/D转换ADC0832电路 15
3.3.4 报警电路 16
3.4 本章小结 16
第四章 系统软件设计与调试 16
4.1 系统的软件设计 16
4.1.1 主函数的程序 16
4.1.2 数据处理的程序 17
4.1.3 报警程序设计 19
4.1.4 报警阈值设置的程序 19
4.2 系统的调试与实现 20
4.2.1 脱机检查 20
4.2.2 从机调试 21
4.2.3 主机调试 21
4.2.4 主从机联调 22
4.3调试过程中遇到的问题 22
4.4本章小结 23
第五章 系统的总结与展望 23
5.1 总结 23
5.2 对本设计的展望 24
参考文献 33
附录 34
致谢 46
绪论
1.1课题的研究背景
伴随着经济与科学技术的飞速发展，在人类物质财富与技术成果积累越来越多的同时，安全隐患在工业生产和人们的日常生活里悄悄的滋生，火灾是近来人们讨论越来越多的话题之一。在火灾前期做好保护工作，如果能在火灾发生的第一时间发出火灾报警信号能够大大降低火灾造成的损失，对防止火灾引起燃烧、火势进一步发展，以及爆炸等事故造成更为严重的经济损失，甚至危及人们生命安全，起着关键作用。
由于电子产品在人类生活中使用越来越广泛，所产生的火灾潜在安全越来越多，我们身边的火灾隐患潜伏在生活中随处可见。智能火灾报警系统不同于传统的简单的报警设备，智能火灾报警系统融入计算机技术，电子技术，自动控制技术，传感器应用知识的各个领域[1]。随着科学技术的不断进步，智能火灾报警系统将得到更快的发展。
特别是近年来，越来越多的公共场所发生火灾时，人口相当密集，使得扑灭大火的难度加大。结合生活环境和生活方式的改变，增加发生火灾发生的隐患，造成的人员伤亡以及经济损失的火灾次数正在迅速增加。火灾报警控制系统已成为必不可少的安全设备。建立全功能的控制系统和消防设施，生命和财产安全，无疑是非常重要的。火灾报警器对防止家庭火灾，减少火灾损失具有现实的意义。一系列火灾已经造成的惨痛损失也使我们大家意识到了火灾报警器的必要性。本设计主要用于居民住宅区、办公室等小型防火单位，是为人们提供的一种简单的、廉价并且实用的火灾自动远程报警装置。
随着科学技术技能水平的提升，加上各种现代化的办公建筑火灾报警，并提出了更高的要求，促使灭火系统的进步。设计功能更好的消防设施，对于人民生命和财产安全，发挥了非常重要的作用。生活环境和生活方式的改变，增加了发生火灾隐患发生的危险，造成人员伤亡和一些经济损失的火灾数量正在迅速增加。火灾报警控制系统已成为必不可少的安全设备。建立全功能的控制系统和消防设施，生命和财产安全，无疑是非常重要的,火灾报警器对防止家庭火灾，减少火灾损失具有现实的意义[3]。
为了减少火灾所造成的危害，它必须实时更新烟雾浓度等级以及准确温度，也就是说每隔很短的时间就需要刷新液晶屏上的数据显示，从而能够在火灾的早期发现安全事故的风险。因此，火灾报警控制系统中的烟雾检测和温度的研究的发展成为在传感器技术领域的更加重要的问题，因此智能火灾报警器的研究对于降低火灾事故的危害有着重大的意义。
1.2国内外的研究现状
二十年前，中国还刚刚起步开发火灾报警产品，无论产品的科技含量，产品线完整程度，使用或社会的影响是相当低的。国外的产品和品牌一统天下，占据了大部分的中国市场。由于中国建筑的迅速发展是市场是令人震惊的，市场总量大的惊人，难道这么大的市场就任由外国公司瓜分？幸运的是，中国一些大型企业抓住机遇，经受住了来自国外的挑战，首先多项先进的国家级科研院所，一大批国有企业还有民营企业，在业界也吸引了许多的国内外的技术和管理凝聚力精英，花了十多年，经过数十次的产品升级，这使得他们的产品的技术水平紧跟国际水平，并收复了大量的由国外企业占领的国内市场，使得现在大部分国外产品只有招架之功，这是典型的自力更生，走自主创新的路[2]。当然，现在，我们基本上占据了国内市场，国外刚刚起步。中国的许多知名企业都在虎视眈眈盯着国际舞台，准备进入海外市场。
在消防报警产品的技术含量上，国内产品和国外产品差距还不是很大，许多指标都已经基本超越，存在的问题是：类似于国外消防报警产品的大批量规模化的生产才刚起步，有待于积累经验和技术；也因此在产品一致性和长期稳定性上有一些差距；国内正在形成权重的大型企业和集团，这样可以带领国内的各家企业去冲击海外市场，并最终占领海外的消防报警市场。
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