楼宇火灾自动报警系统设计(附件)【字数：17112】
摘 要摘 要目前火灾早已成为我国常发性和破坏性以及影响力最强的灾害之一。因为现代社会的经济和城市建设发展非常迅速，所以城市中高层建筑、地下建筑和大型的综合性建筑越来越多，但是火灾的隐患也随之大大地增加，火灾发生的数量和火灾造成的损害程度也在逐年上升。火灾自动报警系统的普及迫在眉睫。基于单片机的楼宇火灾自动报警系统是利用单片机和传感器技术结合的一种系统，使用传感器监测环境的温度和烟雾通过单片机处理，从而实现对楼宇等场所的火灾监测与报警。本课题主要是研究设计出一种楼宇火灾自动报警系统，在火灾发生时可以迅速发出警报，火灾报警在一定的时间内没有解除，会继续控制灭火装置工作。本课题利用温度传感器和烟雾传感器来监测环境是否有火灾隐患，利用单片机控制，并进行之后的报警与灭火操作。本课题的意义在于提高监测和控制火灾的准确性与效率，降低火灾的损害。关键词火灾报警系统；51单片机；传感器
目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究现状 1
1.2 课题研究的背景及目的 2
1.3 本文的主要内容 3
第二章 火灾自动报警系统的整体方案 5
2.1 火灾的特点 5
2.2 火灾自动报警系统总体功能概述 5
2.3 系统工作原理 6
2.4 系统软件总体构架 7
2.5本章小结 8
第三章 火灾报警系统硬件设计 9
3.1 系统芯片及硬件选择 9
3.2 STC89C52单片机 9
3.3 DS18B20温度传感器 11
3.4 MQ2烟雾传感器 12
3.5 PCF8591 A/D模块 13
3.6 数码管模块 15
3.7 声光报警模块及灭火模块 15
3.8 人工控制模块 16
3.9 定时器模块与晶振电路 16
3.10 复位电路 18
3.11 本章小结 19
第四章 火灾报警系统软件设计 20
4.1 所需软件介绍 20
4.2 程序流程 20
4.3 温度采集子程序 21
4.3. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
1 DS18B20的初始化 21
4.3.2 DS18B20的写数据 22
4.3.3 DS18B20的读数据 23
4.4 烟雾浓度采集子程序 23
4.5 火灾判断与报警程序 24
4.6 人工控制程序 24
4.7 本章小结 25
第五章 系统功能验证调试与总结 26
5.1系统功能验证和调试 26
5.2 结论与总结 28
5.3 展望 28
致 谢 30
参 考 文 献 31
第一章 绪论
1.1 研究现状
目前，火灾自动报警系统从发明到现在已经有上百年的发展历史，19世纪40年代，美国科学家发明出世界上第一台火灾报警装置，火灾自动报警系统第一次出现在人们的眼中。1890年，英国科学家们研制出了感温式的火灾探测器，并将其应用在火灾探测的工作中。从此，火灾自动报警系统开始了突飞猛进的发展。随着全球各国在科技上取得的各种巨大进步和各种新技术的发展，同时传感器也慢慢出现在人们的视野中，火灾监测这一方面的技术也随之得到了迅速的发展。各种类型、各种功能、各种型号的火灾探测器相继被发明，他们的功能也渐渐地趋向完善，火灾自动报警系统也在这种环境中逐渐地发展壮大。火灾自动报警系统的发展经过大体上可以被分为以下的几个时间段：
第一阶段：19世纪40年代至20世纪40年代，在这个时间段内，火灾报警系统正处于发展的起步期，绝大多数火灾报警系统中都采用了感温式的探测器来进行火灾的探测，系统通过感温式的传感器来采集温度数据，之后与在系统中设定的参数进行比较，来判定温度是否过高，若温度过高，则证明发生了火灾。在这一阶段，火灾报警系统的结构和功能比较简单，只是依靠一项单一的温度数据来进行是否有火灾发生的判断。这种火灾报警系统很容易受干扰，尤其是环境中的其他因素，比如湿度，会对系统的判断产生很大的影响。同时，有灵敏度低，响应时间长，不能判断出阴燃现象的火灾等缺点。也无法满足智能化和多功能化的需求。
第二阶段：20世纪40年代末至20世纪70年代，瑞士物理科学家研究发明了可以感应烟气的烟雾探测器。烟雾探测器出现后，人们对烟雾粒子探测有了新的认识，同时对其更加重视。从此以后，烟雾探测器开始被用在火灾的监测中，且广泛的普及开来，并立刻占据了火灾报警系统市场的绝大部分，使单一的感温传感器慢慢地退出了市场。到20世纪70年代末，随着光电方面的技术慢慢地成熟，光电式的烟雾传感器也这个时候发展了起来，光电式传感器的使用寿命更长，抵抗干扰的能力也更强，因此很快得到了大力的推广。在这个阶段，火灾报警系统大多采用的是多线制的布局方法，所以在系统可靠性等很多方面出现了种种问题，制约了火灾报警系统的发展。
第三阶段：20世纪80年代初期，火灾报警系统开始从以前的多线制向总线型发展，总线型火灾报警系统快速发展，在火灾报警相关方面中得到了普遍地使用。他的优点在于可以显著的减少布线的数量，使安装和调试变得简单和容易，同时也可以提高报警的定位精确度。但在这一阶段的火灾报警系统仍然不能实现智能化，智能化的水平仍然很低。
第四阶段：20世纪80年代中后期至今，计算机、集成电路、传感器、控制器及智能化等方面的相关技术都得到了飞速的发展，火灾自动报警系统也随着这些发展进入到了智能化的阶段。智能化的火灾自动报警系统也在这一阶段得到了迅速地发展，各式各样的智能化火灾自动报警系统陆续被发明，它们拥有更加智能和更强大的功能。同时将模拟量寻址技术用于火灾报警系统中，使其在监测准确方面、智能程度方面和安全方面都有不同程度的提高。目前，更为先进的火灾自动报警系统也在逐渐的被发明和使用在社会的各种环境中。
1.2 课题研究的背景及目的
目前，在在各种灾害中，火灾已成为最经常，破坏和影响最强的灾害之一。它危害公众安全和社会发展，不仅仅烧毁了物质和钱财，还会对人民群众的生命安全造成威胁和伤害，同时会给人们的带来巨大的心灵创伤。因为现代社会的经济和城市建设发展非常迅速，所以城市中高层建筑、地下建筑和大型的综合性建筑越来越多，但是火灾发生的可能性也随之大大地增加，火灾发生的数量和火灾造成的损害程度也在逐年上升。同时，由于人们对火灾的防范认识欠缺，缺乏火灾逃生知识等因素，一旦火灾发生，往往很难安全的逃离火场。残酷的现实开始使人们认识应对火灾的重要性，对火灾的监控和预防、火灾发生后的报警和消防工作以及普及大众对消防和火灾逃生知识十分重要。火灾自动报警系统因此研制，并随着人们的需求在火灾自动报警系统的功能方面和结构方面等地方不断地改进和完善。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究现状 1
1.2 课题研究的背景及目的 2
1.3 本文的主要内容 3
第二章 火灾自动报警系统的整体方案 5
2.1 火灾的特点 5
2.2 火灾自动报警系统总体功能概述 5
2.3 系统工作原理 6
2.4 系统软件总体构架 7
2.5本章小结 8
第三章 火灾报警系统硬件设计 9
3.1 系统芯片及硬件选择 9
3.2 STC89C52单片机 9
3.3 DS18B20温度传感器 11
3.4 MQ2烟雾传感器 12
3.5 PCF8591 A/D模块 13
3.6 数码管模块 15
3.7 声光报警模块及灭火模块 15
3.8 人工控制模块 16
3.9 定时器模块与晶振电路 16
3.10 复位电路 18
3.11 本章小结 19
第四章 火灾报警系统软件设计 20
4.1 所需软件介绍 20
4.2 程序流程 20
4.3 温度采集子程序 21
4.3. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
1 DS18B20的初始化 21
4.3.2 DS18B20的写数据 22
4.3.3 DS18B20的读数据 23
4.4 烟雾浓度采集子程序 23
4.5 火灾判断与报警程序 24
4.6 人工控制程序 24
4.7 本章小结 25
第五章 系统功能验证调试与总结 26
5.1系统功能验证和调试 26
5.2 结论与总结 28
5.3 展望 28
致 谢 30
参 考 文 献 31
第一章 绪论
1.1 研究现状
目前，火灾自动报警系统从发明到现在已经有上百年的发展历史，19世纪40年代，美国科学家发明出世界上第一台火灾报警装置，火灾自动报警系统第一次出现在人们的眼中。1890年，英国科学家们研制出了感温式的火灾探测器，并将其应用在火灾探测的工作中。从此，火灾自动报警系统开始了突飞猛进的发展。随着全球各国在科技上取得的各种巨大进步和各种新技术的发展，同时传感器也慢慢出现在人们的视野中，火灾监测这一方面的技术也随之得到了迅速的发展。各种类型、各种功能、各种型号的火灾探测器相继被发明，他们的功能也渐渐地趋向完善，火灾自动报警系统也在这种环境中逐渐地发展壮大。火灾自动报警系统的发展经过大体上可以被分为以下的几个时间段：
第一阶段：19世纪40年代至20世纪40年代，在这个时间段内，火灾报警系统正处于发展的起步期，绝大多数火灾报警系统中都采用了感温式的探测器来进行火灾的探测，系统通过感温式的传感器来采集温度数据，之后与在系统中设定的参数进行比较，来判定温度是否过高，若温度过高，则证明发生了火灾。在这一阶段，火灾报警系统的结构和功能比较简单，只是依靠一项单一的温度数据来进行是否有火灾发生的判断。这种火灾报警系统很容易受干扰，尤其是环境中的其他因素，比如湿度，会对系统的判断产生很大的影响。同时，有灵敏度低，响应时间长，不能判断出阴燃现象的火灾等缺点。也无法满足智能化和多功能化的需求。
第二阶段：20世纪40年代末至20世纪70年代，瑞士物理科学家研究发明了可以感应烟气的烟雾探测器。烟雾探测器出现后，人们对烟雾粒子探测有了新的认识，同时对其更加重视。从此以后，烟雾探测器开始被用在火灾的监测中，且广泛的普及开来，并立刻占据了火灾报警系统市场的绝大部分，使单一的感温传感器慢慢地退出了市场。到20世纪70年代末，随着光电方面的技术慢慢地成熟，光电式的烟雾传感器也这个时候发展了起来，光电式传感器的使用寿命更长，抵抗干扰的能力也更强，因此很快得到了大力的推广。在这个阶段，火灾报警系统大多采用的是多线制的布局方法，所以在系统可靠性等很多方面出现了种种问题，制约了火灾报警系统的发展。
第三阶段：20世纪80年代初期，火灾报警系统开始从以前的多线制向总线型发展，总线型火灾报警系统快速发展，在火灾报警相关方面中得到了普遍地使用。他的优点在于可以显著的减少布线的数量，使安装和调试变得简单和容易，同时也可以提高报警的定位精确度。但在这一阶段的火灾报警系统仍然不能实现智能化，智能化的水平仍然很低。
第四阶段：20世纪80年代中后期至今，计算机、集成电路、传感器、控制器及智能化等方面的相关技术都得到了飞速的发展，火灾自动报警系统也随着这些发展进入到了智能化的阶段。智能化的火灾自动报警系统也在这一阶段得到了迅速地发展，各式各样的智能化火灾自动报警系统陆续被发明，它们拥有更加智能和更强大的功能。同时将模拟量寻址技术用于火灾报警系统中，使其在监测准确方面、智能程度方面和安全方面都有不同程度的提高。目前，更为先进的火灾自动报警系统也在逐渐的被发明和使用在社会的各种环境中。
1.2 课题研究的背景及目的
目前，在在各种灾害中，火灾已成为最经常，破坏和影响最强的灾害之一。它危害公众安全和社会发展，不仅仅烧毁了物质和钱财，还会对人民群众的生命安全造成威胁和伤害，同时会给人们的带来巨大的心灵创伤。因为现代社会的经济和城市建设发展非常迅速，所以城市中高层建筑、地下建筑和大型的综合性建筑越来越多，但是火灾发生的可能性也随之大大地增加，火灾发生的数量和火灾造成的损害程度也在逐年上升。同时，由于人们对火灾的防范认识欠缺，缺乏火灾逃生知识等因素，一旦火灾发生，往往很难安全的逃离火场。残酷的现实开始使人们认识应对火灾的重要性，对火灾的监控和预防、火灾发生后的报警和消防工作以及普及大众对消防和火灾逃生知识十分重要。火灾自动报警系统因此研制，并随着人们的需求在火灾自动报警系统的功能方面和结构方面等地方不断地改进和完善。
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