火灾无线监测系统设计软件设计(附件)
本文介绍了基于nRF2401的智能无线火灾监控系统的软件设计，使用STC89C52单片机作为控制中心，由DS18B20温度传感器、火焰传感器和MQ-2烟雾传感器构成作为本系统的探测器，从火灾产生的多角度出发判断是否发生火灾，能够从根源上降低火灾的发生率.。本系统讲解了温度、火焰和烟雾三种传感器采集数据由发射端的单片机通过nRF2401模块发送给接收端单片机，再由发射端单片机判断能否接收数据，再显示并对比采集的数据是否超过警戒值时，报警器自动报警并启动灭火设备灭火。关键词 无线模块，火灾监控，单片机，传感器
目 录
1 引言 1
1．1 课题的研究背景 1
1.2 课题的研究目的及意义 1
1.3 火灾报警器的发展及现状 1
1.4 课题的研究内容 2
2.系统总体设计 2
2.1系统总框架 2
2.2 烟雾等级模块 3
2.3 无线收发模块 4
2.4显示模块 4
3.软件设计 5
3.1 温度采集模块 5
3.2 烟雾采集模块 6
3.3 火焰传感器 7
3.4 无线收发模块 8
3.5按键模块 10
3.6 显示模块 12
3,7 ADC0832模数转换模块 14
3,8 系统总流程 14
4.调试结果 16
5.遇到的问题和收获 18
结 论 21
致 谢 22
参 考 文 献 23
附录A 接收端主程序 24
附录B 接收端nrf24L01.h头文件 29
附录C 接收端lcd1602.h头文件 33
附录D 发射端主程序 36
附录E 发射端nrf24L01.h头文件 40
引言
课题的研究背景
这些年以来，因为我国人民经济水平与居民生活水平的提升，人们越来越注重享受，制造各类工业用品和日常生活用品的人闻风而动，因此火灾而引起的事故一天天变得多起来，导致了失分惨重的经济、财产和生命的惨重 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
损失，因此，研究发生火灾的源因、特征和表象，创设一个可靠、快速、实时的火灾检测体系十分重要，火灾检测报警体系主要经过了从传统走线连接的接触式体系到非接触式体系的变化。由于城市化建设的发展的不停加速，巨型建筑与居民住房对火灾监测系统的需求变得也越来越大，现代火灾监测体系的崛起，由传感器与无线发射接收模块构成的控制接收装备进行通信的非接触式火灾自动监测体系发展地十分快速。
课题的研究目的及意义
传统的火灾监控系统由于在监控区域布置大量的数据线路，在如今变得越来越不方便，无法实时报警和灭火。问题主要体现在两个方面：首先，传统的火灾监控系统一旦在火灾发生时，在监控区域的大量线路可能由于大火造成报警系统无法报警，灭火设备无法启动，导致火势变大，加重火灾的后果，其次，传统的监控系统需要布线，每增加一个监控区域所需要的成本大大增加，而且分布式是有限制的，造成监控不全面，可靠性下降，但是本设计可以实时检测到该空间里是否发生火灾，火灾一旦被发现蜂鸣器将发出声音，与此同时水泵中的电机被启动，开始喷水灭火，及时采用有效手段控制火焰的局势，火灾将在始发阶段被扑灭，得以让火势不能蔓延，从而保证人身财产安全，最大程度上降低火灾带来的损失[1]。
火灾报警器的发展及现状
正是因为大量科技品在现实世界中的普遍被人们运用，所以火灾的发生率也越来越高，所以人们生存环境的周遭处处潜藏着火灾带来的危机，智能化火灾检测系统已经和传统的单一的警报装备大不相同，它是聚集了电子技术、自动控制技术、传感器的应用等各领域知识。随着科技的不断发展，火灾监测系统一定会发展的更快、更好。
现阶段的出现的火灾报警器一般包括了火灾报警的功能、自动抽水灭火的功能、报警联动的动能等。火灾报警器的合理配置，不仅可以起到及时报警的作用，而且对于尽量减小火灾范围，减少火灾带来的损失，减低火灾事故的消极影响有着极大的意义。
社会的先进化导致了人类的居住环境越来越好，需要担忧的事越来越少，人们关于居住空间的需求再也不是仅停留在单一的物质层面，反而更加注重房子住的安不安心、环境是否舒适美观，交通是否方便。就是因为火灾报警系统系统依旧没有统一明晰的标准，大多数公司发行出来的装备全是基于自家构建的通讯网络和数据交换协议，这些设备是因为部分特定的组网环境被创造出来的，有些比较重要的技术不向外发布，技术庞杂，因此限制了应用范围。其次，没有相应的第三方装备，不同的连接装备相互不兼容，可互用性差，所以该设备一直并没有固定的市场，所以进一层限制了该设备的起色。最后，要生产出这些系统所需要的开销太高，对设备的普及产生了极大的负面作用。所以，设计一个和我国国情吻合、正规的融合了远程控制技术和本地控制技术的智能火灾报警器是十分重要的，且势在必行,做到真正意义上的智能火灾报警器。
1.4 课题的研究内容
本设计的主控制器是单片机，运用非接触式的传送技术、传感器技术和集成技术，通过分析有火灾出现时生成的火焰、烟雾等级和升高的温度等讯息，由传感器检测这些信息，总的剖析判定有没有火灾的产生。假如情况属实，由无线收发模块向火灾检测系统的接收端发出信息，接收端自己判断是否发生火灾并采取措施，并且能够手动设置各个指标的报警值[2]。
2.系统总体设计
2.1系统总框架
图1 系统流程图
系统总框图如图1所示。本设计用到了三个传感器分别是MQ2型半导体电阻式烟雾传感器、DS18b20温度传感器还有火焰传感器，刚开始使用烟雾传感器时必须要先进行预热,主要是因为MQ2烟雾传感器经过较长时间的断电放置后，当再一次通电时，传感器做不到马上进入正常感知烟雾信息的状态，必须要给足传感器预热恢复的时间。初始化函数被调用结束后，系统才会开始进行监控。整体的检测系统被使用时，烟雾传感器检测到的模拟信号由ADC0832模块转换处理后，通过单片机的解读处理，判定该系统有没有采取报警措施；其次温度传感器上电以后直接检测到温到温度上升，直接判断系统是否启动报警；最后火焰传感器通电后的检测到的模拟信号由ADC0832模块转换处理后，通过单片机的解读处理，判定该系统有没有采取报警措施。以上三个传感器在使用时没有先后之分。另外，系统中还可以用户手动报警，显示当前的温度和烟雾浓度，设置温度、烟雾等级和火焰的警戒值，中断子程序等，让检测系统的功能更加完备，让用户使用起来更加容易，这里显示用的是非接触式的通信方式[2]。
通过单片机为核心，能够完成火灾现场声光报警等功能。是一类构造简易、能耗稳定、使用起来比较简单、价格较低能够让大多数消费者接受、智能化的火灾监控器，非常实用。对该接受端和发射端做综合的功能分析，分模块化去完成每块的功能，亲手设计制作实物，我们所要做的主要包含了硬件电路的设计并画出硬件原理图，仿真模拟运行，人工焊接与每个模块的单独调试，软件程序的编写，硬、软件的整体调试。检测器能够24小时监测环境中有无火灾，一旦监测到火灾将发出报警，同时打开消防设施。
目 录
1 引言 1
1．1 课题的研究背景 1
1.2 课题的研究目的及意义 1
1.3 火灾报警器的发展及现状 1
1.4 课题的研究内容 2
2.系统总体设计 2
2.1系统总框架 2
2.2 烟雾等级模块 3
2.3 无线收发模块 4
2.4显示模块 4
3.软件设计 5
3.1 温度采集模块 5
3.2 烟雾采集模块 6
3.3 火焰传感器 7
3.4 无线收发模块 8
3.5按键模块 10
3.6 显示模块 12
3,7 ADC0832模数转换模块 14
3,8 系统总流程 14
4.调试结果 16
5.遇到的问题和收获 18
结 论 21
致 谢 22
参 考 文 献 23
附录A 接收端主程序 24
附录B 接收端nrf24L01.h头文件 29
附录C 接收端lcd1602.h头文件 33
附录D 发射端主程序 36
附录E 发射端nrf24L01.h头文件 40
引言
课题的研究背景
这些年以来，因为我国人民经济水平与居民生活水平的提升，人们越来越注重享受，制造各类工业用品和日常生活用品的人闻风而动，因此火灾而引起的事故一天天变得多起来，导致了失分惨重的经济、财产和生命的惨重 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
损失，因此，研究发生火灾的源因、特征和表象，创设一个可靠、快速、实时的火灾检测体系十分重要，火灾检测报警体系主要经过了从传统走线连接的接触式体系到非接触式体系的变化。由于城市化建设的发展的不停加速，巨型建筑与居民住房对火灾监测系统的需求变得也越来越大，现代火灾监测体系的崛起，由传感器与无线发射接收模块构成的控制接收装备进行通信的非接触式火灾自动监测体系发展地十分快速。
课题的研究目的及意义
传统的火灾监控系统由于在监控区域布置大量的数据线路，在如今变得越来越不方便，无法实时报警和灭火。问题主要体现在两个方面：首先，传统的火灾监控系统一旦在火灾发生时，在监控区域的大量线路可能由于大火造成报警系统无法报警，灭火设备无法启动，导致火势变大，加重火灾的后果，其次，传统的监控系统需要布线，每增加一个监控区域所需要的成本大大增加，而且分布式是有限制的，造成监控不全面，可靠性下降，但是本设计可以实时检测到该空间里是否发生火灾，火灾一旦被发现蜂鸣器将发出声音，与此同时水泵中的电机被启动，开始喷水灭火，及时采用有效手段控制火焰的局势，火灾将在始发阶段被扑灭，得以让火势不能蔓延，从而保证人身财产安全，最大程度上降低火灾带来的损失[1]。
火灾报警器的发展及现状
正是因为大量科技品在现实世界中的普遍被人们运用，所以火灾的发生率也越来越高，所以人们生存环境的周遭处处潜藏着火灾带来的危机，智能化火灾检测系统已经和传统的单一的警报装备大不相同，它是聚集了电子技术、自动控制技术、传感器的应用等各领域知识。随着科技的不断发展，火灾监测系统一定会发展的更快、更好。
现阶段的出现的火灾报警器一般包括了火灾报警的功能、自动抽水灭火的功能、报警联动的动能等。火灾报警器的合理配置，不仅可以起到及时报警的作用，而且对于尽量减小火灾范围，减少火灾带来的损失，减低火灾事故的消极影响有着极大的意义。
社会的先进化导致了人类的居住环境越来越好，需要担忧的事越来越少，人们关于居住空间的需求再也不是仅停留在单一的物质层面，反而更加注重房子住的安不安心、环境是否舒适美观，交通是否方便。就是因为火灾报警系统系统依旧没有统一明晰的标准，大多数公司发行出来的装备全是基于自家构建的通讯网络和数据交换协议，这些设备是因为部分特定的组网环境被创造出来的，有些比较重要的技术不向外发布，技术庞杂，因此限制了应用范围。其次，没有相应的第三方装备，不同的连接装备相互不兼容，可互用性差，所以该设备一直并没有固定的市场，所以进一层限制了该设备的起色。最后，要生产出这些系统所需要的开销太高，对设备的普及产生了极大的负面作用。所以，设计一个和我国国情吻合、正规的融合了远程控制技术和本地控制技术的智能火灾报警器是十分重要的，且势在必行,做到真正意义上的智能火灾报警器。
1.4 课题的研究内容
本设计的主控制器是单片机，运用非接触式的传送技术、传感器技术和集成技术，通过分析有火灾出现时生成的火焰、烟雾等级和升高的温度等讯息，由传感器检测这些信息，总的剖析判定有没有火灾的产生。假如情况属实，由无线收发模块向火灾检测系统的接收端发出信息，接收端自己判断是否发生火灾并采取措施，并且能够手动设置各个指标的报警值[2]。
2.系统总体设计
2.1系统总框架
图1 系统流程图
系统总框图如图1所示。本设计用到了三个传感器分别是MQ2型半导体电阻式烟雾传感器、DS18b20温度传感器还有火焰传感器，刚开始使用烟雾传感器时必须要先进行预热,主要是因为MQ2烟雾传感器经过较长时间的断电放置后，当再一次通电时，传感器做不到马上进入正常感知烟雾信息的状态，必须要给足传感器预热恢复的时间。初始化函数被调用结束后，系统才会开始进行监控。整体的检测系统被使用时，烟雾传感器检测到的模拟信号由ADC0832模块转换处理后，通过单片机的解读处理，判定该系统有没有采取报警措施；其次温度传感器上电以后直接检测到温到温度上升，直接判断系统是否启动报警；最后火焰传感器通电后的检测到的模拟信号由ADC0832模块转换处理后，通过单片机的解读处理，判定该系统有没有采取报警措施。以上三个传感器在使用时没有先后之分。另外，系统中还可以用户手动报警，显示当前的温度和烟雾浓度，设置温度、烟雾等级和火焰的警戒值，中断子程序等，让检测系统的功能更加完备，让用户使用起来更加容易，这里显示用的是非接触式的通信方式[2]。
通过单片机为核心，能够完成火灾现场声光报警等功能。是一类构造简易、能耗稳定、使用起来比较简单、价格较低能够让大多数消费者接受、智能化的火灾监控器，非常实用。对该接受端和发射端做综合的功能分析，分模块化去完成每块的功能，亲手设计制作实物，我们所要做的主要包含了硬件电路的设计并画出硬件原理图，仿真模拟运行，人工焊接与每个模块的单独调试，软件程序的编写，硬、软件的整体调试。检测器能够24小时监测环境中有无火灾，一旦监测到火灾将发出报警，同时打开消防设施。
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