火灾无线监测系统硬件设计(附件)
以单片机STC89C52为主控芯片，设计出一款高精度、高集成度、超低功耗的智能火灾报警系统。以环境温度、烟雾浓度、火焰大小作为判断火灾的依据，完成了对火灾的预警。主要由单片机控制模块、MQ-2烟雾浓度测量模块、DS18B20 温度测量模块、火焰测量模块、声光报警模块、1602液晶显示模块和电源构成。并且该系统以nRF24L01为无线收发模块，发射端完成数据采集、预处理。接收端接收数据并显示，判断是否采取报警灭火措施。设计的智能火灾报警系统具有较高的可靠性、稳定性、准确度高，对不同类型的火灾都具有较高的灵敏度，达到了降低误报率的目的。关键词 STC89C52， MQ-2，nRF24L01
目录
1 引 言 1
1.1 研究背景 1
1.2 项目研究意义 2
1.3 发展方向 3
2 设计的任务、要求和研究设想 3
3 硬件介绍 5
3.1 单片机STC89C52 5
3.2 MQ2烟雾传感器 7
3.3 DS18B20温度传感器 10
3.4 火焰传感器 12
3.5 nRF24L01 12
4 系统电路 13
4.1 DS18B20电路 13
4.2 信号转换电路 14
4.3 键盘模块 14
4.4 通讯电路nRF24L01 15
4.5 显示电路 15
4.6 报警电路 16
4.7 电源模块 16
5 系统调试 17
结 论 20
致 谢 21
参 考 文 献 22
附录A:无线发射电路原理图 23
附录B：无线接收电路原理图 24
1 引 言
1.1 研究背景
在当今社会的发展中，以工业为领头羊其他行业也相继发展迅速。工业的发展需求推动着建筑业的快速发展，大量的建筑物快速落成，在这种形势下安全隐患成了老生常谈的话题。随着物联网技术的快速新起，小型化、智能化、自动化广泛传播，基于单片机的无线通讯火灾系统得到 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
了人们广泛的关注。虽然双母线系统的建设和布线比较简单，但是仍存在安装维护成本高，升级难度大的问题，特别是对于家庭和一些实际需求无法满足的特殊应用场合。例如，在古代文物中，如果想实现火灾报警的话都需要用线路连接来实现，但是这就需要在安装过程中在墙板或者一些地面打孔，这样会对建筑物造成损坏。所以有线火灾报警系统在当今社会已逐渐被淘汰。另外，对于拥有多个产权的建筑物，小街铺和临时建筑物等，无线系统是非常合适的。如今的社会高楼林立，医院、住宅、商场等大型建筑彼此临近。而在这些区域都聚集着大量的居民，如果安全做不好会对社会对人们的生命安全财产安全造成不可弥补的过失。于是火灾系统成了每一栋大楼必不可少的一部分，针对每年的建筑物火灾造成大量人员伤亡事件，在这里设计了无线火灾报警系统。无线火灾系统是一个智能化、小型化的系统，它可以用于多个场合。在早期也存在火灾报警系统，多为有线，长期的日晒雨淋可能导致在发生火灾时它并不那么准确。而无线火灾系统就很好的避免了这一问题，它能够提前预知，从多方面的测量，避免了误判或者不报的情况。为人们的安全提供了保障，减少了火灾带来的生命财产损失[1]。
随着科学技术的发展，集成芯片成为了主流产品。单片机成为了工业工控、人工智能、设备终端等场所用来控制的芯片。本次设计的作品无线火灾监测系统，用单片机作为中央处理器实时监控。采用STC89C52作为主控芯片，利用烟雾传感器检测可燃气体浓度、温度传感器检测火灾现场温度、用火焰传感器检测火光的大小来实现信号的反馈。传感器将非电信号传给单片机，单片机将这些信号转换为模拟信号。再通过转换电路将模拟信号转换为数字信号，通过通讯电路发送出去并在显示屏上显示，实现声光报警并灭火。
通过软硬件调试，系统能够多次的执行相应工作，同时长时间工作可以保持低功耗的一个状态，具有稳定性和时效性，越来越方便的运用到生活中的这些实物控制器件上面。火灾报警系统被用于多个工业场合，高温加工工厂、地下车库、体育馆、居民住宅等。随着火灾报警系统的完善和日新月异的技术发展，火灾报警系统作为具有提前预知功能的系统而对于公共事业或者工业生产，避免火灾隐患事故，保障生命财产安全显得尤其重要。
1.2 项目研究意义
在如今的社会，人们生活水平提高了，对个人的生命安全意识也显著提高。除了一些不可避免的自然灾害以外，其他可能造成人生安全的一些安全隐患我们都希望能够排除，保证自己的人生安全。在现实生活中，火灾是一个时常发生的一个隐患，在一些建筑繁杂的地区，火灾的防患也就显得更加重要了。一般居民点都是大量集中的，一处发生火灾，很快就会影响到其他居民的安全。有线火灾报警严重影响了施工的便利，在一些复杂的地形下，有线火灾的安装会显得尤其困难，成本还普遍偏高，人力和物资都会相比无线高很多。如果是外接电路的话，电线长时间日晒雨淋很容易老化，人们的安全保障大大降低。针对这一现象，本设计引进了无线火灾报警系统[2]。
无线火灾报警是时下流行的元素，随着半导体器件的集成化，项目工程的要求越来越高，自动化成了时下最热门的话题。无线火灾报警系统与建筑工程的消防系统息息相关。无线火灾报警还存在一个问题，如果只是单一的传感器与电路连接实现通讯的话，会存在误报警，所以在本次的设计中采用了多路报警以及一路紧急报警，防止出现突发情况[3]。
在本次设计中，以单片机作为主体，它具有体积小、结构简单、低功耗、成本低等优点，与电路连接能实现多种功能要求，在家用电器和各类电子产品中得到广泛应用。传感器是很灵敏的感官型元器件，单片机配合使用可以很好的反馈信息。根据不同的功能，用途，使用条件可以选不同的传感器。在本次设计的火灾无线报警系统中主要采用了三种传感器即温度传感器，烟雾传感器和火焰传感器作为主要器件支撑。三个传感器的共同使用，消除了单一系统报警的安全隐患。能在在火灾初期更好的通知人们火情及时逃生[4]。
出于研究一款实用型的产品，无线自动报警系统，虽然类似的产品在市场上已经有相关的产品出现，出于实际用途同时增加比较全面的功能考虑，降低生产成本，此课题的研究仍然有重要的实际意义。随着社会日益的发展，在大中小城市，房地产建筑开发商如雨后春笋，面临的是高层建筑住宅区，而高层建筑就决定了安全系数的减少，高层住宅经常出现火灾事情，造成居民逃生，或者未能及时发现烟雾报警从而造成火灾出现，以致火灾失控局面，火灾蔓延，造成财产、生命安全没有保障。为了能够让居民生活有更适合、安全的环境而在这样的发展的社会环境，那么从住宅区入手，能够设计生产一款可靠、安全的产品能够及时发现烟雾，避免火灾事故的出现就显得尤其重要[5]。
目录
1 引 言 1
1.1 研究背景 1
1.2 项目研究意义 2
1.3 发展方向 3
2 设计的任务、要求和研究设想 3
3 硬件介绍 5
3.1 单片机STC89C52 5
3.2 MQ2烟雾传感器 7
3.3 DS18B20温度传感器 10
3.4 火焰传感器 12
3.5 nRF24L01 12
4 系统电路 13
4.1 DS18B20电路 13
4.2 信号转换电路 14
4.3 键盘模块 14
4.4 通讯电路nRF24L01 15
4.5 显示电路 15
4.6 报警电路 16
4.7 电源模块 16
5 系统调试 17
结 论 20
致 谢 21
参 考 文 献 22
附录A:无线发射电路原理图 23
附录B：无线接收电路原理图 24
1 引 言
1.1 研究背景
在当今社会的发展中，以工业为领头羊其他行业也相继发展迅速。工业的发展需求推动着建筑业的快速发展，大量的建筑物快速落成，在这种形势下安全隐患成了老生常谈的话题。随着物联网技术的快速新起，小型化、智能化、自动化广泛传播，基于单片机的无线通讯火灾系统得到 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
了人们广泛的关注。虽然双母线系统的建设和布线比较简单，但是仍存在安装维护成本高，升级难度大的问题，特别是对于家庭和一些实际需求无法满足的特殊应用场合。例如，在古代文物中，如果想实现火灾报警的话都需要用线路连接来实现，但是这就需要在安装过程中在墙板或者一些地面打孔，这样会对建筑物造成损坏。所以有线火灾报警系统在当今社会已逐渐被淘汰。另外，对于拥有多个产权的建筑物，小街铺和临时建筑物等，无线系统是非常合适的。如今的社会高楼林立，医院、住宅、商场等大型建筑彼此临近。而在这些区域都聚集着大量的居民，如果安全做不好会对社会对人们的生命安全财产安全造成不可弥补的过失。于是火灾系统成了每一栋大楼必不可少的一部分，针对每年的建筑物火灾造成大量人员伤亡事件，在这里设计了无线火灾报警系统。无线火灾系统是一个智能化、小型化的系统，它可以用于多个场合。在早期也存在火灾报警系统，多为有线，长期的日晒雨淋可能导致在发生火灾时它并不那么准确。而无线火灾系统就很好的避免了这一问题，它能够提前预知，从多方面的测量，避免了误判或者不报的情况。为人们的安全提供了保障，减少了火灾带来的生命财产损失[1]。
随着科学技术的发展，集成芯片成为了主流产品。单片机成为了工业工控、人工智能、设备终端等场所用来控制的芯片。本次设计的作品无线火灾监测系统，用单片机作为中央处理器实时监控。采用STC89C52作为主控芯片，利用烟雾传感器检测可燃气体浓度、温度传感器检测火灾现场温度、用火焰传感器检测火光的大小来实现信号的反馈。传感器将非电信号传给单片机，单片机将这些信号转换为模拟信号。再通过转换电路将模拟信号转换为数字信号，通过通讯电路发送出去并在显示屏上显示，实现声光报警并灭火。
通过软硬件调试，系统能够多次的执行相应工作，同时长时间工作可以保持低功耗的一个状态，具有稳定性和时效性，越来越方便的运用到生活中的这些实物控制器件上面。火灾报警系统被用于多个工业场合，高温加工工厂、地下车库、体育馆、居民住宅等。随着火灾报警系统的完善和日新月异的技术发展，火灾报警系统作为具有提前预知功能的系统而对于公共事业或者工业生产，避免火灾隐患事故，保障生命财产安全显得尤其重要。
1.2 项目研究意义
在如今的社会，人们生活水平提高了，对个人的生命安全意识也显著提高。除了一些不可避免的自然灾害以外，其他可能造成人生安全的一些安全隐患我们都希望能够排除，保证自己的人生安全。在现实生活中，火灾是一个时常发生的一个隐患，在一些建筑繁杂的地区，火灾的防患也就显得更加重要了。一般居民点都是大量集中的，一处发生火灾，很快就会影响到其他居民的安全。有线火灾报警严重影响了施工的便利，在一些复杂的地形下，有线火灾的安装会显得尤其困难，成本还普遍偏高，人力和物资都会相比无线高很多。如果是外接电路的话，电线长时间日晒雨淋很容易老化，人们的安全保障大大降低。针对这一现象，本设计引进了无线火灾报警系统[2]。
无线火灾报警是时下流行的元素，随着半导体器件的集成化，项目工程的要求越来越高，自动化成了时下最热门的话题。无线火灾报警系统与建筑工程的消防系统息息相关。无线火灾报警还存在一个问题，如果只是单一的传感器与电路连接实现通讯的话，会存在误报警，所以在本次的设计中采用了多路报警以及一路紧急报警，防止出现突发情况[3]。
在本次设计中，以单片机作为主体，它具有体积小、结构简单、低功耗、成本低等优点，与电路连接能实现多种功能要求，在家用电器和各类电子产品中得到广泛应用。传感器是很灵敏的感官型元器件，单片机配合使用可以很好的反馈信息。根据不同的功能，用途，使用条件可以选不同的传感器。在本次设计的火灾无线报警系统中主要采用了三种传感器即温度传感器，烟雾传感器和火焰传感器作为主要器件支撑。三个传感器的共同使用，消除了单一系统报警的安全隐患。能在在火灾初期更好的通知人们火情及时逃生[4]。
出于研究一款实用型的产品，无线自动报警系统，虽然类似的产品在市场上已经有相关的产品出现，出于实际用途同时增加比较全面的功能考虑，降低生产成本，此课题的研究仍然有重要的实际意义。随着社会日益的发展，在大中小城市，房地产建筑开发商如雨后春笋，面临的是高层建筑住宅区，而高层建筑就决定了安全系数的减少，高层住宅经常出现火灾事情，造成居民逃生，或者未能及时发现烟雾报警从而造成火灾出现，以致火灾失控局面，火灾蔓延，造成财产、生命安全没有保障。为了能够让居民生活有更适合、安全的环境而在这样的发展的社会环境，那么从住宅区入手，能够设计生产一款可靠、安全的产品能够及时发现烟雾，避免火灾事故的出现就显得尤其重要[5]。
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