单片机的烟雾报警器设计
单片机的烟雾报警器设计[20200128193426]
摘要
随着经济的快速发展，越来越多的高楼大厦和地下建筑被建造出来。同时，这也大大增加了火灾的隐患。火灾的数量及其造成的损失逐年上升，影响了国家经济的发展，更危害了人们的生命安全。所以，在公共产所和家庭布置烟雾报警器可以起到重要的安全保障作用，以此减少火灾发生的概率。
本课题实现的烟雾报警器以AT89C51单片机和烟雾传感器为核心。传感器接收到烟雾信号后，A/D转换器将模拟信号转换成数字信号输入单片机，单片机控制扬声器发出警报声、电磁继电器打开水闸开关，达到报警同时灭火的效果。这与市面上的烟雾报警器有所不同，灭火功能更能保障人们的生命安全，有着重要的意义。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:报警器、AT89C51单片机、烟雾传感器
一、引言 1
（一）火灾探测技术 1
（二）火灾探测器的发展趋势 1
（三）烟雾报警器的国内外现状 1
1.民用火灾烟雾报警器 2
2.工业用烟雾报警器及有毒有害烟雾报警器 2
（四）论文研究的目的及意义 2
二、烟雾报警器的设计方案 3
（一）设计思路 3
（二）总体框图 3
三、主要元器件介绍 4
（一）单片机 4
（二）A/D转换器 5
（三）传感器 6
（四）继电器 7
四、硬件电路设计 7
（一）AT89C51最小系统 7
1.时钟电路 7
2.复位电路 7
（二）信号采集及前置放大电路 8
（三）A/D转换器与单片机接口电路 9
五、软件设计 10
（一）流程图 10
（二）调试 10
（三）仿真 11
谢辞 12
参考文献 12
附录 13
（一）电路图 13
（二）程序 13
一、引言
（一）火灾探测技术
在所有的灾害中，火灾是发生频率较高的灾害，每个城市每天都会发生大大小小的火灾，是最普遍威胁人民公共安全和经济发展的主要灾害之一。
随着经济的快速发展，火灾给人类、自然带来的危害范围不断扩大。造成了社会秩序的混乱甚至威胁了生命安全。火灾探测技术就是为此而研制出的。随着科技的发展，火灾探测技术水平也在不断提高，变得更加灵敏，人性化。其原理就是利用传感器可以检测到火灾刚发生时产生的有毒气体，比如CO。以此来达到探测火灾的作用。
（二）火灾探测器的发展趋势
火灾探测技术是预防火灾的有效手段,经过我国火灾科技工作者的共同努力，火灾探测的研究发展迅速。特别是火灾探测技术的发展，虽然起步晚，但发展快，取得了可喜成绩。然而火灾探测技术还有很多地方需要发展：
1.对火灾发生初期探测的研究。
2.对不同情况火灾的探测方法。
3.对新型火灾探测器的研究。
4.激光技术、计算机视觉技术、信号处理技术和数字通信技术综合运用。
5.非接触式火灾探测的研究。
（三）烟雾报警器的国内外现状
一，从19世纪40年代开始，火灾报警系统处于一个发展的初级阶段，大多数采用的探测器是感温式的探测器，它通过温度是否超出某个值从而判断火灾的发生。这种火灾报警系统简单，只将温度作为是否发生火灾的依据。所以很容易受到其他因素的干扰。其缺点为灵敏度比较低，对于刚刚发生的火灾无法判断，而且反应时间慢，无法达到智能探测火灾的要求。
二，20世纪40年代未，当离子感烟探测器被科学家研发出来之后，离子感烟探测器逐步得到了人们的重视，于是，离子感烟探测器被大量生产从而占据了绝大部分市场；后来，随着光电技术的的发展，光电式感烟探测器被研发出来，相比之下，它具有更长的使用寿命，不存在放射性问题，抗干扰能力也比离子感烟探测器突出。
三，20世纪80年代初期，人们研发出了总线型火灾报警器。这种报警器的研发减少了大量的布线并且容易安装，更重要的是它能精确的判断火灾的发生地点。但是即使是这样，它仍具有一些缺点，它还是不够智能，而且它的有线连接方式难度比较大。
四，从20世纪80年代中后期开始，随着科技的发展，火灾自动报警系统变得越来越智能化，各种智能型的火灾报报警系统相继出现。火灾报警系统变得更安全、更精确、更智能，这在火灾自动报警系统发展史上是一个巨大的转折点。
近年来，无线通信方式的火灾自动报警系统在国外悄然兴起。这样一个系统的引入
使无线电通信技术利用无线通信方式代替了传统的有线通信方式，电子装置将主要通过
无线连接来传输信息和控制所有类型的建筑和场所。无线火灾自动报警系统，最初只用于特殊场合，如博物馆，历史遗址等。它的价格是比较高的。然而随着技术的进步，并减少为较小的组件，无线火灾自动报警系统的逐渐完善，在性能和价格方面的竞争非常激烈，其市场潜力已经崭露头角。
在中国，采用无线通信模式的火灾自动报警系统的利益逐渐得到关注。由于其安装简便，不损伤建筑物，柔韧性好，易于扩展等优点，适合多种场合：如会展中心，博物馆，体育场，古迹，T台上的建筑和医院。智能火灾自动报警系统的消防管理，一般分为分散式、集中式和分布式，分散式系统包括非智能型控制器和若干非智能探测节点，由探测节点来判断是否发生火灾;一个集中式的系统包含了一些智能控制器和非智能检测节点，节点会将火灾探测参数发送到控制器，控制器智能判断火的状态；分布式系统的控制器和探测节点都是智能的，也是未来的发展趋势。
烟雾报警器的系列产品
1.民用火灾烟雾报警器
民用火灾烟雾报警器一般安装在厨房里。当遇到火灾烟雾时，报警器就会发出声光报警或同时伴有数字显示，同时联动外部设备。一些报警器可以自动开启排风扇将烟雾排到室外从而达到预警作用。
2.工业用烟雾报警器及有毒有害烟雾报警器
工业用烟雾报警器和有毒害烟雾报警器只是在检测探头上有区别，它们的原理和应用都非常相似。工业用可燃性气体和有毒烟雾报警器，基于所检测的环境不同，能分成检漏器，控制器和探测器。如果煤气泄漏，检漏器将发出声光报警，数字显示烟雾浓度，从而人们可以采取安全措施，防止发生爆炸等严重事故。控制器与探测器组合可以作为监测爆炸现场烟雾浓度的监测点，用于对现场的长期监测。
探测器安装在爆炸现场，控制器放在有人值守的地方，用电缆线将两者屏蔽连接起来。当现场气体泄漏检测器探测到燃气泄露后，通过屏蔽电缆线的信号传给控制器，控制器发出声光报警，并启动排风装置或关闭电磁阀切断气源，以确保安全。这样的工具被广泛应用于，煤气站，加油站，锅炉房和其它工业场所。
（四）论文研究的目的及意义
随着现代家庭用火，用电量增加，家庭火灾发生的频率越来越高。家庭火灾事件中，很容易出现发现不及时，缺乏消防设备和在场的人都慌了逃生等不利因素的影响，导致重大的生命和财产损失。消防部门的统计显示，在所有的火灾比例中，家庭火灾已经占到了全国火灾的30%左右。家庭起火的原因林林总总，可能在我们注意得到的地方，也可能就隐藏在我们根本就注意不到的地方。
在现代城市家庭中，很多人因为不懂家庭安全常识引起火灾事故，使好端端的幸福家庭瞬间毁于一旦,有的甚至导致家破人亡。而且一旦发生居民家庭火灾,处置不当、报警迟缓,是造成人员伤亡的重要因素。所以说,人们应该积极了解家庭火灾的主要起因，并且要学会预防火灾的发生。为了早期发现和通报火灾，防止和减少火灾危害，保护人身和财产的安全。保卫社会主义现代化建设，防止火灾引起燃烧、爆炸等事故，造成严重的经济损失，甚至危及生命安全。这就是我们研究烟雾报警器的目的。
在中国，几乎每天都发生家庭火灾，所以做好防火措施是每个家庭必须时刻注意的问题。假如能根据您家的实际情况预先采取简单的防火措施，一些悲剧是完全可以避免的。而烟雾报警器对预防家庭火灾，减少火灾损失具有现实意义。
一系列火灾造成的惨痛损失也使全国各界意识到了烟雾报警器的必要性。据调查，在最近发生火灾中，大多数房屋都没有安装报警器。所以，烟雾报警器在防止火灾发生上起到了非常重要的作用。
摘要
随着经济的快速发展，越来越多的高楼大厦和地下建筑被建造出来。同时，这也大大增加了火灾的隐患。火灾的数量及其造成的损失逐年上升，影响了国家经济的发展，更危害了人们的生命安全。所以，在公共产所和家庭布置烟雾报警器可以起到重要的安全保障作用，以此减少火灾发生的概率。
本课题实现的烟雾报警器以AT89C51单片机和烟雾传感器为核心。传感器接收到烟雾信号后，A/D转换器将模拟信号转换成数字信号输入单片机，单片机控制扬声器发出警报声、电磁继电器打开水闸开关，达到报警同时灭火的效果。这与市面上的烟雾报警器有所不同，灭火功能更能保障人们的生命安全，有着重要的意义。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:报警器、AT89C51单片机、烟雾传感器
一、引言 1
（一）火灾探测技术 1
（二）火灾探测器的发展趋势 1
（三）烟雾报警器的国内外现状 1
1.民用火灾烟雾报警器 2
2.工业用烟雾报警器及有毒有害烟雾报警器 2
（四）论文研究的目的及意义 2
二、烟雾报警器的设计方案 3
（一）设计思路 3
（二）总体框图 3
三、主要元器件介绍 4
（一）单片机 4
（二）A/D转换器 5
（三）传感器 6
（四）继电器 7
四、硬件电路设计 7
（一）AT89C51最小系统 7
1.时钟电路 7
2.复位电路 7
（二）信号采集及前置放大电路 8
（三）A/D转换器与单片机接口电路 9
五、软件设计 10
（一）流程图 10
（二）调试 10
（三）仿真 11
谢辞 12
参考文献 12
附录 13
（一）电路图 13
（二）程序 13
一、引言
（一）火灾探测技术
在所有的灾害中，火灾是发生频率较高的灾害，每个城市每天都会发生大大小小的火灾，是最普遍威胁人民公共安全和经济发展的主要灾害之一。
随着经济的快速发展，火灾给人类、自然带来的危害范围不断扩大。造成了社会秩序的混乱甚至威胁了生命安全。火灾探测技术就是为此而研制出的。随着科技的发展，火灾探测技术水平也在不断提高，变得更加灵敏，人性化。其原理就是利用传感器可以检测到火灾刚发生时产生的有毒气体，比如CO。以此来达到探测火灾的作用。
（二）火灾探测器的发展趋势
火灾探测技术是预防火灾的有效手段,经过我国火灾科技工作者的共同努力，火灾探测的研究发展迅速。特别是火灾探测技术的发展，虽然起步晚，但发展快，取得了可喜成绩。然而火灾探测技术还有很多地方需要发展：
1.对火灾发生初期探测的研究。
2.对不同情况火灾的探测方法。
3.对新型火灾探测器的研究。
4.激光技术、计算机视觉技术、信号处理技术和数字通信技术综合运用。
5.非接触式火灾探测的研究。
（三）烟雾报警器的国内外现状
一，从19世纪40年代开始，火灾报警系统处于一个发展的初级阶段，大多数采用的探测器是感温式的探测器，它通过温度是否超出某个值从而判断火灾的发生。这种火灾报警系统简单，只将温度作为是否发生火灾的依据。所以很容易受到其他因素的干扰。其缺点为灵敏度比较低，对于刚刚发生的火灾无法判断，而且反应时间慢，无法达到智能探测火灾的要求。
二，20世纪40年代未，当离子感烟探测器被科学家研发出来之后，离子感烟探测器逐步得到了人们的重视，于是，离子感烟探测器被大量生产从而占据了绝大部分市场；后来，随着光电技术的的发展，光电式感烟探测器被研发出来，相比之下，它具有更长的使用寿命，不存在放射性问题，抗干扰能力也比离子感烟探测器突出。
三，20世纪80年代初期，人们研发出了总线型火灾报警器。这种报警器的研发减少了大量的布线并且容易安装，更重要的是它能精确的判断火灾的发生地点。但是即使是这样，它仍具有一些缺点，它还是不够智能，而且它的有线连接方式难度比较大。
四，从20世纪80年代中后期开始，随着科技的发展，火灾自动报警系统变得越来越智能化，各种智能型的火灾报报警系统相继出现。火灾报警系统变得更安全、更精确、更智能，这在火灾自动报警系统发展史上是一个巨大的转折点。
近年来，无线通信方式的火灾自动报警系统在国外悄然兴起。这样一个系统的引入
使无线电通信技术利用无线通信方式代替了传统的有线通信方式，电子装置将主要通过
无线连接来传输信息和控制所有类型的建筑和场所。无线火灾自动报警系统，最初只用于特殊场合，如博物馆，历史遗址等。它的价格是比较高的。然而随着技术的进步，并减少为较小的组件，无线火灾自动报警系统的逐渐完善，在性能和价格方面的竞争非常激烈，其市场潜力已经崭露头角。
在中国，采用无线通信模式的火灾自动报警系统的利益逐渐得到关注。由于其安装简便，不损伤建筑物，柔韧性好，易于扩展等优点，适合多种场合：如会展中心，博物馆，体育场，古迹，T台上的建筑和医院。智能火灾自动报警系统的消防管理，一般分为分散式、集中式和分布式，分散式系统包括非智能型控制器和若干非智能探测节点，由探测节点来判断是否发生火灾;一个集中式的系统包含了一些智能控制器和非智能检测节点，节点会将火灾探测参数发送到控制器，控制器智能判断火的状态；分布式系统的控制器和探测节点都是智能的，也是未来的发展趋势。
烟雾报警器的系列产品
1.民用火灾烟雾报警器
民用火灾烟雾报警器一般安装在厨房里。当遇到火灾烟雾时，报警器就会发出声光报警或同时伴有数字显示，同时联动外部设备。一些报警器可以自动开启排风扇将烟雾排到室外从而达到预警作用。
2.工业用烟雾报警器及有毒有害烟雾报警器
工业用烟雾报警器和有毒害烟雾报警器只是在检测探头上有区别，它们的原理和应用都非常相似。工业用可燃性气体和有毒烟雾报警器，基于所检测的环境不同，能分成检漏器，控制器和探测器。如果煤气泄漏，检漏器将发出声光报警，数字显示烟雾浓度，从而人们可以采取安全措施，防止发生爆炸等严重事故。控制器与探测器组合可以作为监测爆炸现场烟雾浓度的监测点，用于对现场的长期监测。
探测器安装在爆炸现场，控制器放在有人值守的地方，用电缆线将两者屏蔽连接起来。当现场气体泄漏检测器探测到燃气泄露后，通过屏蔽电缆线的信号传给控制器，控制器发出声光报警，并启动排风装置或关闭电磁阀切断气源，以确保安全。这样的工具被广泛应用于，煤气站，加油站，锅炉房和其它工业场所。
（四）论文研究的目的及意义
随着现代家庭用火，用电量增加，家庭火灾发生的频率越来越高。家庭火灾事件中，很容易出现发现不及时，缺乏消防设备和在场的人都慌了逃生等不利因素的影响，导致重大的生命和财产损失。消防部门的统计显示，在所有的火灾比例中，家庭火灾已经占到了全国火灾的30%左右。家庭起火的原因林林总总，可能在我们注意得到的地方，也可能就隐藏在我们根本就注意不到的地方。
在现代城市家庭中，很多人因为不懂家庭安全常识引起火灾事故，使好端端的幸福家庭瞬间毁于一旦,有的甚至导致家破人亡。而且一旦发生居民家庭火灾,处置不当、报警迟缓,是造成人员伤亡的重要因素。所以说,人们应该积极了解家庭火灾的主要起因，并且要学会预防火灾的发生。为了早期发现和通报火灾，防止和减少火灾危害，保护人身和财产的安全。保卫社会主义现代化建设，防止火灾引起燃烧、爆炸等事故，造成严重的经济损失，甚至危及生命安全。这就是我们研究烟雾报警器的目的。
在中国，几乎每天都发生家庭火灾，所以做好防火措施是每个家庭必须时刻注意的问题。假如能根据您家的实际情况预先采取简单的防火措施，一些悲剧是完全可以避免的。而烟雾报警器对预防家庭火灾，减少火灾损失具有现实意义。
一系列火灾造成的惨痛损失也使全国各界意识到了烟雾报警器的必要性。据调查，在最近发生火灾中，大多数房屋都没有安装报警器。所以，烟雾报警器在防止火灾发生上起到了非常重要的作用。
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