基于单片机技术的智能消防系统

**单片机设计介绍

一 概要

  智能消防系统是火灾报警系统的核心设施，可实时监控日常环境中的温度和烟雾量，一旦发生火灾便会触发警报，该系统主要由最小的STC89C52单芯片组成系统模块，按键模块，温度测试模块，以及该系统由雾度测试模块，蜂鸣器模块和LED显示屏等模块组成，在设定的温度和烟雾值达到一定值后，该系统可以将烟雾传输到单片机传感器上。收到电报后，通过模块背面的按钮进行安装，相反，如果实时测量的温度表和烟雾实时超过标准值，则必须及时报告行车报警系统，以便在报警发生前实现报警。该系统具有相对完善的模块功能，并且价格便宜，因此大多数家庭和公共场所都可以使用它，可以满足日常火灾的监视和控制要求。
关键词：烟雾，家居，报警器

二、功能设计

1火灾报警系统的设计思路：

  本文设计的基于单片机技术的智能消防系统主要功能是检测温度、烟雾浓度状态，当温度或烟雾浓度高于设定值时，蜂鸣器报警，实现报警系统。如图2.1是这个系统的总体框图，该系统可以检测当前所测的温度值和烟雾浓度值。该设计分别采用了传感器技术，包括烟雾检测传感器和温度传感器，单片机技术，显示屏技术和AD转换模块[8-9]。

图2. 1系统总体设计框图
  本文的智能消防系统是对可能的温度异常和烟雾异常进行预警或警告，首先利用MQ2烟雾传感器检测烟雾状态，通过AD0832将其转换为模拟分钟，再转换为微粉；最后需要利用DS18B20温度传感器检测量此时的温度值，并在LCD显示屏上显示此时的温度。当设置好温度和烟雾的上限值之后，如果检测值超过我们所设置的上限时，LED灯就会亮起同时蜂鸣器发出警报，提醒人们发生火灾[10]。

设计思路

设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机智能手环系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；

调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机智能手环系统的现状、存在问题和解决办法；

比较分析法：比较不同单片机智能手环系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析单片机智能手环系统的研究现状与发展前景；

软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。

1.仿真

三、 软件设计

  当用户给电子设备通电时，整个程序被初始化，初始化完成后，按按钮设置报警极限值。 打开主控芯片，其他部分可以通过温度传感器和烟雾传感器实时传输的数据进行控制，当温度或烟雾值超过预设阈值时，音频信号会产生信号通过蜂鸣器或LED发出警报，如果未达到预定阈值，它将返回并继续监视。
主程序流程图如图4.4所示：

图4.4主程序流程图

五、 程序

程序

#include 
//#define DQ P3_3     //定义DS18B20总线I/O
sbit DQ=P3^3;
/*****延时子程序*****/
void Delay_DS18B20(int num)
{
while(num--) ;
}
/*****初始化DS18B20*****/
void Init_DS18B20(void)
{
unsigned char x=0;
DQ = 1;         //DQ复位
Delay_DS18B20(8);    //稍做延时
DQ = 0;         //单片机将DQ拉低
Delay_DS18B20(80);   //精确延时，大于480us
DQ = 1;         //拉高总线
Delay_DS18B20(14);
x = DQ;           //稍做延时后，如果x=0则初始化成功，x=1则初始化失败
Delay_DS18B20(20);
}
/*****读一个字节*****/
unsigned char ReadOneChar(void)
{
unsigned char i=0;
unsigned char dat = 0;
for (i=8;i>0;i--)
{
    DQ = 0;     // 给脉冲信号
    dat>>=1;
    DQ = 1;     // 给脉冲信号
    if(DQ)
    dat|=0x80;
    Delay_DS18B20(4);
}
return(dat);
}
/*****写一个字节*****/
void WriteOneChar(unsigned char dat)
{
unsigned char i=0;
for (i=8; i>0; i--)
{
    DQ = 0;
    DQ = dat&0x01;
    Delay_DS18B20(5);
    DQ = 1;
    dat>>=1;
}
}
/*****读取温度*****/
unsigned int ReadTemperature(void)
{
unsigned char a=0;
unsigned char b=0;
unsigned int t=0;
float tt=0;
Init_DS18B20();
WriteOneChar(0xCC); //跳过读序号列号的操作
WriteOneChar(0x44); //启动温度转换
Init_DS18B20();
WriteOneChar(0xCC); //跳过读序号列号的操作
WriteOneChar(0xBE); //读取温度寄存器
a=ReadOneChar();     //读低8位
b=ReadOneChar();    //读高8位
t=b;
t<<=8;
t=t|a;
tt=t*0.0625;
t= tt*10+0.5;     //放大10倍输出并四舍五入
return(t);
}
/*****END*****/

————————————————
  本实物的模块主要有液晶显示屏，单片机，温度传感器，继电器，烟雾传感器和三个可调节按键。当接通电源的时候，可以由按键设置温度和烟雾浓度地值。在实验中，我使用了一个打火机来测量温度值和烟雾浓度（因为我选用的MQ2烟雾传感器可以识别可燃气体）。我设置的温度值是10-40摄氏度，烟雾浓度值为3。当我用打火机在温度传感器周围点火时，温度超过40摄氏度指示灯就会变红并且蜂鸣器发出警报；当我用打火机的气体在烟雾传感器周围释放出的时候，浓度值超过3的时候指示灯变红并且蜂鸣器发出警报。上述实验证明了我的实验成功和实物的完成。实物的完成离不开郭老师的指导和自己的不懈努力以及同学们地互帮互助。在此期间，也是自己真正意义上的第一次创作，通过本次实物的制作，也增强了我的学习能力和动手能力。

六、 文章目录

目 录

摘 要 III
Intelligent fire control system based on SCM technology IV
Abstract IV
第1章 绪论 1
1.1 课题研究的背景和研究的意义 1
1.2 火灾报警系统的国内外研究现状 1
1.3 课题研究主要内容 2
第2章 系统总体方案设计 3
2.1 火灾报警系统的设计思路 3
2.2 系统的关键技术 3
2.2.1 单片机技术 3
2.2.2 烟雾传感器技术 4
2.2.3 温度传感器技术 5
2.2.4 显示屏技术 5
第3章 硬件电路设计 7
3.1 STC89C52单片机最小系统电路 7
3.1.1 单片机引脚介绍 8
3.1.2 单片机最小系统 9
3.2 烟雾信号采集及A/D转换电路 10
3.3 温度采集电路 12
3.4 LCD显示电路 12
3.5 蜂鸣器报警电路 14
第4章 自适应控制系统的数控 15
4.1 主程序设计及流程图 16
4.2 按键控制子程序流程图 17
4.3 报警子程序流程图 18
第5章 系统调试 20
5.1 电路的焊接 20
5.2 调试 20
第6章 总结 22
参考文献 23
致 谢 24
附 录 26