基于单片机的智能火灾报警系统的设计与制作.docx

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1、中科毕业备女f;题目：基于单片机的智能火灾报警系统的设计与制作此为Word版本，下载后可直接复制粘贴，需要的可以放心下载基于单片机的智能火灾报警系统的设计与制作摘要目前国内均在大型建筑上安装火灾报警系统，市场上流动的火灾报警系统也较适合大型建筑。随着社会的进步和人们生活水平的提高，火灾报警系统的需求日益增加，越来越多的普通家庭需要小型实用的智能火灾报警系统。而为了解决这一问题，本文开发了一种智能型火灾报警系统，该系统利用烟雾传感器、模数转换器、温度传感器和GSM模块等设备来监测火灾预警信号，一旦检测到环境温度和烟雾浓度达到设定值，系统便能及时发出声光报警提醒消防部门和用户，从而避免或减少火灾带

2、来的损失。此外，系统还具备报警限值设置、温度，烟雾浓度显示等功能，以及通过GSM模块可以联系消防系统和户主的特点。通过数字化算法和高端硬件技术的结合，该系统能够实现智能化、快速响应和高效安全防护的目的，满足如今社会的需求和期许。关键词：单片机，传感器，GSM模块，火灾报警Designandimplementationofintelligentfirealarmsystembasedonmicrocontroller.AbstractCurrently,firealarmsystemsareinstalledmainlyinlargebuildingsinChina,andthefirealar

3、msystemsavailableonthemarketarealsomoresuitableforlargebuildings.Withtheprogressofsocietyandtheimprovementofpeopleslivingstandards,thedemandforfirealarmsystemsisincreasing.Moreandmoreordinaryfamiliesneedsmallandpracticalintelligentfirealarmsystems.Tosolvethisproblem,thisarticledevelopsanintelligentf

4、irealarmsystem.Thesystemusesvariousdevicessuchassmokesensors,analog-to-digitalconverters,temperaturesensors,andGSMmodulestomonitorfirewarningsignals.Oncetheenvironmentaltemperatureandsmokeconcentrationreachthesetvalue,thesystemcansendasoundandlightalarmtoremindthefiredepartmentandtheuserintime,there

5、byavoidingorreducingthelossescausedbyfires.Inaddition,thesystemhasfunctionssuchassettingalarmlimits,displayingtemperatureandsmokeconcentration,andtheabilitytocontactthefiresystemandhomeownersthroughGSMmodules.Throughthecombinationofdigitalalgorithmsandadvancedhardwaretechnology,thesystemcanachievein

6、telligent,fastresponse,andefficientsafetyprotection,meetingtheneedsandexpectationsoftoday,ssociety.Keywords：single-chipmicrocomputer,Sensor,GSMmodule,Firealarm目录第1章绪论11.1 研究背景与意义11.2 火灾报警器的发展与现状21.3 主要研究内容2第2章总体设计方案42.1 报警系统探测原理42.2 设计功能需求分析42.3 系统方案设计5第3章系统硬件设计63.1 总体电路设计63.2 单片机最小系统73.3 烟雾探测电路的设计8

7、3.4 温度采集电路103.5 液晶显示电路设计113.6 声光报警提示模块123.7 按键电路133.8 GSM.SIM800A模块电路设计14第4章系统的软件设计154.1 系统主程序154.2 温度检测子函数：164.3 烟雾检测子函数174.4 报警子函数184.5 按键子函数19第5章火灾报警器的测试结果及结论205.1 硬件焊接与调试205.2 功能调试215.3 结论23第6章总结24致谢25参考文献26附录27附件A：源程序27附件B：英文原文50附件C：中文翻译661.1 研究背景与意义火灾的定义为：一种没有在特定的时间和空间进行燃烧，失去控制所造成的灾害。在各类灾害中，火灾

8、对人类的伤害位列榜首。火灾严重危害生命安全，国家消防救援局宣告2022年，共接报火灾82.5万起，死亡2053人。随着高楼大厦的不断兴起以及电子设备的使用不断增多，未来火灾的形势将会更加严峻。火灾严重危害生态环境，据联合国统计全球每年因火灾产生的二氧化碳高达70亿吨，是造成全球气候上升的主要因素。此外，还会造成水土流失，大量生物面灭绝。火灾会影响社会稳定，当火灾发生在大型公寓时，会造成严重的经济损失，引起社会广泛关注，对社会稳定危害极大。在我国，公寓或者民用建设居多，一旦火灾发生，若未能及时发现，将会造成人间悲剧。因此，良好的智能火灾报警系统是十分必要的，能够极大程度的降低财产损失。智能型火灾

9、报警系统主要分为传感器、控制器和报警器三个部分，其中传感器主要用来检测火灾产生的信号，控制器负责对传感器产生的信号进行解析和处理，报警器则将结果传达给用户或者相关部门。整个系统采用数字信号处理技术，具有抗干扰能力强、精度高、快速响应等优点。智能型火灾报警系统的传感器种类繁多，根据不同的应用场景和要求，可以选择烟雾传感器、温度传感器、红外热像仪等多种传感器进行组合，以实现更加全面、准确的火灾检测。控制器则是智能型火灾报警系统的核心部件，包括控制主板、通信模块、电源模块等。通过多种算法和逻辑处理，控制器可以对传感器产生的信号进行有效的缓存、记录，并通过网络传递到与之相连的监控平台上。报警器则主要负

10、责将火灾检测结果向用户或者消防部门传达，包括声响报警、语音报警和短信报警等多种方式，从而有效地提高火灾报警的响应速度和灵敏度。与传统的火灾报警系统相比，智能型火灾报警系统的优势在于智能化、数字化、网络化等多个方面。智能化体现在其能够通过算法处理传感器产生的信号，在最短时间内完成火灾的检测，从而提高火灾报警的准确性和灵敏度；数字化则体现在采用数字信号处理技术，从而有效减少了信号噪声和误差，提高了系统的鲁棒性；网络化则意味着智能型火灾报警系统可以与其他智能化系统进行连接，实现多系统之间的联动。总之，智能型火灾报警系统是一种高新技术集成应用系统，将传感器、控制器、报警器等多种技术手段进行有效整合，能

11、够更加准确、快速地发现火灾，及时响应并处理，大大提高安全性和可靠性。本次设计出一款适用于居家以及中小型办公环境的智能火灾报警系统。旨在能够早期发现火灾，由蜂鸣器和指示灯发出声光报警，并通过GSM模块能够将火灾所产生的温度以及烟雾浓度能够及时传递给户主以及联系消防报警，将火灾所造成的损失降低到最小。1.2 火灾报警器的发展与现状相对于美英等发达国家而言，我国对报警系统的研究起步较晚。直到20世纪70年代，中国才开始研制火灾报警系统，国内大部分企业仅仅简单地模仿或直接引进了国外产品，没有自主研发核心技术。而从20世纪80年代开始，国外带来了先进的产品和技术，国内市场面临挑战的同时也带来了机遇。在一

12、些企业中，技术合作，合资生产，并取得了不菲的成绩，技术愈发成熟。此段时间，国内的火灾报警系统在飞速发展。直至今日，我国的火灾报警系统在部分技术已经赶上国外水平。我国目前要求公共建筑安装报警系统，像美国、日本等发达国家，报警系统的安装相当广泛，包括在居民家庭中。但随着我国人民对消防安全的认识加深，越来越多的居民家庭开始接受安装报警装置。有些单位和居民家庭已经安装了公安系统推行的与“110”联动的防盗、防火报警装置，这些装置对于及时报警，保护人民生命安全，以及减少经济损失发挥着积极的作用。，1.3 主要研究内容本课题所研究的智能火灾报警器采用STC89C52为核心控制器，由硬件部分和软件部分组成。

13、设计子模块包括：烟雾探测模块；温度采集模块；报警模块；按键模块；显示模块等。系统功能主要由烟雾传感器；温度传感器；显示屏；GSM模块；模数转换模块等实现。本设计的主要内容如下：(1)烟雾探测电路的控制(2)温度采集电路的控制(3)显示电路的控制(4)按键模块的设计(5)报警模块设计第2章总体设计方案2.1 报警系统探测原理火灾发生会伴随着复杂的物理和化学变化，正常情况下，发生火警，会产生烟雾,温度，光照等火灾参量。这些火灾参量与正常时会有着本质区别，用特定的传感器就可采集到参量，通过模数转换模块就可将信号转换为数字信号传递给单片机，从而判断是否发生了火灾。本次设计主要采用温度传感器和烟雾传感器

14、，能够在早期发现火灾，将火灾控制在最小限度。火灾过程中产生的烟雾和温度变化如图2.1所示：2.2 设计功能需求分析本设计是基于单片机控制的智能火灾报警系统。通过烟雾采集电路和温度采集电路将环境中的数据传送到单片机中，其中烟雾采集电路需要通过模数转换模块将数据传送给单片机。单片机通过判断，控制相应器件做出反应，实现报警。系统主要通过按键来设定报警条件，并通过显示屏显示温度和烟雾浓度等，系统的功能需求分析如下：(1)显示功能要求：实现显示设定的温度和烟雾浓度以及实际测量的温度和烟雾浓度。当实际测量值大于设定值时，进行报警。(2)按键功能需求：通过按压设置键来选择参量，再由加减键来设定参数值。(3)

15、报警功能要求：当实际测量值大于设定值时，进行声光报警以及通过GSM模块通知户主和消防站。（4）测量功能要求：通过烟雾传感器和温度传感器进行数据采集，并将数据传入单片机中。2.3系统方案设计设计的系统总体结构如图2.2所示。图2.2系统总体结构按键模块：设计三个键来实现对报警条件的设置。液晶显示模块：采用1.CD1602液晶显示屏来显示实测温度和烟雾浓度以及设定温度和烟雾浓度的值。声光报警提示模块：采用1.ED灯和蜂鸣器来是实现报警。当实际温度超过温度报警值时，绿灯亮，蜂鸣器响。当烟雾浓度超过烟雾报警值时，红灯亮和蜂鸣器响。烟雾采集模块：采用MQ-2气体传感器来采集烟雾浓度，通过模数转换后进而转化为烟雾浓度值温度采集模块：采用DS18B02温度传感器来采集温度值。模数转化模块：采用ADC0832来将烟雾传感器的传输过来的非电量信号转化为电量信号，并传给单片机。GSM模块：采用SIM8001.型模块，遇到异常情况时，将消息通过短信方式通知户主和消防员。单片机模块：选择STC89C52单片机来作为系统的控制核心，实现数据的采集，输出控制功能。第3章系统硬件设计3.1 总体电路设计系统由温度，烟雾采集模块采集环境中所需的信息并转化为信号，将信号传入主控系统（单片机）中，通过算法判断是否报警，输出相应的显示和报警内容。若是达到报警条件，则发