河南理工大学毕业设计（论文）说明书
摘 要
科学技术的飞速发展与进步给人们的生活带来了前所未有的便利，如电力技术的迅猛发展与应用，合成材料的诞生，新能源的不断涌现，自动化程度的不断提高等等，使人们的衣食住行条件得到了极大的改善。然而其负面的作用也随之凸显出来，如液化石油气，各种电子产品，易燃装饰材料等我们身边经常接触到的一些普通生活用品，为火灾的发生埋下了巨大的隐患，人们在享受科技带来的便利之外无时不在受到潜在的火灾的威胁。所谓水火无情，为了避免火灾以及减少火灾造成的损失，让人们的生活更加安宁，残酷的现实以及触目惊心的教训要求我们必须设计和完善火灾自动报警系统，提高火灾的预警与早期处理水平，将火灾消灭在萌芽状态，最大限度地减少社会财富的损失。基于此，本文从生活中的实际情况着手，设计了一种适用于多种公共场所的基于单片机的火灾智能报警系统。该火灾报警系统是以AT89C51单片机作为控制中心，接受、处理火灾探测器输出的烟雾浓度信号、温度信号，并进行声光报警。它通过不断的向现场发射巡检信号来监视现场的温度、烟雾浓度等，并不断反馈给报警控制器，控制器将接到的信号与内存的正常整定值比较、判断确定是否有火灾的发生。当现场烟雾或者温度发生异常，或者发生火灾时，可实现声光报警、烟雾浓度、温度报警限设置、故障自诊断、延时报警等，是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的烟雾传感器，具有一定的实用价值。
关键词：AT89C51单片机，智能报警，传感器，控制器
河南理工大学毕业设计（论文）说明书
Abstract
The rapid development and progress of science and technology has brought unprecedented convenience to people's life,as the rapid development of electric technology and application of composite materials, the constantly emerging of the new energy, the constant improvement of the degree of automation, etc. make people's food and clothing live line conditions improved greatly. However, its negative effect also stands out, some ordinary articles for daily use such as liquefied petroleum gas (LPG), all kinds of electronic products, flammable decorative materials around us, buried the huge hidden trouble for the beginning of the fire, people enjoying the convenience from technology constantly under the threat of potential fire. So-called water ruthless, in order to avoid fire and reduce fire losses, make people's life more peaceful, the harsh reality and shocking lesson requires us to design and improve the automatic fire alarm system and improve the level of fire early warning and handling, which will make a fire in the bud, to minimize the loss of wealth of society.Based on this, this text set about from the actual situation in life, we design a kind of intelligent fire detection and alarm system suitable for a variety of public places of based on single chip microcomputer. The fire alarm system based on AT89C51 as the control center, accepts and treats the signal of smoke concentration and temperature of the smoke fire detector, alarming with sound and light. Through sending inspection signal to the site inspection, it monitors the temperature and smoke concentration, and constantly feedbacks to alarm controller, the controller will receive the signal compared with the normal setting value of the memory and judgment whether there is a fire happening. When the smoke temperature anomalies, or there is a fire, it can realize sound and light alarm, the setting of smoke concentration and temperature alarm limit, fault self-diagnosis, delayed alarm, etc.It's a kind of intelligent smoke sensor,which has certain practical value ,with the simple structure, stable performance, convenient using, low costing, and so on.
Keywords: AT89C51 single chip microcomputer, Intelligent alarm, Sensor, Controller
河南理工大学毕业设计（论文）说明书
目 录
1 绪论 .................................................................... 1
1.1 选题的背景及意义 .................................................. 1 1.2 国内外发展状况和现状 .............................................. 1
1.2.1 火灾报警系统发展历程 ......................................... 1 1.2.2 国内外火灾报警系统的发展现状 ................................. 2
2 火灾报警系统及其整体方案设计 ............................................ 4
2.1 火灾发生时的特点 .................................................. 4 2.2火灾报警系统功能及其类型 ........................................... 5 2.3 本系统的总体方案设计 .............................................. 6
2.3.1 本设计的研究范围 ............................................. 6 2.3.2 系统的硬件总体结构 ........................................... 7 2.3.3 系统软件总体结构 ............................................. 8
3 系统的硬件选择与设计 .................................................... 9
3.1 主要芯片的选择 .................................................... 9
3.1.1 单片机的选择 ................................................. 9 3.1.2 模数转换芯片的选择 .......................................... 10 3.2 传感器的选择 ..................................................... 13
3.2.1火灾探测器的分类 ............................................ 13 3.2.2 温度探测器的选定 ............................................ 14 3.2.3 烟雾传感器的选择 ............................................ 16 3.3 各电路模块的设计 ................................................. 19
3.3.1单片机外围接口电路 .......................................... 19 3.3.2 A/D转换电路 ................................................ 20 3.3.3 烟雾信号调理电路 ............................................ 22 3.3.4 光报警电路 .................................................. 22 3.3.5 声报警电路 .................................................. 23 3.3.6 报警器故障自诊断 ............................................ 23
4 火灾报警系统的软件设计 ................................................. 24
4.1 软件开发环境 ..................................................... 24 4.2 火灾报警系统程序设计 ............................................. 24
河南理工大学毕业设计（论文）说明书
4.2.1主程序流程图 ................................................ 24 4.2.2 主程序初始化流程图 .......................................... 25 4.2.3数据采集子程序 .............................................. 25 4.2.4 火灾判断与报警程序 .......................................... 26 4.2.5 滤波子程序 .................................................. 27
5功能仿真验证分析 ....................................................... 29
5.1关于仿真与编程软件 ................................................ 29 5.2 Protues仿真原理图 ................................................ 29 6 总结与展望 ............................................................. 30
6.1 总结 ............................................................. 30 6.2 展望 ............................................................. 31 致 谢 ................................................................... 32 参考文献 ................................................................. 33 附 录 ................................................................... 34
河南理工大学毕业设计（论文）说明书
1 绪论
1.1 选题的背景及意义
在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁到公众安全和社会发展的主要灾害之一。它威胁着人们的健康、生命和财产安全，一旦引发火灾，就能使成千上万的财产瞬间变为灰烬，其所造成的损失约为地震的5倍，仅次于干旱和洪涝灾害。据瑞士——保险公司调查报告，1970年~1985年世界平均每周发生3起大火，15年共造成150万人丧生，使全球5000万人无家可归，如果说天灾是人类共同面对的大敌，那么在尚不发达的发展中国家则是天灾与人祸并重，火灾隐患日益严重。
残酷的现实让人们逐渐认识到监控预警和消防工作的重要性。火灾监测预防工作已变得日益紧迫，寻找一种及时有效的预防火灾产生的方法已经变成人们迫切需要解决的问题。良好的监控系统和及时的报警机制可以大大降低人员的伤亡，为社会减少不必要的损失。智能火灾自动报警系统就是为了满足这一需求而研制出的，并且其自身的技术水平也在随着人们需求的不断地提高，在功能、结构、形式等方面不断地完善。
火灾自动报警系统能迅速监测火情，可发现人们不易发觉的火灾早期特征，可将火灾带来的生命财产损失降到最低限度。智能型火灾报警系统是一个集信号检测、传输、处理、报警于一体的系统。随着经济和城市建设的快速发展，城市高层、地下建筑以及大型综合性建筑日益增多，火灾隐患也大大增加，火灾的数量及其造成的损失呈逐年上升趋势，市场上迫切需要一种容量大、可靠性高、使用简单的智能型火灾报警控制系统。基于社会和经济方面的需求，本课题旨在开发一个能够对监测点实时监控、报警的智能火灾报警系统。
1.2 国内外发展状况和现状
1.2.1 火灾报警系统发展历程
火灾报警系统的发展也是经历了由单一品种发展成现在样式多样化的过程，由以前误报率较高、安装复杂和监测范围较窄变成现在测量较精准、安装简单、监测范围广等从发展过程来看，大体上可分为以下几个阶段：
第一阶段，从19世纪40年代至20世纪40年代，火灾报警系统处于发展的初级阶段，采用的探测器主要是感温式的探测器，它通过采集温度信号，然后判定是否超出设定的阂值，从而判断是否有火灾发生。这一阶段，火灾报警系统简单，仅靠单一的温度参量进行火灾判断。但是它易受环境中其他干扰源的影响，灵敏度低，响应速度慢，无法判断阴燃火灾，也无法满足智能化火灾报警系统的要求。
1