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开始第一次采集采集温度信号第二次采集接收温度信号延时50ms延时10ms无中断采集烟雾信号中断等待数据转换接收烟雾数据第二次采集完毕结束 图4-3 数据采集流程图
变量均为0，表示情况正常；2个中仅有1个为1，表示情况异常；2个均为1，表示有火灾发生。系统对现场进行报警判断后，间隔20s后（通过系统的延时程序实现），再一次采集现场的温度烟雾信号进行判断，即每一次语音报警持续20s，直到系统做出下一次判断结果。
当系统状态为00时，表示正常，80C51的P2.2口变成低电平，绿灯亮。 当系统状态为01或10时，表示异常，P2.3口变为低电平，P2.1口变为低电平，黄灯亮，蜂鸣器报警。
当系统状态为11时，表示发生火灾，P24口变为低电平，P2.1口变为低电平，红灯亮，蜂鸣器报警。
如果两次采集同一种信号寄存器变量不相同，说明系统出现故障，P24口变为低电平，P10口变为高电平，红灯亮，蜂鸣器报警。
4.2.5 滤波子程序
在对气体浓度采样时，可能会遇到尖脉冲干扰的现象。干扰通常只影响个别采样点
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的数据，此数据与其他采样点的数据相差比较大。如果采用一般的平均值法，则干扰将“平均”到计算结果上去，故平均值法不易消除由于脉冲干扰而引起的烟雾浓度采样值的偏差。为此，可采取去极值平均滤波法，先对N个采样数据进行比较，去掉其中的最大值和最小值，然后计算余下的N–2个数据的算术平均值。这种方法既可滤去脉冲干扰又可滤去小的随机干扰。保证报警器检测烟雾浓度的准确性，减小误报、错报的可能。滤波子程序流程图如图4-3所示。
中断入口设定采样次数N调用A/D采样Y已达设定次数将采样值排序求第二个到第九个采样值的累加和将累加和求平均值返回
图4-3 滤波子程序流程图
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5功能仿真验证分析
5.1关于仿真与编程软件
本次设计首先用KeilC51进行编程开发，然后通过Protues软件进行仿真调试，最后根据调试得出应有的结果。
（1）Keil C51开发系统
Keil C51的相关介绍见第四章，本章不再赘述。 （2）Protues软件概述
Protues软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。
5.2 Protues仿真原理图
当设定房间发生火情时，也就是房间一的温度和烟雾的水平超过传感器预设值。Protues仿真原理图如下图5-1所示
图5-1 仿真原理图
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6 总结与展望
6.1 总结
本文设计了一种基于单片机AT89C51的火灾自动报警系统，系统安全可靠，误报率低，操作方便，成本较低。本设计抛弃了传统的使用单一传感器探测报警，采用了温度传感器DS18B20和烟雾传感器NIS-90C相结合的多传感器探测方法，使系统灵敏度高、响应时间短，在火灾发生的早期就能准确的报警。系统使用了8位A/D转换芯片ADC0809，以通用芯片AT89C51作为系统的控制器。系统在采集温度烟雾信号时，采用多次采集，多次判断的方法，降低了误报率。在系统的软件设计方面，采用了模块化程序设计方法，系统各个模块的具体功能都是通过子程序调用实现的。既使得程序结构清晰，又便于以后进一步扩展其功能，也便于系统的维护。
当发生火灾，系统以声光的形式发出报警。在系统中设置了1个蜂鸣器，实现声音报警；并且还设置了4个发光二极管，分别对应系统的正常、异常、火灾、故障状态。如果系统出现硬件故障，能发出故障报警；如果只有一种信号参数出现异常(如烟雾浓度过大或是温度较高)，能发出异常报警信号；如果烟雾和温度同时出现异常，则说明有火灾，发出火灾警报。
由于时间紧迫和个人能力有限，本文设计的火灾报警系统还存在许多需要完善和作进一步研究的问题，如：
（1）火灾报警系统判断的算法有待进一步的研究改进，应用更先进的神经网络和模糊识别等智能算法，降低系统的误报率，提高灵敏度。
（2）本文使用的DS18B20在保证精确度的情况下可以并联使用8个，可以实现多点测温。
（3）DS18B20的测温范围为－55℃～+125℃，在温度升高较快的现场不适用，若同时使用其他类型的温度传感器如热电偶温度传感器，其测温范围最高可达2000摄氏度。
（4）可以设置联动装置，当有险情发生时不仅能发出报警信号，而且能驱动相应的灭火装置进行灭火，在火灾发生的早期及时控制险情的蔓延。但这种情况下提高报警系统的精确度，降低误报率是应该考虑研究的主要难题。
（5）火灾报警系统没有联网，可以使用GSM模块进行信息的无线传送，这样能够及时将险情信息发送至消防指挥中心。
（6）用户不能根据自己的需要设定火灾报警阈值，报警系统的灵活性不高，可以考虑扩展人机对话模块，提高报警系统在多种场合下的适应性。
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6.2 展望
二十一世纪是网络化时代，在计算机技术、微电子技术和网络技术的迅速发展下，火灾探测报警技术的更新变化也非常明显，总体来看，主要的发展变化是：数字技术和新工艺、新材料的应用，改进系统能力和减少维护要求，向着高可靠、低误报和网络化、智能化方向发展。
（l）早期、超早期的火灾探测报警，超早期火灾报警的主要指导思想是： ①. 提高灵敏度，在火灾早期阶段生成物较少的时候即可探测报警。 ②. 探测火灾过程中尚未形成火灾时的生成物即超早期火灾探测报警。 （2）全新的火灾判定依据从以搜集时间信息为主作为报警依据，转为以物性信息与时间信息相结合作为报警依据。
（3）采用智能技术处理传感器提供的火灾信息
目前传感器所提供的是混合型时间信息，做好对信息的处理，以弥补信息源头的缺陷，尽可能提高报警的可靠性和后续工程系统联动控制的准确性。
（4）灾探测报警的网络化
火灾探测报警系统网络化是指将计算机数据通信技术应用于火灾探测报警系统，使控制器之间或者探测器之间，系统内部之间和系统外部之间通过网络协议交换数据信息，实现火灾自动报警系统层次功能设定，远程数据调用管理、119自动报警、网络监控和网络通信服务等功能。
在论文的结尾，笔者认为即使计算机技术、微电子技术和网络技术发展再迅速，报警系统再先进，都智能从一定程度上限制险情的发生，而不能彻底消除火患。若要从根本上减少火灾给人类社会带来的危害，最基本的还是提高警惕，从思想上重视起来，长期牢固树立防火减灾的意识。
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