基于单片机的火灾报警器.doc

宿州学院微机应用课程设计报告课题名称:基于单片机的火灾报警系统专业: 自动化班级: 10 自动化( 1 )班姓名: 学号: 2010080746 地点: 工 C310 时间: 2013-6- 8 指导老师:李文艺汪材印李娜设计任务书设计目的: 目前,随着电子产品在人类生活中的使用越来越广泛,由此引起的火灾也越来越多,在我们生活得四周到处潜伏着火灾隐患。为了避免火灾以及减少火灾造成的损失,我们必须按照“隐患险于明火,防患胜于救灾,责任重于泰山”的概念设计和完善火灾自动报警系统,将火灾消灭在萌芽状态,最大限度地减少社会财富的损失。设计要求: 本文设计了一种基于单片机 AT89C52 、A/D 转换器 ADC0808 、集成温度传感器AD590 和气体传感器 TGS202 等, 利用多传感器信息融合技术, 完成语音报警的实用、可靠的单片机语音自动报警系统, 着重讲述了该系统的组成形式及工作原理。实践表明, 单片机技术在系统报警和其它一些自动控制领域中有着广泛的应用前景。该系统能自动完成对布测点检测,确认火警后能自动报警,并显示火情情况。本系统可安装在各防火单位,它负责不断地向所监视的现场发车巡检信号,监视现场的温度、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、判断确定火灾。当发生火灾时,可实现语音报警、故障自诊断、浓度显示、报警限设置、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。 1 、设计方案; 、火灾产生原理及过程火灾是一种失去人为控制的由燃烧造成的灾害,产生火灾的基本要素是可燃物、助燃物和点火源。可燃物以气态、液态和固态三种形态存在,助燃物通常是空气中的氧气。根据可燃气体与空气混合方式不同有两种燃烧方式,如果在燃烧前,可燃气就与空气均匀混和,则称之为预混燃烧;如果可燃气体和空气分别进入燃烧区边混合边燃烧,则称之为扩散燃烧。液体和固体是凝聚态物质,难与空气均匀混合,它们燃烧的基本过程是当从外部获取一定的能量时,液体或固体先蒸发成蒸汽或分解出可燃气体(如 CO 、H 2等) 的分子团、灰烬和未燃烧的物质颗粒悬浮在空气中,称之为气溶胶。一般气溶胶的分子较小(直径 μ m) 。在产生气溶胶的同时,产生分子较大(直径 一10 μ m) 的液体或固体微粒,称为烟雾。可燃气体与空气混合,在较强火源作用下产生预混燃烧。着火后,燃烧产生的热量使液体或固体的表面继续放出可燃气体,并形成扩散燃烧。同时,发出含有红、紫外线的火焰,散发出大量的热量[11]。这些热量通过可燃物的直接燃烧、热传导、热辐射和热对流,使火从起火部位向周围蔓延,导致了火势的扩大,形成火灾。其中的气溶胶、烟雾、火焰和热量都称为火灾参量,通过对这些参量的测定便可确定是否存在火灾。 、系统总体功能概述火灾报警系统一般由火灾探测器、报警器组成。火灾探测器通过对火灾发出的物理、化学现象——气(燃烧气体)、烟(烟雾粒子)、热(温度)、光(火焰)的探测,将探测到的火情信号转化成火警电信号传递给火灾报警控制器。报警器将接收到火警信号后经分析处理发出报警信号,警示消防控制中心的值班人员,并在屏幕上显示出火灾的位置。整体电路的框图如图所示: 图 1-1 电路整体框图 2 、硬件电路设计 、系统硬件总体构架报警系统主要由数据采集模块、单片机控制模块、声光报警模块组成。 为火灾报警系统的结构框图图 2-1 结构框图 、硬件设计选择特点 、 AD590 温度传感器 AD590 是美国 Analog Devices 公司生产的一种电流型二端温度传感器。电路如图 3-1所示。由于 AD590 是电流型温度传感器,他的输出同绝对温度成正比, 即1μ A/k , 而数模转换芯片 ADC0809 的输入要求是电压量[2],所以在 AD590 的负极接出一个 1kΩ的电阻 R 和一个 100 Ω的可调电阻 W, 将电流量变为电压量送入 ADC080 8 。通过调节可调电阻, 便可在输出端 VT 获得与绝对温度成正比的电压量,即10 mV/K 。传感器放大电路 A/D转换单片机状态指示灯声音报警指标正常按键串口通信图 2-2 AD590 应用电路图 AD590 有以下特点: 1、AD590 的测温范围-55 ℃~+150 ℃。 2、AD590 的电源电压范围为 4V-30V 。电源电压可在 4V-6V 范围变化,电流 TI 变化 1A?,相当于温度变化 1K。AD590 可以承受 44V 正向电压和 20V 反向电压, 因而器件反接也不会损坏。 3、输出电阻为 710M Ω; 4、精度高。AD590 共有 I、J、K、L、M五档,其中 M档精度最高,在-55 ℃~