基于单片机的火警检测开题报告

苏州科技学院天平学院

毕业设计(论文)开题报告

论文题目院 系专 业学生姓名指导教师

基于单片机的火灾报警监测

机电学院 电气工程及其自动化 周纯质 学 号 0730115115 高涵文

2012年 03月14日

基于单片机的火警检测开题报告

1.本课题研究的背景、目的及意义1.1 系统开发的目的 众所周知，火灾报警对于保护人类的生命，财产的安全是至关重要的，实现对火情 的早期，快速，正确无误的预报是关键，只有早期发现火情，早期扑灭，生命与财产的 损失才可能降到最低。 1.2 系统开发的意义 自上20世纪中后期以来，随着微电子技术，计算机技术，自动控制技术，通信与 信息处理技术，多媒体技术等先进技术的发展，以科学技术为基础，依靠先进的设备和 科学管理来实现火灾监控系统智能化已成为可能。火灾监控的根本目的是获取火灾发生 时的相关信息，并进行处理，达到及时准确报警的目的。 现代火灾自动报警系统与传统火灾自动报警系统之间的区别主要在于探测器本 身。由开关量探测器改为模拟量传感器的质的飞跃，将烟浓度，上升速率或其他感受参 数以模拟值传给控制器，使系统确定火灾的数据处理能力和智能化程度大为增加，减少 了误报警的概率。区别之二在于信号处理方法做了彻底改进，即把探测器中模拟信号不 断送到控制器进行评估或判断， 这一高质量的信号处理技术，意味着系统具有较高智能。 随着微处理技术的快速发展，低价位，低功耗，高性能的小型单片机比比皆是。 采用单片机后，许多以前需要硬件完成的功能，现在可以通过软件程序控制来实现，使 探测器测量与控制较普通的硬件实现更加容易，电路结构更加简单，增加了电路的可靠 性。 随着火灾探测方面新技术的出现与应用，我们可以在电路结构不做大调整的前提下， 随时更新探测器软件，假如最新的火灾探测算法，对探测器进行升级，使之报警更准确， 性能更可靠。

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2.本课题主要研究内容和预期目标2.1 主要内容： 1.火灾报警监测系统的工作原理及其控制系统的发展概况

2.分析火灾报警监测系统的工作原理及其对控制系统的要求

3.根据要求用单片机对其进行控制，要求完成： 1)控制系统接线图 2)控制系统工作原理的阐述 3)控制系统的流程图

2.2 预期目标： 有火情时：扬声器报警；数码管显示温度；步进电机作为反应器件对火灾进行处理 无火情时：传感器巡检；数码管显示当前时间

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3.本课题拟采用的研究方案及功能概述3.1 方案论证： 智能火灾报警系统的报警原理及外围电路结构简单，易懂， 比较试用于初学者学 习单片机与传感器并学习软件编程和硬件

搭接。 方案一：见图3-1 由一片MCS-51系列单片机8051及EPROM2764,2片可编程并行I/O扩 展接口8155和8255等芯片组成，通过单片机芯片中的串行口与按编码式光电烟感探头相 连。 MCS-51系列单片机8051是控制核心。控制程序固化在EPROM2764中，8051的PID外接 LED显示矩阵。 用于指示故障或火灾的区域地址编号。8051又通过扩展的可编程并行接口 芯片8155外接6位数码显示屏DS,6键小键盘KB,8051通过扩展的可编程并行接口芯片 8255,用作消防设备的控制和状态检测信号线。8051的RXD和TXD串行输入输出口与编码 式光电烟感探头串接。编码式光电烟感探头，除了具有感烟功能外，还具有接受串行地 址数据的功能，并把地址数据与本身地址相比较；若一致，则向8051回送状态字节信息。 因此，8051能够识别并分别巡检。 平时，在程序控制下，报警系统不断进行系统自检和探头巡检。在正常情况下，报 警系统作为一个日历时钟使用，在数码显示屏上显示年，月，日，时，分，秒，一旦发 生问题，便立即在LED显示板上指示出故障或火灾的地址编号，并在数码显示屏上显示。

LED 编 码 式 感 烟 探 头 N 2

X1 P1

X2

81558 2 5 5

74ls373 1 RXD RESET TXD

74ls373

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方案二：利用单片机作为核心控制器件，控制整个系统。温度传感器和烟雾传感器混 合使用，检测周围环境，只有当温度和烟雾值达到预定的值时，才报警。其他的情况都 认为是检测错误，系统不报警，静态显示在发生火情时显示当前温度，没有火情时和时 钟电路一起作为系统的附加功能，显示当前时间；步进电机作为虚拟器件，当发生火情 时执行灭火功能。见图3-2电 源 模 块 静态显示 单片机 系 统 时钟电路 步进电机

温度传感器 烟雾传感器 AD 转换 报警电路

图 3-2

综合整个系统的要求，方案一的结构比较复杂，实现起来困难。方案二就比较简单， 各个模块都易于实现，而且都是经常使用的，和方案一相比较更加合理，所以本次设计 采用方案二。 3.2 系统功能概述 智能火灾报警系统的核心芯片是AT89S52单片机，它是一个低功耗，高性能的CMOS8 位单片机， 片内含4K可反复擦写10000次的只读程序存储器，通过在线编程器可将程序代 码直接烧录到单片机中，并通过单片机去实现想要的功能。本设计将要实现的功能是： 有火情时：扬声器报警；数码管显示温度；步进电机作为反应器件对火灾进行处理 无火情时：传感器巡检；数码管显示当前时间

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4. 本课题主要参考文献1 2 3 张满栋， 杨胜强， 高伟卫 报警监控图形系统开发实例 北京机械工业出版社， 2006.7 沙占发，梦志永，王彦朋 单片机外围电路设计 北京电子工业出版社 2

006.6 杨将新，李华军，刘东骏 单片机程序设计及应用从基础到实践 北京电子工业出版

社 2005 4 5 6 7 8 9 肖玲妮 Protel 99 SE 印刷电路板设计教程 北京清华大学出版社 2003 雷丽文 等 微机原理与接口技术。 北京：电子工业出版社，1997.2 蒋万君 在论循环时序电路的简便设计。 机电一体化，2005 第 5 期 胡汉才 单片机原理及其接口技术。 北京：清华大学出版，1996 康光华 电子技术基础 模拟部分 高等教育出版社 2003 赵负图 传感器集成电路手册 化学工业出版社 2004

10 楼然苗 51 系列单片机设计实例 北京航空出版社 2006 11 何立民 单片机应用系统设计 北京航空航天大学出版社 2004 12 张毅刚 新编 MCS-51 单片机应用设计实例 第一版 哈尔冰工业大学出版社

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5.本课题的具体进度安排(包括序号、起迄日期、工作内容)2012.3.3-2012.3.22 查阅资料，写开题报告 2012.3.22-2012.4.10 硬件功能分析，熟悉单片机或 PLC 系统指令及编程语言 2012.4.11-2012.5.10 设计电路原理图，编制应用程序 2012.5.11-2012.5.27 系统调试及改进 2012.5.30-2012.6.10 整理设计文档，写毕业论文 2012.6 提交毕业论文，准备毕业答辩

指导教师意见：

指导教师： 年 月 日