课程设计令狐采学设计题目：基于单片机的火灾报警器设计课程设计任务书专业：电子信息工程学号:4091426 学生姓名（签名）：设计题目：基于单片机的火灾报警器设计一、设计实验条件微机实验室二、设计任务及要求1.根据题目要求进行资料收集及监测计划设计；2.主要功能要求：（1）实时检测至多8个监测点的环境温度、烟雾浓度等因素变更，以判断是否呈现火警；（2）判定某监控点呈现火警时进行声光报警，并显示此监控点编号；（3）能手动报警和取消报警；（4）能手动进行系统检测；（5）监控点数目可以通过键盘设置。

3.撰写课程设计说明书；三、设计陈述的内容1.设计题目与设计任务（设计任务书）2.前言（绪论）(设计的目的、意义等)3.设计主体（各部分设计内容、阐发、结论等）4.结束语（设计的收获、体会等）5.参考资料四、设计时间与安插1、设计时间： 2周2、设计时间安插：熟悉实验设备、收集资料： 2 天设计图纸、实验、计算、法度编写调试： 9天编写课程设计陈述： 2天辩论： 1天目录1 绪论11.1 课题研究的布景和意义11.2 国内外的研究现状41.3 本文内容的结构安插32 火灾报警系统整体计划设计42.1火灾产生原理及过程42.2系统总体计划设计62.2.1 系统硬件总体构架62.2.2 系统软件总体构架62.3系统主要器件的选择82.3.1 火灾探测器的选择82.3.2 单片机的选择153 火灾自动报警系统硬件设计163.1复位电路与晶振电路163.1.1晶振电路163.1.2 复位电路163.2传感器信息收集电路173.3声光报警显示电路183.4系统控制电路194火灾报警系统法度设计204.1软件开发环境204.2火灾报警系统法度设计214.2.1数据收集子法度224.2.2火灾判断/报警子法度234.2.3控制系统子法度255 总结265.1 总结265.2 展望27附录1 系统法度29附录2 系统原理图38参考文献39致谢401 绪论1.1 课题研究的布景和意义在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁公众平安和社会成长的主要灾害之一。

火灾是世界上产生频率较高的一种灾害，几乎每天都有火灾产生。

据联合国“世界火灾统计中心(WFSC)2000统计资料”，全球每年年夜约产生火灾600万至700万次，全球每年死于火灾的人数约为65000至75000人。

其中，欧美地区产生的火灾较多，死亡人数却相对较少，这与欧美发财国家的生活水平以及消防技术和设施有关;相比较而言，亚洲地区产生火灾次数较少，但死亡人数较多，这与亚洲经济成长水平不高、消防设施不完善等因素有关。

据统计，我国70年代火灾年平均损失不到2.5亿元，80年代火灾年平均损失接近3.2亿元。

进入90年代，特别是1993年以来，火灾造成的直接财富损失上升到年均十几亿元，年均死亡2000多人。

随着经济和城市建设的快速成长，城市高层、地下以及年夜型综合性建筑日益增多，火灾隐患也年夜年夜增加，火灾产生的数量及其造成的损失呈逐年上升趋势。

一旦产生火灾，将对人的生命和财富造成极年夜的危害[1]。

严峻的事实证明，随着社会和经济的成长，社会财富日益增加，火灾给人类、社会和自然造成的危害规模不竭扩年夜，它不但毁坏物质财富，造成社会秩序的混乱，还直接危胁生命平安，给人们的心灵造成极年夜的伤害。

残暴的现实让人们逐渐认识到监控预警和消防工作的重要性，良好的监控系统和及时的报警机制可以年夜年夜降低人员的伤亡，为社会减少不需要的损失[2]。

火灾自动报警系统(FAS)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竭地提高，在功能、结构、形式等方面不竭地完善。

火灾自动报警系统能迅速监测火情，可发明人们不容易觉察的火灾早期特征，可将火灾带来的生命财富损失降到最低限度。

火灾产生的早期，会使得燃烧物质分化，析出年夜量的有毒气体CO，人们可能在毫无觉察火情的情况下就产生了CO中毒，从而无力逃生，火灾自动报警系统可监测到CO浓度的变更，为人们提供CO浓度超标报警信息，通知人们及时疏散[3]。

火灾自动报警系统可作为城市消防系统的单位，通过城市消防专用网与城市消防报警中心联网，及时将报警信息传递到消防报警中心，城市消防报警中心会自动查找到火灾产生的位置，并为消防队员制定消防路线图，以便消防队员可以迅速抵达火灾地址[4]。

火灾自动报警系统能对火灾进行实时监测和准确报警，有着避免和减少火灾危害、呵护人身平安和财富平安的重要意义，有着很年夜的经济效益和社会效益。

1.2 国内外的研究现状根据现代战争的突发性、立体性和区域不确定性,使攻防界线模糊,作战标的目的多变,战火灾自动报警系统已有百余年的成长历史，19世纪40年代美国出生的火灾报警装置标记着火灾自动报警系统首次进入人们的视野[5]。

1890年在英国，感温式火灾探测器研制胜利并应用于火灾探测系统，标记着火灾自动报警系统的成长走上正轨[6]。

此后，随着世界科技取得了突飞猛进的进步和各种新兴技术的呈现和成长，火灾监测技术也相应迅速成长，各种类型的火灾探测器相继问世，并日臻完善，火灾自动报警系统也在此基础上逐渐地蓬勃成长起来，其成长过程可以分为以下几个阶段:第一阶段，从19世纪40年代至20世纪40年代，火灾报警系统处于成长的初级阶段，采取的探测器主要是感温式的探测器，它通过收集温度信号，然后判定是否超出设定的阂值，从而判断是否有火灾产生。

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。

可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。

第二阶段，20世纪40年代末，瑞士物理学家Emst Meili研究的离子感烟探测器推出以后，引起了人们对离子感烟探测器的重视，随后感烟探测器获得广泛应用，并逐渐占据了绝年夜部分市场，迫使感温式探测器退居其次；到70年代末，光电式感烟探测器在光电技术的基础上成长起来，并很快获得年夜力成长，它的使用寿命长，抗干扰能力强，没有离子感烟探测器的放射性问题。

在这一阶段，火灾报警系统普遍采取多线制规划方法，布线、调试、系统可靠性是系统成长的瓶颈。

第三阶段，20世纪80年代早期，总线型火灾报警系统开始兴起，在火灾报警领域中迈出了一年夜步，并获得了较普遍的应用。

它使得布线工作量显著减少，装置调试更加容易，更能精确报警定位。

可是这一时期的火灾报警系统的智能化水平不高，采取有线连接对工程要求高。

第四阶段，从20世纪80年代中后期开始，随着计算机技术、控制技术、集成电路技术、传感器技术及智能技术的快速成长，火灾自动报警系统步入智能化时代，智能化火灾报警系统迅速成长起来，各种智能型的火灾自动报警系统相继呈现。

模拟量可寻址技术的应用使得火灾报警系统的平安性、精准性和智能性有了很年夜提高，在火灾自动报警系统成长史上具有里程碑的意义[7]。

近年来，采取无线通信方法的火灾自动报警系统在国外悄然兴起。

这种系统引入了无线电通信技术，利用无线通信方法取代传统的有线通信方法，将年夜多的电器装置通过无线连接方法进行信息传输与控制，适用于各类建筑和场合。

无线火灾自动报警系统起初仅用于特殊场合，如博物馆、名胜古迹等不宜布线的场合，并且其价格也比较高[8]。

随着科技进步和元器件本钱的降低，无线火灾自动报警系统的研发和生成本钱也随之降低，它在性能和价格上都具有很强的竞争力，其市场潜力已经崭露头角[9]。

在我国，采取的无线通信方法的火灾自动报警系统日益受到重视。

由于其具有装置简便、对建筑物无损坏作业、灵活性好，易于扩展等优点，适用于许多场合，如名胜古迹、体育馆、博物馆、展览中心、处于施工阶段的建筑物、医院等。

火灾自动报警系统的智能性主要体现在火灾判决和统筹管理方面，一般分为分离式、集中式和散布式，分离式系统由非智能型控制器若干智能型探测节点组成，由探测节点完成火灾状态的判断;集中式系统由智能型控制器和若干非智能探测节点构成，探测节点仅将火灾参量传送给控制器，由控制器智能地判断火灾状态；散布式系统的控制器和探测节点均为智能型，也是今后火灾自动报警系统的成长标的目的[10]。

1.3 本文内容的结构安插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。

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成长，城市高层、地下建筑以及年夜型综合性建筑日益增多，火灾隐患也年夜年夜增加，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年夜、可靠性高、使用简单的智能型火灾报警控制系统。

该火灾报警系统是以A T89C52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。

本文的结构安插如下：第1章：绪论。

主要介绍课题的研究布景和意义，介绍了火灾报警系统的成长状况。

另外，介绍了论文的主要内容及章节安插。

第2章：介绍了火灾探测原理，给出火灾自动报警系统的总体设计构架，辨别给出硬件和软件的整体构架，并给出系统设计中的主要器件的选型。

第3章：火灾自动报警系统硬件设计，详细介绍了单片机系统基本电路、传感器信息收集电路、声光报警显示电路及系统控制电路，并给出相应的设计原理图。

第4章：火灾自动报警系统监控法度设计，介绍数据收集子法度、火灾判断/报警子法度和系统控制子法度等。

第5章：对本文工作进行总结，并对火灾报警器的成长前景进行展望。

2 火灾报警系统整体计划设计2.1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、助燃物和燃烧源。

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法不合有两种燃烧方法，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辨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化出可燃气体(如CO、H2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0.01μm)。

在产生气溶胶的同时，产生分子较年夜(直径0.01一10μm)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概略继续放出可燃气体，并形成扩散燃烧。

同时，收回含有红、紫外线的火焰，散收回年夜量的热量[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，招致了火势的扩年夜，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即可确定是否存在火灾。