基于單片機(jī)的火災(zāi)報(bào)警器

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1、宿州學(xué)院微機(jī)應(yīng)用課程設(shè)計(jì)報(bào)告課題名稱：基于單片機(jī)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)專業(yè)：自動(dòng)化班級(jí)：10自動(dòng)化（1）班姓名：學(xué)號(hào):2010080746地點(diǎn)：工C310時(shí)間：2013-6-8指導(dǎo)老師：李文藝汪材印李娜設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)目的：目前，隨著電子產(chǎn)品在人類生活中的使用越來(lái)越廣泛，由此引起的火災(zāi)也越來(lái)越多，在我們生活得四周到處潛伏著火災(zāi)隱患。為了避免火災(zāi)以及減少火災(zāi)造成的損失，我們必須按照“隱患險(xiǎn)于明火，防患勝于救災(zāi)，責(zé)任重于泰山”的概念設(shè)計(jì)和完善火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，將火災(zāi)消滅在萌芽狀態(tài)，最大限度地減少社會(huì)財(cái)富的損失。設(shè)計(jì)要求：本文設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)AT89

2、C52、A／D轉(zhuǎn)換器ADC0808、集成溫度傳感器AD590和氣體傳感器TGS202等,利用多傳感器信息融合技術(shù),完成語(yǔ)音報(bào)警的實(shí)用、可靠的單片機(jī)語(yǔ)音自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng),著重講述了該系統(tǒng)的組成形式及工作原理。實(shí)踐表明,單片機(jī)技術(shù)在系統(tǒng)報(bào)警和其它一些自動(dòng)控制領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用前景。該系統(tǒng)能自動(dòng)完成對(duì)布測(cè)點(diǎn)檢測(cè)，確認(rèn)火警后能自動(dòng)報(bào)警，并顯示火情情況。本系統(tǒng)可安裝在各防火單位，它負(fù)責(zé)不斷地向所監(jiān)視的現(xiàn)場(chǎng)發(fā)車巡檢信號(hào)，監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)的溫度、濃度等，并不斷反饋給報(bào)警控制器，控制器將接到的信號(hào)與內(nèi)存的正常整定值比較、判斷確定火災(zāi)。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音報(bào)警、

3、故障自診斷、濃度顯示、報(bào)警限設(shè)置、延時(shí)報(bào)警等，是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、使用方便、價(jià)格低廉、智能化的煙霧傳感器，具有一定的實(shí)用價(jià)值。1、設(shè)計(jì)方案；1.1、火災(zāi)產(chǎn)生原理及過(guò)程火災(zāi)是一種失去人為控制的由燃燒造成的災(zāi)害，產(chǎn)生火災(zāi)的基本要素是可燃物、助燃物和點(diǎn)火源。可燃物以氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)三種形態(tài)存在，助燃物通常是空氣中的氧氣。根據(jù)可燃?xì)怏w與空氣混合方式不同有兩種燃燒方式，如果在燃燒前，可燃?xì)饩团c空氣均勻混和，則稱之為預(yù)混燃燒；如果可燃?xì)怏w和空氣分別進(jìn)入燃燒區(qū)邊混合邊燃燒，則稱之為擴(kuò)散燃燒。液體和固體是凝聚態(tài)物質(zhì)，難與空氣均勻混合，它們?nèi)紵幕?/p>

4、過(guò)程是當(dāng)從外部獲取一定的能量時(shí)，液體或固體先蒸發(fā)成蒸汽或分解出可燃?xì)怏w(如CO、H2等)的分子團(tuán)、灰燼和未燃燒的物質(zhì)顆粒懸浮在空氣中，稱之為氣溶膠。一般氣溶膠的分子較小(直徑0.01μm)。在產(chǎn)生氣溶膠的同時(shí)，產(chǎn)生分子較大(直徑0.01一10μm)的液體或固體微粒，稱為煙霧?？扇?xì)怏w與空氣混合，在較強(qiáng)火源作用下產(chǎn)生預(yù)混燃燒。著火后，燃燒產(chǎn)生的熱量使液體或固體的表面繼續(xù)放出可燃?xì)怏w，并形成擴(kuò)散燃燒。同時(shí)，發(fā)出含有紅、紫外線的火焰，散發(fā)出大量的熱量[11]。這些熱量通過(guò)可燃物的直接燃燒、熱傳導(dǎo)、熱輻射和熱對(duì)流，使火從起火部位向周圍蔓延，導(dǎo)致了

5、火勢(shì)的擴(kuò)大，形成火災(zāi)。其中的氣溶膠、煙霧、火焰和熱量都稱為火災(zāi)參量，通過(guò)對(duì)這些參量的測(cè)定便可確定是否存在火災(zāi)。1.2、系統(tǒng)總體功能概述火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)一般由火災(zāi)探測(cè)器、報(bào)警器組成?；馂?zāi)探測(cè)器通過(guò)對(duì)火災(zāi)發(fā)出的物理、化學(xué)現(xiàn)象——?dú)猓ㄈ紵龤怏w）、煙（煙霧粒子）、熱（溫度）、光（火焰）的探測(cè)，將探測(cè)到的火情信號(hào)轉(zhuǎn)化成火警電信號(hào)傳遞給火災(zāi)報(bào)警控制器。報(bào)警器將接收到火警信號(hào)后經(jīng)分析處理發(fā)出報(bào)警信號(hào)，警示消防控制中心的值班人員，并在屏幕上顯示出火災(zāi)的位置。整體電路的框圖如圖所示：傳感器放大電路A/D轉(zhuǎn)換單片機(jī)狀態(tài)指示燈聲音報(bào)警指標(biāo)正常按鍵串口通信圖1-1電

6、路整體框圖2、硬件電路設(shè)計(jì)2.1、系統(tǒng)硬件總體構(gòu)架報(bào)警系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集模塊、單片機(jī)控制模塊、聲光報(bào)警模塊組成。圖2.3為火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖圖2-1結(jié)構(gòu)框圖2.2、硬件設(shè)計(jì)選擇特點(diǎn)2.2.1、AD590溫度傳感器AD590是美國(guó)AnalogDevices公司生產(chǎn)的一種電流型二端溫度傳感器。電路如圖3-1所示。由于AD590是電流型溫度傳感器，他的輸出同絕對(duì)溫度成正比，即1μA/k，而數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片ADC0809的輸入要求是電壓量[2]，所以在AD590的負(fù)極接出一個(gè)1kΩ的電阻R和一個(gè)100Ω的可調(diào)電阻W，將電流量變?yōu)殡妷毫克腿階DC0

7、808。通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)電阻，便可在輸出端VT獲得與絕對(duì)溫度成正比的電壓量，即10mV/K。圖2-2AD590應(yīng)用電路圖AD590有以下特點(diǎn)：1、AD590的測(cè)溫范圍-55℃～+150℃。2、AD590的電源電壓范圍為4V-30V。電源電壓可在4V-6V范圍變化，電流變化1，相當(dāng)于溫度變化1K。AD590可以承受44V正向電壓和20V反向電壓，因而器件反接也不會(huì)損壞。3、輸出電阻為710MΩ；4、精度高。AD590共有I、J、K、L、M五檔，其中M檔精度最高，在-55℃～+150℃范圍內(nèi)，非線形誤差±0.3℃。2.2.2、TGS202氣體傳感

8、器火災(zāi)中氣體煙霧主要是CO2和CO。TGS202氣體傳感器能探測(cè)CO2,CO,甲烷、煤氣等多種氣體,他靈敏度高,穩(wěn)定性好,適合于火災(zāi)中氣體的探測(cè)。如圖3-2所示,當(dāng)TGS202探測(cè)到CO2或C