基于单片机的火灾自动报警系统设计
摘要：越来越多的火灾已经引起，火灾的危险已经潜伏在我们的生活周围。为了我们的生命和财产安全，必须将火灾扼杀在萌芽之中。为了能够及时发现火灾，准确、快速地报告火灾，本文采用了多传感器的信息融合技术，采用单芯片80C51。80C51的系统性能满足系统数据采集和时间精度的要求。产品产量来源丰富，应用十分成熟。因此，它被作为控制核心。TGS202气体传感器可以探测到CO₂，CO、甲烷、气体和其他气体。他的敏感度很高，稳定性也很好，适合于火灾。集成温度传感器AD590精度高，价格低，无辅助电源，线性度好，常用于温度测量和热电偶冷端补偿。
关键词：单片机
Automatic fire alarm system based on single chip microcomputer
Abstract：More and more fires have been caused, and the danger of fire has lurked around our lives. For the safety of our lives and property, fire must be nipped in the bud. In order to detect the fire in time and report the fire accurately and quickly, this paper adopts the information fusion technology of multi-sensor and uses 80C51 of single chip. The system performance of 80C51 meets the requirements of system data acquisition and time accuracy. The product output source is rich, the application is very mature. Therefore, it is used as a control core. The TGS202 gas sensor can detect CO, CO, methane, gas and other gases. He is highly sensitive and stable and suitable for fire. The AD590 integrated temperature sensor has high accuracy, low price, no auxiliary power supply, and good linearity. It is often used for temperature measurement and thermocouple cold end compensation.
Keyword：single chip
第1章 引言
1.1 课题来源与研究意义
火灾是一种毁灭性的能源灾难。火灾指的是火势失控蔓延对经济造成巨大破坏，甚至危及人民生命的灾难性燃烧现象。
火灾曾经给一些人带来过难以消除的伤痛，为了防止有更多的人遭受火灾的伤害，我们应当争取将火灾对人们的伤害降到最低。有资料表明，安装了火灾自动报警器的地方发生火灾总能第一时间报警，极大的减少了火灾隐患。
由于各式各样的电器层出不穷，由电器引发的火灾事故也愈来愈多，人们的生命和财产安全都受到了挑战。为了确保工业和家庭生活的安全。对火灾自动报警系统的研究和火灾自动报警系统的发展已成为传感器技术发展的一个重要课题。本设计就是完成的一种可以检测火灾的报警系统。
单片机是一种微型计算机，实际上也是对计算机的一种简化,他将计算机的一部分重要的功能保存了下来，清理了其余的不重要的功能，在功能方面，它已经做得非常彻底，甚至一些单片机也可以运行一些裁剪过的系统。当今市场用的主流单片机芯片是80C51。这种单片机是相对较便宜和集成度较高的。单片机一个单片中可以包含许多的功能。刚开始研发单片机的目的就是为了能够更好的控制一些小型化的产品，不过现在的单片机作用已经超过了当初的想法，单片机的身影现在遍布各个领域。随着科技的飞速进步，单片机已经由原来的小规模集成电路发展到现在的巨大规模集成电路，最初的时候小规模集成电路上最多只有1000个元件，现在的巨大规模集成电路可以放置1亿个元件。芯片集成度越来越高，尺寸却越来越小。所以单片机和一些CPU还有内部存储设备集成到一起，就可以进行控制任务。本文就以80C51单片机为核心设计了一个火灾自动报警系统。
1.2 火灾自动报警系统简介
在人们的生活中对火灾的防范还是有所欠缺，不能及时的对火灾的发生进行有效的解决，当然这并不是什么严重的错误，但却对自身的人身安全以及财产安全造成了一定的危害，最后可能会酿成无法挽回的场景。因为一旦没有及时的报警，就会造成人员伤亡的增加，所以我们需要先做好防范的措施，降低死亡人数所带来的损失以及问题。
火灾自动报警系统是一项安全保护系统，他具有防止火灾的功能。火灾自动报警系统可以检测到即将或者已经出现火灾，然后发出警报，通知附近的人，给予人们足够的撤离时间和灭火时间。火灾自动报警系统的设计就是让正在发生火灾的地方能第一时间自动报警给“119”消防单位，让消防单位的人员第一时间处理火灾的发生，减少人员的伤亡以及所带来的损失，这对于因火灾给人们造成的危害就显得尤为的重要，和显得特别的有意义。
1.3 火灾自动报警器的现状和特点
如果想要有效的遏制住建筑火灾只能靠火灾自动报警系统。近几年，我国的火灾报警系统经历着飞速的发展，它属于高新技术。虽然我国的火灾报警技术现在发展的很快， 但我们技术与英、美、德等发达国家相还是查了一点的，主要是我国的起步较晚。
我国的火灾报警系统还存在着一些问题：
1适用范围较小。有很多易造成群死群伤的场所内没有安装，甚至还有部分小区内也没有安装，我国大部分火灾自动报警器不适用于这些场合
2报警系统不够职智能。虽说将系统都进行了智能化设计，但由于各种原因，报警器造成较多的误报、漏报、迟报。
3网络化程度低。目前，我国尚未形成区域性的火灾警报网络系统。
4组件连接方式需要进步。现在的连接方式有着耗材多、成本高、抗干扰能力较弱的问题
5系统的误报、漏报情况较多。
在此基础上，希望火灾自动火警系统逐渐发展起来。其开发过程可分为以下几个阶段：
第一阶段，从1840到1940年，火警系统还在处于早期发展阶段。当时报警系统使用的探测器是以温度敏感探测器为主。它的工作原理是先收集温度信号，然后判断温度是否超过设定值、阈值，超过阈值就是有火灾发生，低于阈值就没有火灾。它的灵敏度低，发现火灾的速度太慢，往往都要火灾发生一段时间后才会报警，报警时间误差太大，没有满足人们对火警系统智能化的需求。
第二阶段，20世纪40年代末，物理学家在研究出了一款可以探测矿井中可燃气体的电离室装置之后，人们便将目光投向了离子烟雾探测器，随后烟雾探测器逐渐成为主流。在市场上，温度传感器逐渐被人们抛弃；人们在1970年左右又将目光转移到光电烟雾探测器上，当时光电技术的迅速成长推动着报警器的发展。与离子烟雾探测器相比，光电烟雾探测器的使用寿命更长且抗干扰能力更强。离子烟雾探测器没有放射性问题。不过由于采用的是多线布局，所以布线、调试等方面还是对系统的发展仍有很大的制约。
第三阶段，20世纪80年代初，人们开始推出了公共汽车式的火警系统，这个项目在防火领域向前迈进了一大步，并且得到了广泛的应用。它不禁使接线工作量减少了许多，而且还令安装和调试更加方便，定位系统也更加准确。但这一时段内的火灾报警系统还是不够智能化，并且电缆的连接有很大的技术要求。
第四阶段，它是由计算机技术和控制技术等IT产业造成的，IT产业从1980年开始飞速发展，它们的发展大大推动了火灾自动报警系统的进步，自动火警系统向前又跨进了一大步从此进入到智能时代。跟随着IT产业的进发展，火灾报警系统也开始了多样化的进步，各种智能自动火警系统如雨后春笋般冒了出来。
目前，我国火警行业质量比较严重，低端产品比较多有着强烈竞争性，而中高端产品各方面都需要优秀的技术，合格企业数量较少，那些领先的科技企业通过不断的向产品的技术方面增加优势来积累优势客户。总的来说，低端产品市场竞争激烈，高端产品种类少，没有什么竞争有着充分的收益。在国内市场上，除三江电子产品外，著名的火灾报警品牌有海湾、丽达、Bluebird Huanyu、松江、太河等，其中海湾在火灾报警行业处于领先地位，国外品牌主要有西门子。
目 录
第1章 引言 1
1.1 课题来源与研究意义 1
1.2火灾自动报警系统简介 2
1.3火灾自动报警器的现状和特点 2
1.4火灾自动报警器的发展趋势 3
1.5本章小结 5
第2章 系统概述 6
2.1系统中体功能概述 6
2.2系统硬件总体构架 6
2.3系统软件总体构架 7
2.4火灾探测器的原理 8
第3章 火灾报警系统硬件方案设计 9
3.1系统核心芯片选择 9
3.1.1 AD590温度传感器 9
3.1.2 TGS202温度传感器 9
3.1.3 ISD1420芯片 10
3.1.4 80C53 11
3.1.5 数码管显示电路 12
3.2单片机外围接口 12
3.2.1 晶振电路 12
3.2.2 复位电路 13
3.3数据采集 14
3.4信号处理电路 15
3.5报警电路 15
3.5.1语音报警电路 15
3.5.2 光报警电路 16
3.6数码管显示电路 16
第4章 系统的设计方案 17
4.1主程序设计流程图 17
4.2主程序初始化流程图 18
4.3数据采集子程序 18
4.4火灾判断与报警程序 19
4.4.1火灾报警的处理方法 19
4.4.2火灾判断与报警 19
第5章 火灾自动报警系统的调试 21
5.1系统电路调试 21
5.2软件调试 21
总结 22
致谢 23
参考文献 24
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