基于STC89C52单片机远程灾难报警系统的设计
摘要：远程的灾难报警系统，通过该控制系统来实现山洪灾难爆发的体现预警。远程的灾难报警系统中，通过STC89C51作为系统的主要控制器，实现对远程灾难报警系统的各个分电路的控制。系统中通过温湿度传感器DHT11采集自然环境中的温湿度信号，在主控芯片的数据接收处理下，最后将采集的自然环境中的温度信号、湿度信号在LCD1602液晶显示器上显示输出。通过雨水量传感器在采集环境中雨水量成分；利用是水位传感器来检测现场环境中的水位情况，并能够将检测到的雨水量成分、以及水位数据信号传输给单片机，主控制器对数据进行计算和处理，最后，在LCD1602液晶显示器上输出检测到的雨水量信号、水位信号等。系统还设定了温度数据、湿度数据、雨水量数据、水位数据检测预警功能，当远程控制灾难报警系统启动后，当检测到的的温度数据、湿度数据、雨水量数据、水位数据达到了预警信号，系统将会实现自主报警，提醒用户注意安全，同时会通过GSM无线的方式发送预警信号。
关键词：STC89C52单片机；DHT11温湿度传感器；LCD1602液晶显示；GSM无线报警
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Remote disaster alarm system
ABSTRACT：The remote disaster alarm system realizes the early warning of the flash flood disaster through this control system. In the remote disaster alarm system, the STC89C52 MCU is used as the main controller of the system to control the various circuits of the remote disaster alarm system. The temperature and humidity signals in the natural environment are collected by the temperature and humidity sensor DHT11 in the system, and the temperature signal and humidity signal in the natural environment are displayed on the LCD1602 liquid crystal display under the data receiving and processing of the main control chip. The rain water sensor is used to collect the water content in the environment. The water level sensor is used to detect the water level in the environment, and the detected water content and the water level data signal are transmitted to the single chip microcomputer. The main controller calculates and processes the data, and finally, the LCD1602 liquid crystal display is lost. The detected rain water signals, water level signals and so on. The system also sets temperature data, humidity data, rainwater data, water level data detection and early warning function. When the remote control disaster alarm system is started, when the detected temperature data, humidity data, rain water data and water level data have reached early warning signal, the system will realize independent alarm and remind users to pay attention to it. It will also send early warning signals through GSM wireless.
Keywords:STC89C52 microcontroller; DHT11 temperature and humidity sensor; LCD1602 liquid crystal display; GSM wireless alarm.
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目录
一、绪论 1
二、远程的灾难报警系统设计方案 3
(一)方案设计 3
(二)任务要求 5
三、硬件设计 6
(一)STC89C52单片机最小系统 6
(二)LCD1602液晶显示电路 7
(三)按键电路 9
(四)DHT11温湿度检测电路 10
(五)水位传感器检测电路 11
(六)风向风速传感器检测电路 11
(七)雨水量传感器检测电路 12
(八)报警电路 13
(九)GSM无线报警电路 13
四、软件设计 15
(一)主程序设计 15
(二)LCD液晶显示器流程 16
(三)DHT11温湿度检测流程 18
五、调试 20
六、总结 21
致谢 22
参考文献 23
附录 24
附录1:总设计原理图 24
附录2程序 24
一、绪论
近几年山洪等自然灾难频发。地震、山洪、泥流石、沙尘暴、龙卷风等灾难均有发生，这种反复无常的自然灾难，对我国多地区造成了严重破坏，摧坏了建筑，公路、房子等，甚至很多的灾难中，还对人们的生命安全造成了严重的威胁，很多的灾难中未能做好及时的预防，导致了灾难地区居民直接丢失了生命。为此，做好自然灾难的预防一直是最难解决的问题，但也是我们必须要做的工作，只有在做好自然的预防工作，才能够减少居民的损失，以及国家的损失。根据这种这些灾难的情况，山洪的爆发造成的危险更直接，并且破坏力更强。为此，根据这种情况，本文研究远程的灾难报警系统，通过该控制系统来实现山洪灾难爆发的体现预警。自己学习的是电子信息技术专业，根据自己专业所学的电子单片机技术，设计完成一个基于单片机的山洪爆发远程的灾难报警，采用主流的单片机主控芯片STC89C52核心，实现远程的灾难报警系统是由8个子电路的驱动控制，达到对山洪灾难的预防和及时报警。主要是通过温湿度传感器DHT11采集到周围的环境中各种温湿度信号，在通过主控制器的数据接收处理下，最后将传感器所收集到各种信号通过转换器在LCD1602液晶显示器上显示出来。通过雨水量传感器在采集环境中雨水量成分；利用是水位传感器来检测现场环境中的水位情况，并能够将检测到的雨水量成分、以及水位数据信号传输给单片机，主控制器对数据进行计算和处理，最后，在LCD1602液晶显示器上输出检测到的雨水量信号、水位信号等。通过预警电路来实现系统的预警检测，当达到预警值后，GSM无线的方式发送预警信号，通过这种方式告诫监测者，在某些区域存在危险，请及时处理。这种远程的灾难报警系统，可实时的检测山洪的发生以及现场情况，可大大减少灾难事故的发生，保证居民的人生安全。在灾难发生时发出警报让人员有充足的时间撤离到安全的地方，所以灾难报警系统的建设是十分必要的。与此同时，灾难报警系统作为在灾难发生时能够发出报警的系统，虽然能够给人们警告并且能够预知灾难的规模与灾害的程度。但是当灾害发生时，如果采取不正当的措施进行防范，必定会造成不可估量的大量的人员伤亡。正是因为自然灾害有许多的成因并且呈现的方式也很多样，类型也有很多、伤害以及破坏力都很强、突发性较高难以预防，所以，灾难报警系统想要安全平稳的工作，就必须做好应对突发的自然灾难的措施和应急的预防方案。由于各种自然灾难的形成方式及原因不同，所以对报警系统的要求和设备的性能要求也十分的苛刻。这就需要研究系统的破环原因以及解决的方法。应用新型的减灾和防灾措施，对灾难发生时降低设备损坏率。将所采集到的数据与发生时间、当时的气温天气、风向风速以及水位等因素之间的关系是非常密切的。同时受到了不同地理的恶劣环境的影响，例如海拔高地理位置也极为复杂，对于复杂的报警系统要进行一系列的安全试用与一些故障的解决方，是如何建立一个远程灾难报警应急处理体系的关键所在。现代计算机技术以及网络通讯技术和自动控制系统的高速发展使得我们研究出了一大批性能及稳定性超强的大型灾难报警系统，这是个十分值得高兴的成绩，但是灾难报警器的使用率较低，主要是分布不是十分的广泛，并且有些灾难给人反应的时间比较短。这就使我们不得不研究出便于安装、维护简单、性能可靠性高、经济实惠的并且可以实现远程灾难报警的小型灾难报警系统。这种一举二得的系统设计，在未来的市场中，将会有很好的应用价值，能够保证的汽车的安全行驶，还大大减少事故的发生，有很高的推广价值。
远程灾难报警系统的前景分析：在改革开放的最初阶段，我国由于科技方面发展较慢缺少有关的技术方面的人才，使得科技方面的发展与其他国家相差较大。这就直接影响到了灾难报警系统在性能及稳定性方面的问题。并且市场对灾难报警器的需求以及质量的要求都很高。使得一些外国的灾难报警技术趁机投入到了中国市场。而如今，由于随着时间的推移，出现了大批的科学技术方面的精英与人才。科技技术的不断发展，使得我国在设备的性能及稳定性方面的不断发展。但是现在由于改革开放后我国国力与经济十分迅速的发展着，我们已经研发出了一大批技术含量高且稳定性与可靠性超强的灾难报警系统。在价格上也很国外的有很大的差距，有掌握市场的主动性，这是一个十分令人感到幸喜的结果，自主研发的例子。国内还有大批优秀公司走出国门，向着海外市场前进灾难报警器的发展是很可观的。并且随着科技的发展，国内多家企业的不断崛起使得灾难报警系统在国内越发的普及，还有当今社会对大家人身安全有了一定的保障，灾难报警系统在国内的发展前景是十分可观的。
二、远程的灾难报警系统设计方案
(一)方案设计
1、CPU的选择
选择一：MSP430单片机是美国在20世纪末开始生产的单片机，它是16位单片机。其具有能耗低、接口多、性能稳定、运行速度快等特点，但其价格高结构很复杂，不易学习，并且它的功能强大不适合本设计。
选择二：STC89C52是一种功耗低性能强大的微控制器，使用的是MCS51内核，但是在芯片方面做了许多的改变使得它具有大部分传统51单片机所没有的性能。在单芯片上，具有灵巧的8 位CPU 处理器和可编程Flash，十分适合本次设计。
综上所述选择STC89C52单片机
2、温度传感器选择
选择一：PT100温度传感器，其特点是适宜高温，准确度高，运行速度快。缺点则是在价格方面比较高，输出的模拟信号十分的小，需要放大ad转换。十分的麻烦。
选择二：DHT11温度传感器具有优越的品质，反应速度快，抗干扰强，价格便宜等优点，并且体积小、能耗低，而且引脚封装也是单排，连接起来十分的方便。
综上所述选择DHT11温度传感器
3、显示器选择
选择一：LED显示屏具有价格便宜灵活性及性能方面都很强，但其缺点是在程序方面的设计会比较的困难，电路设计也很麻杆，这就回大大的提高成本。
选择二：LCD1602显示屏，该显示屏大部分都是应用于一些小型的设计中，主要是它的设计是用到的程序都比较简单方便，在价格方面也是十分的便宜，是现在大部分电子产品的首选。
综上所述选择LCD1602显示屏
4、风向风速传感器选择
选择一：PH风速风向传感器具有功耗低体积较小重量轻，坚固耐用，数据精准的特点，设计也十分的简单，适用于大范围的测量应用。
选择二：03B-L风速风向传感器具有性能稳定，能耗低的特点，并且运行速度快适用于恶劣的环境中，但是价格较高且体积较大，虽然性能高但不适合本设计。
综上所述选择PH风速风向传感器
远程的灾难报警系统，主要是通过智能的检测方式来实现自然灾难的预防，减少遭遇到自然灾害对人们的生命安全以及财产造成巨大的损失。为此，为了解决这种突发的状况，设计了一种远程的灾难报警系统。通过该控制系统来实现山洪灾难爆发的体现预警。远程的灾难报警系统中，通过STC89C52单片机作为主要的系统控制芯片，从而达到对远程灾难报警系统的各个分电路的控制。远程的灾难报警系统是由8个子电路组成的：一是温湿度检测子电路、二是风向检测子电路、三是雨量检测子电路、四是水位检测子电路、五是LCD1602液晶显示子电路、六是GSM远程报警报警子电路、七是预警值设定子电路、八是报警电路这几个部分组成。
参考文献
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