基于单片机的家庭火灾报警系统设计

论文总字数：23511字

摘 要

科技在带来便利的同时，也给生活带来了许多坏的方面，最典型的例子就是，许多人为的灾害比如火灾发生的频率远远高于以前了。那我们要如何做才能规避火灾的发生，将其扼杀在摇篮之中，以此来减轻火灾所带来的伤害呢？经过调查我们发现，市面上火灾报警器一般都是提供给企业和学校的大型报警器，而适合家用性价比高的的小型火灾报警器几乎是没有的。所以本设计是根据市场的背景为家庭设计的专用火灾报警器。本设计中的家用火灾报警器选择的单片机是STC89C51，辅以温度探测器和烟雾探测器两个传感器模块，再经过数模转换电路发送到显示系统和报警系统中，通过和预设的危险值比对，分析此时有没有火灾。如果有的话，进行声光报警。此家用火灾报警器，操作简单，性价比高，结构稳定，适用范围广。

关键词：STC89C51单片机，控制器，传感器，声光报警

Abstract：It’s no doubt that technology brings many benefits to our life,but it also brings a lot of bad disadvantage to us at the same time. The most typical example of the bad side is that many man-made disasters, such as fires, happen much more frequently than before. So how can we avoid fire and kill it in cradles to mitigate the damage caused by fire? After investigation, we found that the fire alarm in the market is generally a large alarm provided to the enterprise and the school, and the small fire alarm suitable for the high price of the household price is almost no. So this design is a special fire alarm designed for families according to the market background. The single chip microcomputer of home fire alarm in this design is STC89C51, supplemented by two sensor modules of temperature detector and smoke detector, and then sent to the display system and alarm system through the digital analog conversion circuit. By comparing with the presupposed danger value, there is no fire at this time. If there is any, make a sound and light alarm. The household fire alarm is simple in operation, cost-effective, stable in structure and wide in scope of application.

Keywords: STC89C51 microcontroller, controller, sensor, acousto-optic alarm

目 录

1 绪论 6

1.1 选题的背景及意义 6

2 火灾报警系统及其整体方案设计 6

2.1 火灾发生时的特点 6

2.2 火灾报警系统功能 7

2.3 本系统的总体方案设计 8

2.3.1 本设计的研究范围 8

2.3.2 系统的硬件总体结构 8

3 系统的硬件选择与设计 9

3.1单片机的选择 9

3.2 传感器的选择 10

3.2.1 温度探测器的选定 10

3.2.2 烟雾传感器的选择 12

3.3 各电路模块的设计 14

3.3.1 单片机外围接口电路 14

3.3.2 烟雾检测电路 15

3.3.3 温度检测电路 17

3.3.4 显示电路 21

3.3.5 报警电路 22

3.3.6 按键控制及电源电路设计 22

4 系统主程序设计及流程图 23

4.1 主程序设计 24

4.2 滤波子程序设计 25

4.3 报警子程序设计 25

4.4 控制按键设计子程序 26

5 硬件调试 27

结 论 29

参考文献 31

致 谢 32

附录1：总原理图 33

附录2：元器件清单 34

附录3：PCB图 35

附录4：实物图 36

附录5：部分程序源代码 37

1 绪论

1.1 选题的背景及意义

科技是双刃剑，带来的东西好坏参半。在一系列的隐患之中，对人们的生命财产安全威胁最大的往往就是火灾。火灾发声的时候，往往是致命的，古往今来皆是如此。其所造成的损失约为自然灾害中破坏力较大的地震的5倍，仅次于旱涝。

如何预防火灾的发生，将其扼杀于萌芽之中，我们必须要采取手段，不能听之任之。火灾发生之后，我们能做的很少，只有灭火这一条路走。但是在火灾发生之前，我们能做的就有很多，相应的火灾报警器就是为了满足人们的此类需求而开发出的，并且相关功能、结构、形式等方面的技术也跟着人们的不同需要以及时代的发展而不断地改进。本设计的目的是开发一种大容量的、高可靠性并且操作简便的经济型家庭火灾报警系统。这个系统可侦测到火灾萌发期时的状态，让人们能在火灾发生之前有所警觉并采取相应行动。

2 火灾报警系统及其整体方案设计

2.1 火灾发生时的特点

大多数火灾发生时都遵循以下步骤：先是可燃气体外泄，和氧气接触后达到燃点，就会产生明火，产生大量光热的同时还会散发出大量的烟雾。燃烧时之初，阴燃会持续较长的一段时间，此时虽然烟雾很浓，但是温度却不比正常温度高多少。如果此时报警器就能识别火灾即将发生并报警，那么损失就会极小。阴燃阶段结束后开始出现火苗，此时室温会因此急剧上升，假若这阶段达到危险温度并且被探测器识别，依然可以在某种程度上减少火在所带来的损失。图2-1是起火过程曲线图。

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