公交車火災報警系統(tǒng)設計

本科畢業(yè)論文（設計、創(chuàng)作） 題目： 公交車火災報警系統(tǒng)設計 學生姓名： 學號： 所在系院： 專業(yè)： 電子信息工程 入學時間： 2010 年 9 月 導師姓名： 職稱/學位： 副教授 /碩士 導師所在單位： 完成時間： 2014 年 5 月 安徽三聯(lián)學院教務處 制 安徽三聯(lián)學院畢業(yè)論文 0 公交車火災報警系統(tǒng)設計 摘要:近年來，公交車火災事件頻發(fā)，在公交車上安裝火災報警系統(tǒng)變得尤為重 要。設計通過對多種火災報警系統(tǒng)的分析和總結，給出了公交車火災報警系統(tǒng) 的總體設計方案；采用 STC89C52 為核心控制器件，對各分電路原理做出了深入 的分析，繪制了系統(tǒng)整體流程圖，并用 C 語言實現(xiàn)了具體的程序設計，最后對 軟硬件系統(tǒng)進行了測驗與調試。實現(xiàn)了可設置煙霧濃度和高溫報警值，可以緊 急報警和手動取消緊急報警功能，并具有掉電保存功能以及檢測煙霧濃度和溫 度的功能。確認火災后可以自動報警，報警時蜂鳴器發(fā)出滴滴的聲音，紅燈閃 爍。操作簡單方便，極易實現(xiàn)。 關鍵詞：報警系統(tǒng)； 單片機； 傳感器 安徽三聯(lián)學院畢業(yè)論文 0 The design of the bus fire alarm system Abstract: The bus has happened many conflagrations in recent years. The installation of fire alarm system becomes particularly important in the bus. This paper through a variety of fire alarm system analysises and summaries ,then gives the bus alarm system the whole scheme. The system uses STC89C52 as the core element. The flow chart design of the whole is made. Then prepare the C language program and design the hardware circuits on the hardware and software debugging. The system may sets smoke concentration level and high temp .When a special circumstances occurs, according to the emergency alarm button to warn, the system has the power of save function. The button of the alarm system also has the function which may automatically adjust the set temp and the smog concentration. Once confirms the fire, The fire alarm system will alarm. The buzzer sounds and the red light flashes under the condition of alarm. We may operate the system simply and conveniently ,which is easy to realize. keywords：Fire alarm system ； STC89C52； sensor 安徽三聯(lián)學院畢業(yè)論文 目 錄 第一章 緒 論.1 1.1 引言 .1 1.1.1 分析火災現(xiàn)狀及傳感器的產生 .1 1.1.2 研究公交車火災報警系統(tǒng)的背景及意義 .1 1.2 火災報警系統(tǒng)操作及說明 .3 第二章 火災報警系統(tǒng)的工作原理.4 2.1 火災發(fā)生原理 .4 2.2 火災探測器的類型 .5 2.3 溫度傳感器（DS18B20）電路 .6 2.3.1 DS18B20 簡介.6 2.3.2 18B20 接口電路.7 2.4 系統(tǒng)總體功能概述 .7 第三章 系統(tǒng)硬件設計.9 3.1 核心芯片選擇.9 3.1.1 選擇 STC89C52 的原因.9 3.1.2 STC89C52 引腳圖及功能說明 .9 3.2 單片機最小系統(tǒng) .10 3.2.1 晶振電路.11 3.2.2 復位電路 .11 3.3 煙霧檢測 AD 采集電路 .12 3.4 按鍵控制電路 .12 3.5 聲音報警電路 .13 3.6 LCD 顯示電路.14 3.7 電源接口電路 .15 3.8 火災報警系統(tǒng)圖片 .16 第四章 火災報警系統(tǒng)軟件設計.20 4.1 火災報警系統(tǒng)程序設計 .20 4.1.1 主程序流程圖 .20 安徽三聯(lián)學院畢業(yè)論文 I 4.1.2 報警子程序 .20 4.1.3 按鍵處理子程序 .21 4.2 電路的調試 .21 致謝.22 參考文獻.23 附錄.24 安徽三聯(lián)學院畢業(yè)論文 0 第一章 緒 論 1.1 引言 1.1.1 分析火災現(xiàn)狀及傳感器的產生 我們的生活離不開火，火災確實很可怕，因為它存在著嚴重的安全隱患， 據(jù)相關資料顯示，從 1975 年到 1987 年，我國就發(fā)生了 44 萬起火災，6 多人 在火災中喪生，經濟損失高達元，尤其是在 1987，大興安嶺發(fā)生火災，造成了 重大的經濟損失?；馂目刂频闹匾允垢骷壵腿嗣竦囊庾R逐漸增強，產生 了各種控制火災的手段和方法，但對火災的控制效果并沒有想象中的完善。 1989 年共發(fā)生火災 30 起火災，造成的經濟損失超過 30 萬元，最讓人很難接 受的是，10 天內就發(fā)生了 3 起火災，最嚴重的一次導致了 700 萬元的經濟損 失。不僅僅在我國，國外火災現(xiàn)狀也不容樂觀，在各種網站我們都可以看到。 各種火災告訴我們要提高防火意識，做好防火準備。1940 年，火災自動報警系 統(tǒng)產生于美國1。19 世紀 90 年代，英國成功研制溫度傳感器，并可以使用在 各類消防報警系統(tǒng)上，其后公交車火災自動報警系統(tǒng)也得到了更為普遍的應用2。 1.1.2 研究公交車火災報警系統(tǒng)的背景及意義 造成火災的因素非常多，不僅有自然因素，亦有人為因素，但火情控制難， 尤其人為因素造成的最多，為了更好地控制火災必須提高消防技術，各級政府 要認真做好預防工作，不斷還要提高自身的防火技術，而控制火災并報警則是 此中的關鍵所在。殘酷的現(xiàn)實讓我們認識到不但要提高意識，做好消防工作也 是必須的。 電子產品越來越普及，我們隨處可見，但是電子產品引起的火災也變得越 來越多，火災隱患潛伏在我們的身邊，提醒我們不得不注意。由此產生的現(xiàn)代 化的智能型的火災報警系統(tǒng)現(xiàn)在已經不像以前的設備那樣簡單，而是整合了各 種知識和經驗，例如電子技術、計算機技術、自動控制技術以及傳感器等。伴 隨著科學技術的不斷發(fā)展，人類生活水平也在不斷地提高，火災報警系統(tǒng)定會 得到進一步完善和發(fā)展。 本文重點介紹近年來現(xiàn)在廣泛應用于交通工具上的火災系統(tǒng)，在已有的基 安徽三聯(lián)學院畢業(yè)論文 1 礎上更進一步完美了設計工作，考慮各種不正常的情況，像漏了報、錯誤地報、 延遲時間報、不去報等方面，并在此基礎上改進了報警系統(tǒng)這個設備，隨著近 年來單片機技術不斷提高，單片機在自動控制領域中得到了更為廣泛的應用， 本文結合了近年來單片機的研究現(xiàn)狀，設計了基于普通單片機的實用可靠的自 動火災報警系統(tǒng)。自動報警系統(tǒng)有多種元器件制成，原件清單如下表 1-1 所示。 表 1-1 原件清單列表 numberCommentDescriptionDesignatorQuantity 1ADC0832 AD 采集芯片 11 2 蜂鳴器蜂鳴器 B11 310uF Polarized Capacitor C11 420pF 電容 C2, C32 5D 指示燈 D11 6液晶顯示器液晶 LCD1 7Header 2Header, 2-Pin P1 1 89012 三極管 Q11 92K 電阻 R1, R2, R4 3 1010K 電阻 R3, R72 111K 電阻 R51 1210K 排阻 R1 124.7 電阻 R61 13 SW 與 PB按鍵 S1, S2, S3, S4, S5 5 14 sw-灰色電源開關 SW11 15U1 單片機 U11 16MQ-2 煙物傳感器 U21 安徽三聯(lián)學院畢業(yè)論文 2 17DS18B20 溫度傳感器 U31 1812M 晶振 Y11 使用這些元器件，組成火災報警系統(tǒng)，實時報警，安裝在公交車上可以起 到很好的報警作用。 1.2 火災報警系統(tǒng)操作及說明 本文的火采用 STC89C52 為核心芯片，采用多種簡單的部分組成整體電路， 例如數(shù)據(jù)采集部分、模數(shù)轉化部分、自動顯示部分等。我們可以自己設置煙霧 濃度和溫度報警值，在需要時我們可以采用緊急報警和手動取消緊急報警，如 果發(fā)生火災時，我們可以按緊急報警鍵讓報警系統(tǒng)進行報警，該系統(tǒng)帶了掉電 自動保存這一項功能，我們設置的參數(shù)，例如溫度或煙霧濃度值，將保存在單 片機內部的 EEPOM 中。當火災發(fā)生時溫度會隨之升高，當周圍環(huán)境的溫度達到 設置的溫度時，ADC0832 對采集來的信號進行處理，將信號轉換后后送到單片 機內部，再由單片機來處理，這時蜂鳴器會發(fā)出滴滴的報警聲音，告訴人們火 災已發(fā)生，做好救火準備，同時在火災發(fā)生過程中，可燃物燃燒會散發(fā)出一定 的煙霧濃度，當燃燒物的溫度達到設定的煙霧濃度時，蜂鳴器也會報警，同時 紅燈不停地閃亮，當溫度和煙霧濃度未達到設定值時，火災報警系統(tǒng)處于常態(tài)， 紅燈不亮，蜂鳴器不響。本文的報警系統(tǒng)的按鍵還有連加鍵、減鍵，很方便操 作，在沒有按鍵按下設置的 30S 后，系統(tǒng)將主動離開設置界面。 本系統(tǒng)溫度和濃度的設置范圍都是:0-99;設有 4 個按鍵，從左到右依次是 緊急報警鍵、減鍵、加鍵、設置鍵。緊急報警建是在特殊情況下，需要緊急報 警時，手動按下開關，火災報警系統(tǒng)就會報警，在 LCD 和蜂鳴器之間設有緊急 報警取消鍵，可以取消緊急報警，該系統(tǒng)具有掉電保存功能。加鍵是指通過按 動開關增加設定的溫度和煙霧濃度，減鍵是指通過開關按鈕減小設定的報警溫 度和煙霧濃度，設置鍵是指按第一次設定溫度，第二次設煙霧濃度，第三次按 下，系統(tǒng)將回到正常情況時的顯示界面。系統(tǒng)在設置界面可以自動停 30S，30S 后系統(tǒng)會退出設置界面。 安徽三聯(lián)學院畢業(yè)論文 3 第二章 火災報警系統(tǒng)的工作原理 2.1 火災發(fā)生原理 火災是一件令人很頭疼的事情，我們要提前做好預防工作，避免產生更大 的損失。產生火災的要素很多，分為可燃物、助燃物和點火源?？扇嘉锎嬖诜?式有 3 種，物質形態(tài)有氣體、液體和固體。氧氣越充足，可燃物燃燒的越厲害， 被稱之為助燃物3?；馂陌l(fā)生時，周圍環(huán)境溫度升高，當熱量達到一定程度， 達到某些物質的著火點時，物質就會發(fā)生自燃現(xiàn)象，導致火災的面積越來越大 根，如果不能采取正確的措施，后果將不可收拾，想想都令人毛骨悚然。 由于火災產生時發(fā)生的現(xiàn)象不同，我們可將火災分為三個階段。陰燃的產 生是這樣，在又疏又松散的物質內進行緩慢的氧化的過程，它可以在很長的時 間內維持并夸大面積，當外界條件發(fā)生變化時，結果也會響應它的變化?；馂?是在火災發(fā)生時，火迅速燃燒，不斷向外擴散，并且有紅、紫外線火焰產生。 大量的研究結果，用事實告訴我們，火災發(fā)生的重要原因是陰燃導致的4。 燃料油期貨的過程是相同的，第一燃燒氣體，然后煙，在一定的條件下氧 濃度可以達到所有的火，火焰，發(fā)出可見光和不可見光，并散發(fā)出大量的熱量， 使環(huán)境溫度升起來?；馂漠a生過程中，最初的兩段階段將有很長時間，雖然產 生不少煙霧，但傳感器已經開始了檢測?；鹧嬖谌紵?，火災的損失降到最低， 產生大量的熱，達到溫度設定值，也會報警。因此，我們可以及時控制火勢5。 火災發(fā)生曲線如圖 2-1 所示。 圖 2-1 火災發(fā)生曲線圖 安徽三聯(lián)學院畢業(yè)論文 4 2.2 火災探測器的類型 火災發(fā)生時，會產生煙霧，散出大量的熱量，溫度傳感器對溫度敏感，煙 霧傳感器對煙霧敏感。當外界條件改變時，例如煙霧、溫度、火光等，傳感器 便改變原來的的狀態(tài)，引起電流、電壓等點亮發(fā)生變化，當然有時候變化是微 小的，為了使看到的更明顯，通常我們要放大信號，才能帶動相應的電子器件， 例如蜂鳴器等?；馂膫鞲衅魇腔馂南到y(tǒng)里比較重要的器件，等同于人的眼睛， 時時刻刻觀察著周圍的溫度、煙霧濃度等，可以實現(xiàn)提前發(fā)出警報，讓我們做 好準備。 火災傳感器根據(jù)對各種參量的響應方式，可以將其劃分為感煙霧式、感溫 度式、感光線式、復合形式和可燃性氣體的傳感器我們知道，使用不同的檢測 器是不一樣的6。感煙式火災探測器是最早使用的。感煙火災探測器的類型， 如表 2-2 所示。 表 2-2 感煙式傳感器類型 警戒范圍名稱 技術 離子感煙探測 器 雙源單源 光電感煙探測 器 遮光性閃光型點型 電容感煙探測 器 電量技術 紅外光束型紅外光線發(fā)射、接收 線型 激光光束型激光光線發(fā)射、接收 區(qū)域空氣管吸氣性光散射云室顆粒計算 感溫式火災探測器有著簡單的結構，DS18B20 的封裝像三極管，在惡劣的 環(huán)境中可以使用它,但是它的靈敏度低，反應有些遲鈍。 由于本文中系統(tǒng)的傳感器用到了 MQ-2 和 DS18B20 這兩種傳感器，所以其他 安徽三聯(lián)學院畢業(yè)論文 5 的傳感器就不在此介紹了。 2.3 溫度傳感器（DS18B20）電路 2.3.1 DS18B20 簡介 DSl8B20 是美國廠家的產物，它屬于一種智能型傳感器。它的功用遠遠超 出傳統(tǒng)的熱敏電阻型，它能夠有效讀出被測溫度，還能夠按照要求編程 9l2 位的數(shù)字直讀。從數(shù)據(jù)總線端溫度能夠變化成功率，總線也能夠向相連的新型 溫度春干起供電，不需要外接電7。DSl8B20 可以使系統(tǒng)結構變得更簡單，可 靠性變的更高。其引腳圖見下圖 2-3 所示。 圖 2-3 DS18B20 結構引腳圖 此中 GND 為接地子端，DQ 為輸入和輸出端口，VCC 為電源接口部位。 DS18B20 的內部結構分為四部分：ROM、溫度傳感器、溫度報警觸發(fā)器 TH 和 TL、寄存器8。 安徽三聯(lián)學院畢業(yè)論文 6 2.3.2 18B20 接口電路 圖 2-4 DS18B20 接口電路 2.4 系統(tǒng)總體功能概述 本設計是比較簡單的火災報警系統(tǒng)，由電源、AD 采集芯片、按鍵、電源 開關、STC89C52、LCD 顯示器、蜂鳴器報警等構成，操作簡單，是一款比較實 用的火災報警系統(tǒng)，煙霧傳感器和溫度傳感器是系統(tǒng)的感覺器官，它們可以很 好地感知外界信息，通過 AD 采集芯片，將模擬信號轉化為數(shù)字信號，然后單片 機進行處理，如果超過設定值，系統(tǒng)會自動報警，否則保持常態(tài)。在報警的時 候，紅燈閃亮，蜂鳴器發(fā)出聲音，在常態(tài)下紅燈不亮，蜂鳴器不響，系統(tǒng)原理 及組成框圖如圖 2-5 所示。 電源開關 電源 STC89 C52 單片機 AD 采集電路 顯示電路 報警電路 按鍵控制 圖 2-5 系統(tǒng)原理及組成框圖 為了更好地展現(xiàn)報警系統(tǒng)的功能，在 word 中做出了系統(tǒng)的整體原理圖，該 安徽三聯(lián)學院畢業(yè)論文 7 原理圖包括聲音報警電路、單片機最小系統(tǒng)、復位電路等電路，本設計中從左 到右的按鍵分別是緊急報警建、減鍵、加鍵、設置鍵，在蜂鳴器的旁邊還設有 復位鍵，在緊急報警情況下，如果按下復位鍵，報警器將停止報警，恢復到不 報警的狀態(tài)；如果環(huán)境溫度或煙霧濃度達到或超過設定值，系統(tǒng)將報警，這時 按下復位鍵或加鍵或減鍵，系統(tǒng)會停止報警，在報警的時候紅燈閃爍，不報警 時紅燈熄滅。液晶顯示器顯示溫度和煙霧濃度，第一行用英文顯示，顯示的是： temp，第二行顯示煙霧，用拼音表示：yanwu?；馂膱缶到y(tǒng)原理圖見圖 2-6。 Y1 12M C2 20pF C3 20pF R3 10K C1 10uF VCC S1 VCC GND1 VCC2 VO 3 RS 4 RW 5 E 6 DB07 DB18 DB29 DB3 10 DB4 11 DB5 12 DB6 13 DB7 14 BG/VCC 15 BG/GND 16 LCD1LCD1602 VCCVCC RS RW EN R1 2K P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07 P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07 CPU塊塊 蜂蜂鳴鳴器器報報警警電電路路 5 4 6 2 3 1 SW1 sw-塊塊 1 2 P1 GND VCC 電電池池盒盒接接口口 電電源源接接口口 CS 1 CH0 2 CH1 3 GND 4 DI 5 DO 6 CLK 7 VCC 8 1 ADC0832 GND VCC 1 2 34 5 6 U2 R6 4.7 GND R5 1K VCC 1 2 B1 蜂鳴器 3 2 1 Q1 9012 VCC R2 2K GND1 DATA 2 VCC3 U3 DS18B20 GND R7 10K VCC 12 D1 D R4 2K 1 18 8b b2 20 0溫溫度度傳傳感感器器 M MQ Q- -2 2煙煙物物傳傳感感器器 S4 S3 S2 S5 GND P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 RST 9 (RXD)P3.0 10 (TXD)P3.1 11 (INT0)P3.2 12 (INT1)P3.3 13 (T0)P3.4 14 (T1)P3.5 15 (WR)P3.6 16 (RD)P3.7 17 XTAL2 18 XTAL1 19 GND 20 P2.0 21 P2.1 22 P2.2 23 P2.3 24 P2.4 25 P2.5 26 P2.6 27 P2.7 28 PSEN 29 ALE/PROG 30 EA/VPP 31 P0.7 32 P0.6 33 P0.5 34 P0.4 35 P0.3 36 P0.2 37 P0.1 38 P0.0 39 VCC 40 STC89C52 1 2 3 4 5 6 7 8 16 15 14 13 12 11 10 9 10K R VCC 圖 2-6 火災報警系統(tǒng)原理圖 本文采用 Protel DXP 作出原理圖連接圖，并在相應的位置標出了量值和元 件符號。原理圖是做出系統(tǒng)的比較重要的一步。 安徽三聯(lián)學院畢業(yè)論文 8 第三章 系統(tǒng)硬件設計 3.1 核心芯片選擇 3.1.1 選擇 STC89C52 的原因 STC89C52 是微控制器，它的功耗小，有 8K 的 Flash 存儲器。該單芯片有 8 位的 CPU，還有可編程的閃存。STC89C52 擁有 8k 字節(jié)的 Flash，256 字節(jié)的 RAM，32 位的 I/O 輸入輸出端，數(shù)據(jù)指針有 2 個，16 位的定時器/計數(shù)器有 3 個，中斷結構，是全雙工工作電路9。在空閑的時候，CPU 會停止工作，但是 允許 RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷工作。在掉電的情況下，會保存 RAM 里 的內容，單片機被迫停下來，不在工作，只有復位時才會工作10。 本火災報警系統(tǒng)采用 STC 系列單片機，它比其他單片機更具優(yōu)點，一般情 況下 STC 單片機資源較多，它執(zhí)行速度也很快；STC 系列單片機的下載程序很 方便；STC89C52 里面有看門狗電路，本身具有抗外界干擾性能11。 3.1.2 STC89C52 引腳圖及功能說明 面對 STC89C52 各引腳的功能進行較為詳細的介紹： 1)電源引腳 Vcc 和 Vss VCC：電源接口，+5V。接地端子 VSS12。 2)時鐘電路引腳 XTAL1 和 XTAL2 XTAL1:這是反相放大器的輸入。XTAL2：此引腳連接到反相放大器的輸出時 鐘信號的輸入13。STC89C52 單片機引腳圖如圖 3-1 所示。 安徽三聯(lián)學院畢業(yè)論文 9 圖 3-1 STC89C52DIP-40 封裝封裝引腳圖 本設計使用 P3 口，其接線見表 2 所示。 表 3-2 P3 口第二引腳功能 3.2 單片機最小系統(tǒng) 單片機最小系統(tǒng)是電子產品制作中最為簡易的電路，本文中的最小系統(tǒng)有 STC89C52、復位電路、時鐘電路構成，這也是老師要求我們必須掌握的，組圖 如圖 3-3 所示。 引腳第 2 功能 P3.0 RXD（串行口輸入端 0） P3.1 TXD（串行口輸出端） P3.2INT0 P3.3INT1 P3.4T0 P3.5T1 P3.6WR P3.7RD 安徽三聯(lián)學院畢業(yè)論文 10 P0.0/AD0 39 P0.1/AD1 38 P0.2/AD2 37 P0.3/AD3 36 P0.4/AD4 35 P0.5/AD5 34 P0.6/AD6 33 P0.7/AD7 32 P2.0/A8 21 P2.1/A9 22 P2.2/A10 23 P2.3/A11 24 P2.4/A12 25 P2.5/A13 26 P2.6/A14 27 P2.7/A15 28 P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.5/T1 15 P3.6/WR 16 P3.7/RD 17 XTAL1 19 XTAL2 18 RST 9 PSEN 29 ALE 30 EA 31 P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 STC89C52 U1 20PF C2 20PF C3 12 12M 10K R3 10UF C1 10K R7 VCC P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 圖 3-3 單片機最小系統(tǒng) 3.2.1 晶振電路 由電容組成的震蕩電路為單片機提供時鐘信號，XTAL1 和 XTAL2 在這里就 不在詳細介紹了，它們通過晶體連在一起，然后分別接電容到地，電容大小一 般采用 1833pf，本文使用石英晶體作為晶振，電容的大小為 20pF。 3.2.2 復位電路 復位電路是確定單一的啟動狀態(tài)，從而完成單片機的啟動。當給單片機上 電的時候，將會出現(xiàn)復位信號14。當系統(tǒng)在運行的過程當中，如果被干擾到， 程序可能會跑飛，然后按復位鍵，單片機的程序會從新運行起來。有許多種方 式，一般分為上電復位和手動復位兩種電源，單片機上電后，當復位端持續(xù) 2 個機器周期的高功率通常，單片機本身可以重置。在本設計中手動復位，需要 連接一個上拉電阻，上拉電阻為 10K 的排阻。本系統(tǒng)內部使用時鐘和上電復位 的復位電路，如圖 3-4 所示。 12 XTAL 30pF C1 30pF C2 GND 10uF C-RST 10K R1 VCCGND Res X1 X2 圖 3-4 單片機晶振和復位電路原理圖 安徽三聯(lián)學院畢業(yè)論文 11 由于單片機 P0 口內部不含上拉電阻，其它口內部都含有上拉電阻的，所以 在使用該 I/O 口時，需要接上拉電阻15。 3.3 煙霧檢測 AD 采集電路 本設計采用 8 位 A/D 芯片，煙霧傳感器和溫度傳感器的輸出端接三極管， 然后接到 AD 轉換芯片的端口。 芯片的幾個重要管腳功能如下： ALE 為高電平有效。 START：當 START 置 1 時，內部寄存器的所有內容會被清掉；置 0 時，一個 下降沿，將模擬信號，在轉型過程中，一開始是一個較低的水平。 EOC：轉換結束信號16。 我們采用 MQ-2 傳感器收集的煙塵濃度，ADC0832 采集煙塵濃度，可相應的 煙霧濃度大小知道電壓。進而設定理想的煙霧濃度的報警值，如圖 3-5 所示。 CS 1 CH0 2 CH1 3 GND 4 DI 5 DO 6 CLK 7 VCC 8 1 ADC0832 GND VCC 圖 3-5 煙霧濃度采集電路 3.4 按鍵控制電路 本電路設計了 4 個按鍵，一個設置鍵，用來設置煙霧濃度和溫度；一個加 鍵，用來設置溫度和濃度的報警值；一個減鍵，同加鍵；一個緊急報警鍵，當 安徽三聯(lián)學院畢業(yè)論文 12 遇到緊急情況時，可按緊急報警鍵，一個取消緊急報警鍵，報警時蜂鳴器響， 紅燈亮。真正的按鍵有 4 個，其按鍵控制電路如圖 3-6 所示。 圖 3-6 按鍵控制電路 3.5 聲音報警電路 在三極管的基極電阻連接，然后連接 MCU P3.6 端口，來控制蜂鳴器報警電 路，如圖 3-7 所示為。 圖 3-7 聲音報警電路 安徽三聯(lián)學院畢業(yè)論文 13 3.6 LCD 顯示電路 數(shù)據(jù)被采集進來后，模擬信號轉化為數(shù)字信號，并將信號顯示在顯示模塊 上，這樣我們可以更直觀地觀看17。LCD 極限參數(shù)如下表 3-8 所示。 安徽三聯(lián)學院畢業(yè)論文 14 表 3-8 LCD 極限參數(shù) 標準值 名稱符號 MINTYPEMAX 單位 電路的功率Vdd-Vss-0.37V LCD 啟動Vdd-VeeVdd-13.5Vdd+0.3vV 輸入電壓VIN-0.3Vdd+0.3V 靜電電壓-100V 工作溫度-20+70 儲存溫度-30 在本設計中，采用 LCD1602 來進行顯示，其實現(xiàn)電路如圖 3-9 所示。 圖 3-9 LCD 液晶顯示電路 3.7 電源接口電路 本文采用 3 節(jié) 1.5V 的干電池給單片機和傳感器供電，這樣的話更換電池比 較方便。具體的接口電路如下圖 3-10 所示。 安徽三聯(lián)學院畢業(yè)論文 15 圖 3-10 電源接口電路 3.8 火災報警系統(tǒng)圖片 本文設計的報警系統(tǒng)正面接線圖（去除 LCD)，該圖片中用到的原件很多, 見圖 3-11 所示，反面接線圖如圖 3-12 所示，完整報警系統(tǒng)報警圖如圖 3-13 所 示。 安徽三聯(lián)學院畢業(yè)論文 16 圖 3-11 正面接線圖 安徽三聯(lián)學院畢業(yè)論文 17 圖 3-12 反面接線圖 在萬能板的后面，在焊接的時候，有些引腳通過錫焊接到一起，所以用到 的導線很少，看上去簡單，導線排列整齊，比較美觀。 安徽三聯(lián)學院畢業(yè)論文 18 圖 3-13 完整報警系統(tǒng)圖 該圖是在通電正常情況下的報警系統(tǒng)，從圖上可以看出此時設置的溫度是 15，煙霧濃度設為 39%，當外界環(huán)境溫度達到或超過 15時，或煙霧濃度達 到或超過 39%，系統(tǒng)會發(fā)出報警聲音。 安徽三聯(lián)學院畢業(yè)論文 19 第四章 火災報警系統(tǒng)軟件設計 4.1 火災報警系統(tǒng)程序設計 4.1.1 主程序流程圖 給傳感器預熱放在第一位,原因是 MQ-2 煙霧傳感器在放置一段時間后已經 沒有電。其流程圖如圖 4-1。 開始 否 是 圖 4-1 主程序流程圖 4.1.2 報警子程序 當煙霧濃度超過煙霧報警值以及當溫度超過溫度極限值時，蜂鳴器發(fā)出滴 滴的報警聲音，相應的信道的紅燈閃爍，以提醒操作人員采取相應的措施來確 開始 程序初始化 傳感器預熱處理 信號采集 A/D 轉換 單片機處理，判斷 是否超過報警設定 進入報警子程序 開始 安徽三聯(lián)學院畢業(yè)論文 20 保安全。 4.1.3 按鍵處理子程序 開始 掃描鍵值 是否有鍵按下 延時 1ms 消抖 是否有鍵按下 提取鍵值 調用鍵盤 處理子程序 結束 N N Y Y 圖 4-2 按鍵處理子程序 4.2 電路的調試 電路的調試分為硬件調試和軟件調試，對于硬件調試，首先要仔細檢查線 路，看看有沒有虛焊現(xiàn)象，是否有毛刺需要修改，有的話則進行修改。電路調 試很麻煩，需要不斷地發(fā)現(xiàn)問題，然后改正，過程比較繁瑣。 安徽三聯(lián)學院畢業(yè)論文 21 致謝 剛開始選題時，杜老師和江老師給我們多個題目供選擇，我對公交車火災 報警系統(tǒng)這個論題很感興趣，心想:在做的過程中，遇到不會的問題，可以請教 講師，這樣應該沒什么問題的，從選擇公交車火災報警系統(tǒng)這個論題后，我就 在查找各種與之相關的資料，有時候想不清楚到底該怎樣做才能更完善報警系 統(tǒng)這個設備，就去問老師。從選題到完成設計，老師幫我發(fā)現(xiàn)做論文過程中遇 到的各種問題，幫助我思考，鼓勵我，讓我充滿了信心和勇氣，使我非常積極 地投入到設計中，不斷地實現(xiàn)了設計中的每一個環(huán)節(jié)，經過連續(xù)奮戰(zhàn)一段時間 后，我終歸實現(xiàn)了這個設計，心里感覺滿滿的、甜甜的。在此，再次感謝老師， 老師辛苦了，是你讓我在再次回味了大學的學習生活，再次想起那份執(zhí)著與熱 情，我很快樂，謝謝你。 在大學這四年，我覺得這項設計讓我認為學習更有意義，生活更為充實， 最后我要感謝我的關心和愛護我的家人，我尊敬的老師和我親切的同學和朋友， 謝謝你們，是你們讓我的生活充滿了正能量，讓我堅強快樂地走下去。 安徽三聯(lián)學院畢業(yè)論文 22 參考文獻 1S. M. Lo，C. M. Zhao，M. Liu，A .Coping. A simulation model for studying the implementation of performance-based fire safety design in buildings J.Automations in Construction，1998，17(7)：852 863. 2J. K. W. Wong，H. Li，S. W. Wang. Intelligent building research：a review J.Automation in Construction，2005，14 (l)：143159. 3丁璐，李春華，楊戍.火災探測技術的分析J.現(xiàn)代煤礦火災探測技術.2007：12-15. 4吳龍標，袁宏永.火災探測與控制工程M.合肥：中國科學技術大學出版社，1999. 5范維澄.中國火災科學基礎研究概況J.火災科學，2005.22-25 6秦兆海，周鑫華.智能樓宇安全防范系統(tǒng)M.北京:清華大學出版社；北京交通大學出版 社，2005. 7劉迎春.傳感器原理設計及應用M.哈爾濱工業(yè)大學出社.2004. 8劉廣玉.新型傳感器技術及應用M.北京航空航天大學出版社，1989. 9查方勇.基于 DS18B20 的多點溫度采集系統(tǒng)設計與實現(xiàn)J.黃岡師范學院學報. 2011，31(6)：46 -50. 10李華.MCS 一 51 系列單片機實用接口技術M.北京航空航天大學出版社,2002. 11劉軍.單片機原理與接口技術M.華東理工大學出版社，2006. 12薛峰，朱曉駿.單片機原理及應用M.北京：北京理工大學出版社，2011. 13張毅坤等.單片微型計算機原理及應