微机原理课程设计-公共场所安全报警系统

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1、皖西学院机械与电子工程学院微机原理课程设计摘要：本系统采用AT89C51作为控制器，选用温度传感器AD590、烟雾传感器UD-02、红外敏感元件ST178P作为火灾探测的敏感元件，采用声光报警的方式，设计出可以应用于办公室、教室、家庭房屋等场所的简单实用的火灾探测报警器。单片机巡回检测各房间，采集温度、红外辐射、烟雾；当以上任一项发生异常时系统判断具体是哪房间异常，并用数码管显示房间号，同时蜂鸣器发出鸣叫，报警一分钟后继续进行巡回检测。管理中心最多可控制20个点。关键字：AT89C51、AD590、UD-02、ST178P-17-皖西学院机械与电子工程学院微机原理课程设计一、引言近

2、年来，随着科学技术日新月异的发展，生产力水平达到了前所未有的高度。城市现代化在这样的背景下发展速度越来越快，高层建筑异军突起。由于高层建筑都有建筑高度高、建筑面积大、用电设备多、供电要求高等特点，这些都给高层建筑的防火问题提出了很高的要求。而最近几年，我国因特大恶性火灾导致的多起群死群伤事件已引起有关部门的高度重视，高层宾馆、大型商场等人员集中地区的防火问题被提上日程。在这些场所内，各种电气电子设备高度集中且处于长期运行状态，电气设备过载、过热、短路的火灾隐患较多。一旦发生火灾将很难及时救助，势必要给国家和个人带来不可估量的损失。火灾的发生和发展过程是一个复杂的物理化学过程，而且与

3、环境的相关性很强。一般情况下，一场火灾发生过程都伴随着烟、温、光等信号的产生。基于不同环境及不同燃烧物成分的火灾的生成气成分、烟雾的粒径构成、温场分布及光谱均有不同，因此，火灾过程涉及多个物理和化学参数，而且特征性比较强，与一般的扰动有着本质的区别。基于上述特性，早期火灾探测技术应运而生，尤其是各类传感器在火灾探测领域得到广泛采用，如温度传感器AD590、烟雾粒子传感器UD-02、有害气体传感器TGS-202、红外敏感元件ST178P以及采用物理参数复合的烟温复合探测器，采用不同波段光传感器复合的双波段火焰探测器等。火灾自动报警器最初是以晶体管继电器为分立元件的产品，80年代末，9

4、0年代初随着微型计算机的开发应用，出现了以微机为核心的通用火灾报警器。它的应用使人们对火灾的控制能力大大增强，使危害大大降低。火灾报警器的主要心脏部件就是单片机，通过它接收来自火灾探测器的报警信号，经过确认后，发出声光报警，显示报警位置，并能发出控制信号启动消防设备，迅速灭火。可见，从信号的接收处理到报警消防，完全实现了自动控制，单片机在其中起到了关键的作用。本文结合单片机传感器技术，基于实用、广泛和典型的原则开发设计了这一公共场所安全报警系统。-17-皖西学院机械与电子工程学院微机原理课程设计二、系统原理及总体方案设计火灾自动报警系统的设计主要涵盖以下五个方面：单片机的选取、传感

5、器的选取、装置设置、软件的设计。火灾自动报警系统框图如下图所示。在各个监测点安装有温度传感器、烟雾离子传感器、红外传感器，单片机通过对各监测点巡回检测，对传感器传出数据进行分析判断现场状况。当监测点有火情的其中一种表现（烟雾、温度上升、红外辐射等），单片机接受到传感器变化超出阈值的数据，确定火情信息后，蜂鸣器报警、数码管显示房间号。报警一分钟后，继续巡回检测。温度探测0火光探测0烟雾探测0单片机AT89C51温度探测1火光探测1烟雾探测1显示房间号蜂鸣器0119-17-皖西学院机械与电子工程学院微机原理课程设计三、系统硬件设计该报警系统由AT89C51,温度传感器AD590、烟雾传

6、感器UD-02、红外敏感元件ST178P作为火灾探测的敏感元件，采用数码管显示房间号，蜂鸣器报警。3.1单片机控制中心本设计是基于单片机的声光火灾报警器，单片机是其中的核心部件，它就像大脑一样，是设计中的枢纽。1）89C51的简介AT89C51是一种低功耗/低电压、高性能的8位单片机、片内带有4K字节的FLASH可编程，可擦除只读存储器（EPROM），它采用了COMS工艺和ATMEL公司的高密度非易失性存储器技术。而且其输出引脚和指令系统都与MCS-51兼容。片内的FLASH存储器允许在系统内可改编程序或用常规的非易失性存储器编程器来编程。因此AT89C51是一种功能强、灵活性高且

7、价格合理的单片机、可方便应用在与本次设计相关的控制领域。2）89C51外围接口电路AT89C51单片机外围接口电路如下图所示，主要包括：1.晶振电路：内部时钟电路的晶振频率一般选择在4MHZ~12MHZ之间（该设计选用12MHZ），外接两个谐振电容。该电容的典型值为30pF,该设计选用33pF。2.复位电路：单片机复位采用按键高电平复位3.直流电源-17-皖西学院机械与电子工程学院微机原理课程设计3.2信号采集处理模块信号采集包括烟雾、温度、火光信号的采集，分别采用温