基于单片机火灾报警器的设计_精品文档文档格式.doc
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2012年4月9日
学位授予单位：
重庆文理学院
中国·
重庆
2012年4月
电子电器工程学院毕业论文（设计）目录
目录
中文摘要 III
Abstract IV
1绪论 1
1.1概述 1
1.2火灾报警器的发展趋势 1
1.3火灾报警器的现状及特点 1
2烟雾检测报警器的方案设计 2
2.1烟雾检测报警器设计思路 2
2.2烟雾传感器的选型 2
2.2.1烟雾传感器介绍 2
2.2.2烟雾传感器的选定 5
2.2.3MQ-2型烟雾传感器的工作原理 6
2.2.4MQ-2型烟雾传感器的特性及性能指标 7
3烟雾检测报警器的整体设计方案 9
3.1烟雾检测报警器原理图 9
3.2单片机的选型 9
3.2.1STC89C52RC单片机的结构 9
3.3ADC0832模数转换电路 12
3.3.1ADC0832功能特点 12
3.3.2ADC0832外部引脚及说明 13
3.3.3单片机对ADC0832的控制原理 13
3.3.4ADC0832典型应用 14
3.4声音报警器电路 15
3.5状态指示灯及控制键电路 15
4烟雾检测报警器的软件设计 16
4.1AT89S52单片机调试及开发工具 16
4.2烟雾检测报警器软件流程及设计 16
4.2.1主程序设计及流程图 17
5结论 17
参考文献 19
致谢 20
I
2008级电子信息科学与技术专业毕业论文（设计）
单片机火灾报警系统设计
电子信息科学与技术（职教师资）专业1班陈元龙指导教师邓于
摘要：
随着“信息时代”的到来，作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步，其应用领域越来越广泛，对其要求越来越高，需求越来越迫切。
传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。
因此，了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。
本论文以MQ-2型半导体电阻式烟雾传感器和STC89C52RC单片机技术为核心并与其他电子技术相结合，设计出一种技术水平较好的烟雾报警器。
其中选用MQ-2型半导体可燃气体敏感元件烟雾传感器实现烟雾的检测，具有灵敏度高、结构简单、响应快、抗干扰能力强、性能稳定、智能化、实用价值高等优点，而且价格低廉，使用寿命长。
关键词：
烟雾，报警器，STC89C52RC，传感器
III
Thedesignoffirealarmsystembasedonsinglechipmicrocomputer
Major:
ElecElectronicinformationscienceandTechnology（teachers'
professionalclass1）Author:
ChenYuanlongSupervisor:
DengYu
Abstract:
withtheadventof"
informationtimes"
asameansofaccessinginformation--sensortechnologyhasbeensignificantprogress,itsapplicationfieldismoreandmoreextensive,therequirementismoreandmorehigh,moreandmoreurgentneed.Thesensortechnologyhasbecomeanationalscienceandtechnologydevelopmentlevelofoneoftheimportantsymbols.Therefore,understandingandmasteringofsensor'
sstructure,workingprincipleandcharacteristicisveryimportant.
Inthispaper,aMQ-2typesemiconductorresistortypesmokesensorandSTC89C52RCsinglechipasthecoretechnologyandelectronictechnology,designsatechnologybettersmokealarm.TheselectionofMQ-2typesemiconductorgassensitiveelementsmokesensorsmokedetection,whichhashighsensitivity,simplestructure,quickresponse,stronganti-interferenceability,stableperformance,intelligent,practicalvalueishigh,andthepriceislow,longservicelife.
Keyword:
Smog,alarmapparatus,STC89C52RC,sensor
1．绪论
1.1概述
火灾自动报警系统，一般由火灾探测器、区域报警器和集中报警器组成；
也可以根据工程的要求同各种灭火设施和通讯装置联动，以形成中心控制系统。
即由自动报警、自动灭火、安全疏散诱导、系统过程显示、消防档案管理等组成一个完整的消防控制系统。
火灾探测器是探测火灾的仪器，由于在火灾发生的阶段，将伴随产生烟雾、高温格火光。
这些烟、热和光可以通过探测器转变为电信号报警或使自动灭火系统启动，及时扑灭火灾。
1.2火灾报警器的发展趋势
二十多年前，中国的消防报警产品刚刚起步，无论产品技术含量、产品系列完整性、使用性，还是社会影响程度都是相当低的。
国外的产品和品牌一统天下，占领中国的大部分市场。
由于中国的建设正在飞速发展，市场大的惊人，难道这由中国发展带来的成果只能由外国企业来瓜分？
可幸的是中国企业抓住了机遇，顶住了挑战，先是一批国家的科研院所，后是一批国营企业、民营企业，业内也吸引和凝聚一大批国内的技术和管理精英，花了十多年时间，通过几次产品更新换代，就使自己的产品紧紧跟上了国际水平，并且夺回了大部分国内市场，使得现在大多国外产品只有招架之功，这是典型的自力更生，走自己的路。
当然目前而言，我们基本占据的是国内市场，对外还刚启动。
中国企业正虎视眈眈，准备进军海外市场。
1.3火灾报警器的现状及特点
消防报警产品是一个系列产品，包括火灾探测设备、信息传输设备、报警分析控制器、消防控制联动。
是物理传感技术、自动控制、计算机技术、数据传输和管理、智能楼宇等技术的综合集成，属于高新技术。
依托中国多年的基本建设的发展，这个行业也得到发展，具备了和国外知名企业抗衡的能力。
在目前中国许多冠名以高新技术的行业中，中国企业大多做的是下游的制造和服务，分取极少一部分的利润，象消防报警产品那样又拥有自我知识产权，又拥有大量市场的行业其实是很少的。
在消防报警产品的技术含量上，国内产品和国外产品差距不是很大，许多指标已经超越，存在的问题是：
类似于国外消防报警产品的大批量规模化的生产才刚起步，有待于积累经验和技术；
也因此在产品一致性和长期稳定性上有一些差距；
国内正在形成权重的大型企业和集团，这样可以带领国内的各家企业去冲击海外市场，并最终占领海外的消防报警市场。
2．烟雾检测报警器的方案设计
2.1烟雾检测报警器设计思路
烟雾检测报警器是能够检测环境中的烟雾浓度，并具有报警功能的仪器，仪器的最基本组成部分应包括：
烟雾信号采集电路、模数转换电路、单片机控制电路。
烟雾信号采集电路一般由烟雾传感器，将烟雾信号转化为模拟的电信号。
模数转换电路ADC0832将从烟雾检测电路送出的模拟信号转换成单片机可识别的数字信号后送入单片机。
单片机对该数字信号进行滤波处理，并对处理后的数据进行分析，是否大于或等于某个预设值（也就是报警限），如果大于则启动报警电路发出报警声音，反之则为正常状态。
2.2烟雾传感器的选型
烟雾传感器属于气敏传感器，是气-电变换器，它将可燃性气体在空气中的含量（即浓度）转化成电压或者电流信号，通过A/D转换电路将模拟量转换成数字量后送到单片机，进而由单片机完成数据处理、浓度处理及报警控制等工作。
传感器作为烟雾检测报警器的信号采集部分，是仪表的核心组成部分之一。
由此可见，传感器的选型是非常重要的。
2.2.1烟雾传感器介绍
（1） 烟雾传感器的分类
烟雾传感器种类繁多，从检测原理上可以分为三大类：
（a）利用物理化学性质的烟雾传感器：
如半导体烟雾传感器、接触燃烧烟雾传感器等。
（b）利用物理性质的烟雾传感器：
如热导烟雾传感器、光干涉烟雾传感器、红外传感器等。
（c）利用电化学性质的烟雾传感器：
如电流型烟雾传感器、电势型气体传感器等。
（2） 烟雾传感器应满足的基本条件一个烟雾传感器可以是单功能的，也可以是多功能的；
可以是单一的实体，也可以是由多个不同功能传感器组成的阵列。
但是，任何一个完整的烟雾传感器都必须具备以下条件：
（a）能选择性地检测某种单一烟雾，而对共存的其它烟雾不响应或低响应；
（b）对被测烟雾具有较高的灵敏度，能有效地检测允许范围内的烟雾浓度；
（c）对检测信号响应速度快，重复性好；
（d）长期工作稳定性好；
（e）使用寿命长；
（f）制造成本低，使用与维护方便。
（3）常见烟雾传感器简介
下面对工业上常用的几种烟雾传感器作简单介绍。
（a） 半导体烟雾传感器
半导体烟雾传感器包括用氧化物半导体陶瓷材料作为敏感体制作的烟雾传感器，以及用单晶半导体器件制作的烟雾传感器。
自1962年半导体金属氧化物烟雾传感器问世以来，由于具有灵敏度高、响应快、输出信号强、耐久性强、结构简单、价格便宜等诸多优点，得到了广泛的应用。
该传感器己成为世界上产量最大、使用最广的烟雾传感器之一。
按照敏感机理分类，可分为电阻型和非电阻型。
（b） 固体电解质烟雾传感器
固体电解质烟雾传感器使用固体电解质气敏材料作为气敏元件，其原理是利用气敏材料在通过烟雾时产生电阻，测量其形成电动势从而测量气体浓度。
由于这种传感器电导率高，灵敏度和选择性好，因而得到了广泛的应用，几乎打入了石化、环保、矿业等各个领域，其产量仅次于半导体烟雾传感器的一类传感器。
但这种传感器制造成本高，检测烟雾范围有限，在检测环境污染领域中有优势。
（c） 接触燃烧式传感器
当易燃烟雾接触这种被催化物覆盖的传感器表面时会发生氧化反应而燃烧，故得名接触燃烧式传感器。
接触燃烧式烟雾传感器的检测元件一般为铂金属丝（也可表面涂铂、钯等稀有金属催化层），使用时将铂丝通电，保持300°
C~400°
C的高温，此时若与烟雾接触，烟雾就会在稀有金属催化层上燃烧，因此铂丝的温度会上升，铂丝的电阻值也上升；
通过测量铂丝的电阻值变化的大小，就知道烟雾的浓度。
（d） 高分子烟雾传感
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