基于51单片机的无线火灾报警系统设计.pdf

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探索争鸣lEXPLORECONTEND基于51单片机的无线火灾报警系统设计冯峥（长沙市轨道交通集团有限公司，湖南长沙410004）摘要：

火灾是冈内外普遍关注的灾难性问题，本文设计了一种基于单片机的无线火灾报警系统。

系统上位机采用AT89C51单片机作为主控芯片，下位机以PICl8乐列单片机作为主控芯片。

系统包括主控模块、烟感探头、人机交互模块以及无线射频通信模块四大部分。

关键词：

单片机；射频；火火报警引言火灾是国内外普遍关注的灾难性问题。

它在任何时间、任何地区都可能发生。

随着社会绛济的发展建筑物、构筑物应用材料的多样性各类丁业和科学技术的发展，易燃材料增多。

加之人们生活环境和生活方式的变革，火灾的危险性日益增加，火灾次数、火灾造成的人员伤亡和经济损失逐渐增多。

尤其是近几年来高层建筑大量增加。

一旦发生火灾，灭火的难度更大。

现有的采用有线方式连接的分布式消防报警系统存在投资人，安装麻烦程鼍大等诸多缺点。

因此本文设计开发了一种安全可靠。

便于安装。

投资少的分布式无线消防报警系统。

一、系统的总体设计上位机控制器。

每台控制器可连接的探测器以16的倍数为扩展基数，基本型最多可连接16个探测器大屏幕液晶汉字显示，系统扩展为32、48、64个探测器。

内带备用电池组。

主要技术指标满足GB471793火灾报警控制器通用技术条件要求fllo系统原理框图如图1所示，系统共由两部分构成：

其中下位机部分包括了：

烟雾火灾传感器和PIC单片机以及电源和通信模块。

上位机由无线通信模块，液晶显示模块，键盘输入模块，主控单片机芯片和电源以及相应的外围模块等组成。

上伪栅和下位机的通信方式采用无线数据传输；下位机用高能电池给系统供电采用，低功耗的设计，保障系统长时间bI靠的工作；上位机的电源则由220V的电源经电压变送模块后供给系统使用。

二、系统实现在上一节介绍了系统的总体要求和设计的总体方案的基础上，本节将具体介绍各个功能模块的实现和其在系统中的使用情况。

1系统上位机实现上位机的具体硬件结构图如图2所示：

078其中，看门狗模块采用IMPSl3L21监控电源及电池电压和p,PIzC的工作状况，看门狗定时器的输出连接垒触发复位信号；键盘和联动模块采用8255A为控制核心。

分别设计了通过横纵向扫面获得键盘值的4x4键盘结构以及为了控制其它消防设备动作（如消防喷头、消防卷砸门、消防警铃等）的+24V继电器输出信号，通过并行总线与CPU联系。

液晶显示模块采用以T6963（点阵式液晶图形显示控制器）为核心的SMG24一一0128A131标准图形点阵式液晶显示器，其通过并行总线与CPU联系，可以同时打开图形显示和字符显示两种显示模式；为了准确记录系统状态信息和可能出现的大量火警信息，系统采用一块容量为64K的Flash存储模块（核心为Atmel公司的AT29C512）CPU通过并行总线设计了和实时时钟模块（核心为DSl302）CPU通过P14、P15和P16端口模拟SPI协议与其通信；最后。

系统通过串口与射频无线传输模块实现交互数据。

2系统下位机实现下位机的具体硬件结构图如图2所示：

图3下位机的硬件结构图其中火灾传感探头的核心芯片采用MCl45017。

利用MCl45017芯片1411懈感应器原理：

当烟进入电离室时对电离电流产生影响，易于进烟的外电离室受影响大于内电离窒，电离电流下降收集极重新充电直到新的平衡电位，这种电位变化可用r触发报警电路：

通过反复的试验，得到烟感探头的部分管脚信号有如图4所示的特点：

根据上面1号和4号管脚在正常状态、火警状态以及欠电压状态下的信号特点。

我设计了烟感信号的前处理单元它由一个异或门构成。

在正常状态下。

I号脚和4号脚是两个基本同步的脉冲信号，经过异或后的信号输出为0。

在不正常状态下1号脚和4号脚是两个万方数据EXPLORECONTENDl探索争鸣海南游艇业何时才能搭上开往国际旅游岛的列车谷秀丽（三亚城市职业学院，禽南三亚572000）摘要：

国务院关于推进海南国际旅游岛建设发展的若干意见的出台使得海南省成为全围的讨论的焦点，媒体争相报道。

令省人民也将建设“海南f日际旅游岛”看作是第二大历史机遇寄，了极大的热情和希望。

而作为商南的新兴产业赫艇业。

该如何跟上闰际旅游岛建设的脚步如何协助完成“每南国际旅蔚岛”的历史使命?

笔者从岗南游艇业的现状出发。

通过分析在大环境下海南蔚艇业的发展状况及存在的不足试探讨海南游艇qk的发展趋势提出个人的一点粗浅的见解，以抛砖引玉，引起人们对海南发展游艇业更加理性的认识、思考与探索。

关键宇：

游艇业；国际旅游岛；现状；趋势；建议一、我国游艇业的现状游艇这种既商务又休闲的消费品已经受到越来越多人的亲睐。

特别是天津、上海、大连、深圳等沿海城市游艇需求越来越大从国内市场总体看，天津、上海、大连、深圳等沿海城市主导着市场。

与此同时，这些城市又是中国游艇的主要制造地。

2008年中国已经有200多家游艇制造企业，产值超过1000万的企业有30多家，沿海有游艇100多艘，这些都主要集中在深圳、上海、青岛天津、厦门、珠海等城市。

游艇业逐渐成为一个城市的名片作为一种新兴产业也受到各界的重视，寄予厚望。

辽宁、河北、山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、海南等沿海和内陆水上旅游资源丰富且经济相对发达的省市游艇业已有所发展，其中青岛、日照由于2008年奥帆赛和世帆赛的因素，其发展非常迅猛。

全国各地的游艇界有三个热潮：

一是游艇产业规划热。

游艇产业规划水系景观规划开始成为热点；二是游艇俱乐部建设热。

游艇业不再只是重视制造，更多的是重视对游艇消费市场。

从2006年开始全国很多地方开始建设和规戈0游艇俱乐部：

三是游艇商务活动热。

游艇作为有效又高端的载体已经越来越被商务人士所接受，商务公务办公，休闲娱乐等等。

二、海南游艇业现状海南虽然具备得大独厚的自然资源和海洋资源，但由于受经济、环境、政策等各方面的影响和制约，游艇业的发展一直处于低迷状态，最近几年才开始真ii的起步。

2005年，海南鸿洲集团成立j砭鸿洲国际游艇有限公司。

2007年，该集团与意大利法拉帝集团就建设及运营三亚鸿洲国际游艇会签署合作意向书，自此，圈际知私游艇纷纷抢滩三亚。

目前三亚已注册的赫艇达400艘，除了鸿洲集团建的蔚艇码、大外规划和在建的还有住鹿叫头、亚龙湾、海棠湾、三美湾等处。

三亚剧边城市海口、琼海、陵水、乐东等也在积极筹建游艇石马头。

三、海南发展游艇业的区位优势海南环岛绵延1580多公里的海岸线其间分布着50多个风光旖旎的海湾。

这些都是发展蔚艇环岛游以及相关产业最具有优势的条件。

而三亚是中国唯一的热带滨高度假城市，自然资源丰富，海洋面积辽阔，航线条件发达，有六个较人的主要海湾。

独占发展旃艇产业的战略高地优势，被公认为是中国最适合发展旃艇经济的地区。

其次，三亚有oI叠定而长远的国际游艇产业战略发展布局。

三亚“十一五”规划明确指出：

积极鼓励发展私人游艇和企业会所，引进各类豪华游艇，吸引大批富裕阶层和游艇爱好者前来休闲度假，建设中完全不同的信号，经过异或后的信号输入为1。

系统正是利用了这个异或后的信号接到PIC的外部中断PB4口上。

到达非正常状态时立即唤醒休眠的单片机检测烟感信号的目的。

单片机被唤醒后，利用外部计数器TMRI对4号脚的信号进行计数根据TMRI在指定的时间内计到的脉冲数来判断是火灾报警还是欠电压报警。

三、系统低功耗设计在COMS系统中，按照CMOS电路的特点，其系统功耗Ws为：

砒C广?

其中：

C为负载电容。

u为电源电压，为时钟频率。

为了降低单片机系统的功耗，必须降低其供电电源电压u（如供电电源电压从5v供电降为36V供电），在保证满足响应速度要求的条件下使系统的平均时钟频率最低充分利用对单片机进行的时钟管理和低功耗休眠技术采用符合系统要求的低功耗单片机。

低功耗设计技术大致bJ以分为两类：

动态技术和静态技术【5l。

静态技术是指从系统构造、工作原理方面入手。

降低系统功耗，如选用低功耗器件，采用异步电路体系设计等。

而动态技术则是通过改变系统的运行行为来达到降低系统功耗的目的，如在系统工作过程中，根据运行状况将器件从工作状态转入睡眠状态。

四系统实验虽然根据理论分析烟感的1号、4号产生的是同步的脉冲信号，但试验证明这两个信号住时间上还是有一个很小的差值，这个时间差将引起下位机的误报酱因此为了弥补这个时间差产生的误报警信号，我在异或门的输出加了一个101zF的电解电容用于消除由于这个时间差产生的窄脉冲的误报警信号。

系统通过实际运行证明良好，射频无线传输距离在一般混凝土结构办公大楼内有效可靠传输距离为水平方向左右40M（穿越6-7间办公室），垂直方向10M（穿越3屡楼）。

烟感探头正常工作1周后，一节商能量1300mAh锂电池的剩余电鼍约为95左右。

由此推算采用高能电池供电的烟感探头至少可以正常工作半年以上。

参考文献【1】中华人民共和围国家标准，火灾自动报警系统设计规范（GB501169s）lSl。

北京：

中围杯准出版社1999【2J武汉力源电f股份有限公司IMP813L数据手册lZl，1998【3】长沙人阳人电子宵限公司SMG240128ALCM使用说明书IZl,20044Motorola公司MCl45017技术手册Zl，2000【SliiV五明邱。

E春PIC单片机系统低功耗设计方法【I】微型机与应用2001（5）：

1718万方数据基于51单片机的无线火灾报警系统设计基于51单片机的无线火灾报警系统设计作者：

冯峥作者单位：

长沙市轨道交通集团有限公司,湖南,长沙,410004刊名：

魅力中国英文刊名：

CHARMINGCHINA年，卷（期）：

2010（23）参考文献（5条）参考文献（5条）1.GB50116-1998.火灾自动报警系统设计规范19992.武汉力源电子股份有限公司IMP813L数据手册19983.长沙太阳人电子限公司SMG240128ALCM使用说明书20044.Motorola公司MC145017技术手册20005.邱玉春.邱玉明PIC单片机系统低功耗设计方法2001（5）本文链接：

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