传感器课程设计---火灾探测及报警系统的设计

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1、火灾探测及报警系统的设计火灾探测及报警系统的设计 一、系统方案设计 1、 课题设计的目的和意义 本课程设计要求利用单片机结合传感器技术而开发设计的智能火灾报警系 统，从而可以对生活中有火灾隐患的地方进行监测与防范，并且当火灾发生时能 及时发出警报，让人们可以迅速赶到现场熄灭火灾，以此可以减少财务损失与人 员的伤亡。设计目的是设计和实现一种分布式智能火灾报警控制系统，实现系统 软硬件的组成和实现。 为了全面有效地反映被监视环境的各种细微变化， 故智能系统采用了设有专 用芯片的模拟量探测器设计，从而可以对烟雾和灰尘等影响实施自动补偿，同时 有数字量的探测器，直接将采集的信号信息送入控制器进行自动处

2、理，以此而实 现各种智能特性、无灾误报和准确报警。 为了解决不同工程的适应性，同时提高运行的可靠性，故系统采用主从式网 络结构设计。 为了完成总线报警，又实现总线联动控制，故系统采用全总线计算机通信技 术设计。 为了能准确无误的产生报警，故采用了感烟效果好、灵敏度高的 MQ-2 烟雾 传感器和 DS18B20 数字温度传感器。 2、 系统方案框图 二、工作原理 1、检测原理 本课程设计的智能火灾报警系统的工作， 由 DS18B20 数字温度传感器采集周 围环境中的温度，经过信息处理，转化为 C51 单片机能够处理的数字量。在 AT89S52 单片机中，采集并经过处理的数据要与系统所规定的相关上

3、限值进行比 数据采集模块 A/D 转换 模块 单片机主控处理 模块 报 警 电 路 模块 1 较（上限值是保证系统正常工作同时周围环境处于良好状态时的上限） ，如果超 过了上限值，则说明周围环境异常，要报警，以便人们的正常生活和工作。把信 息综合处理，根据实际的需要以及现场的环境，来发现和识别警报，构成智能化 的监控系统，提高了系统工作的可靠性。 2、元器件的选择 2.1、单片机的选择 单片机是本方案的关键，本方案中选用 AT89S52，其结构和主要参数如下： 功能特性描述： AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在线系统可编程 Flash存储器。使用Atmel公司高

4、密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产 品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规 编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线， 看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结 构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑 操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、

5、定 时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器 被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。 引脚结构 2 2.2、A/D 转换器的选择 A/D 转换器的种类很多，就位数来分，有 8 位、10 位、12 位、16 位等。位 数越高，其分辨率也越高，但价格也越贵。而就其结构而言，有单一的 A/D 转换 器，有内含多路开关的 A/D 转换器。根据本设计的需要，我选择的 A/D 转换器是 ADC0809 芯片。 ADC0809 是美国 Analog Device 公司生产的 8 位逐次逼近式模数转换器，转 换速率高，自带三态输出缓冲电路，可直接与各种典型

6、的 8 位或 16 位的微处理 器相连而无需附加逻辑接口电路，且能与 CMOS 及 TTL 兼容，是目前我国应用最 广泛，价格便宜的 A/D 转换器。加之内部含有三态输入缓冲电路，可直接与各种 微处理器连接，且无须附加逻辑接口电路，内部设置的高精参考电压源和时钟电 路，使它不需要任何外部电路和时钟信号，就能完成 A/D 转换功能，应用非常方 便。 2.3、温度传感器的选择 温度传感器，使用范围广，数量多，居各种传感器之首。温度传感器的发展 大致经历了以下 3 个阶段。 2.3.1、传统的分立式温度传感器 主要是能够进行非电量和电量之间转换。 传统的分立式温度传感器如热电偶 传感器。热电偶传感器是工业测量中应用最广泛的一种温度传感器，它与被测对 象直接接触，不受中间介质的影响，具有较高的精度；测量范围广，可从 -501600进行连续测量,特殊的热电偶如金铁镍铬，最低可测到-269， 钨铼最高可达 2800。 2.3.2、模拟集成温度传感器/控制器 它的主要特点是功能单一（仅测量温度） 、测温误差小、价格低、响应速度 快、传输距离远、体积小、微功耗等，适合远距离测