前言進(jìn)入二十一世紀(jì)，火災(zāi)依舊是威脅人們生命的一個(gè)重大隱患，圍繞“安全”二字，人類不斷地研發(fā)出不同的火災(zāi)科技產(chǎn)品，幫助人們避免災(zāi)害。從火災(zāi)中我們吸取了教訓(xùn)，快速準(zhǔn)確地報(bào)警是現(xiàn)在研發(fā)的一個(gè)核心，經(jīng)過(guò)時(shí)代的發(fā)展，我們把我們掌握的不同技術(shù)用到了火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中，像電子科技技術(shù)，信息通訊技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和集成電路技術(shù)等，這些技術(shù)相融合我們可以研制出了不同種類的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。隨著科學(xué)研究的不斷深入，我們也發(fā)現(xiàn)了我們研究領(lǐng)域的不足之處，那就是現(xiàn)在市面上的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的傳感裝置太過(guò)單一不能夠完全的反應(yīng)當(dāng)時(shí)的環(huán)境狀況，沒(méi)有辦法在有某項(xiàng)數(shù)據(jù)異常時(shí)發(fā)出報(bào)警，一個(gè)火災(zāi)系統(tǒng)無(wú)法接收到多個(gè)信號(hào)來(lái)源。導(dǎo)致的情況就是，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，系統(tǒng)無(wú)法準(zhǔn)確判斷其起因，有可能不會(huì)報(bào)警或是火勢(shì)已經(jīng)擴(kuò)大時(shí)才報(bào)警，延誤了人們撲救火災(zāi)的時(shí)間。對(duì)于這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，我們研發(fā)出來(lái)了一款可以全方位監(jiān)測(cè)當(dāng)前環(huán)境的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，它是基于STC89C52單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)接收信號(hào)以及報(bào)警的，它可以有效的將多個(gè)傳感器融合在一起，當(dāng)環(huán)境發(fā)生溫度，煙霧等異常時(shí)通過(guò)這系統(tǒng)的運(yùn)作，讓信息準(zhǔn)確地通知給用戶，使用戶能夠第一時(shí)間做出反應(yīng)，減少火災(zāi)在帶來(lái)的損失，具有很高的實(shí)用價(jià)值。第一章緒論1.1選題背景最近幾年來(lái)，火災(zāi)一直是人們面對(duì)的重大災(zāi)難之一，它或是自然因素導(dǎo)致的或是人為的，導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生的原因有很多種（自燃、縱火、電器短路等），大部分都是發(fā)現(xiàn)后火勢(shì)已經(jīng)無(wú)法控制了。所以，我們不僅僅要提防火災(zāi)，更要在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)火災(zāi)后及時(shí)的撲滅火災(zāi)，這對(duì)火災(zāi)自動(dòng)化報(bào)警的要求也逐步的提高，不僅僅能夠做到檢測(cè)到火災(zāi)，同時(shí)可以及時(shí)的報(bào)警，減少人員和財(cái)產(chǎn)的損失。通過(guò)研制新型的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，能夠縮短人們發(fā)現(xiàn)火災(zāi)的時(shí)間，新增加的藍(lán)牙無(wú)線傳輸裝置，通過(guò)藍(lán)牙無(wú)線傳輸，在手機(jī)上可以做到調(diào)整溫度參考值，煙霧參考值，火災(zāi)預(yù)警等功能。使人們實(shí)時(shí)觀測(cè)到現(xiàn)場(chǎng)的溫度，煙霧濃度狀況，十分的便捷。它的主要功能是通過(guò)煙霧、溫度、紅外火焰?zhèn)鞲衅鹘邮諄?lái)自現(xiàn)場(chǎng)的煙霧、溫度、火光等情況，將它傳遞給單片機(jī)進(jìn)行數(shù)字化分析，得出當(dāng)前是否異常。沒(méi)有異常它會(huì)繼續(xù)的甄別，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某點(diǎn)異常時(shí)，單片機(jī)會(huì)將數(shù)據(jù)進(jìn)行快速的傳遞，控制聲光報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。這樣快速的通知對(duì)撲救現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)有著顯著的幫助。這個(gè)智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)適用于多種環(huán)境（樓宇，工廠，商場(chǎng)等），安裝方便，性價(jià)比高，對(duì)于有效防止火勢(shì)蔓延有著非比尋常的意義。單片機(jī)的集成度非常的高，所以它有使用便捷，價(jià)格便宜，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。1.2火災(zāi)報(bào)警裝置的發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1外國(guó)的火災(zāi)智能報(bào)警裝置的發(fā)展最早的報(bào)警方式是用的Morals電碼，這種方法是Morals于19世紀(jì)30年代發(fā)明出來(lái)的,當(dāng)時(shí)的人們可以用Morals電碼配合無(wú)線電直接實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳遞信息。而后被一個(gè)名叫williamchanning的波士頓消防迷所發(fā)現(xiàn),他利用這項(xiàng)功能,開(kāi)啟了手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警的先河。將美國(guó)波士頓的街道都放上了可以報(bào)告的電碼箱。而后到了19世紀(jì)50年代這個(gè)技術(shù)在美國(guó)已經(jīng)相當(dāng)?shù)钠占傲恕Ｆ渌麌?guó)家也開(kāi)始分分的效仿。智能火災(zāi)裝置最先研發(fā)的是瑞士，在上世紀(jì)40年代，瑞士的研究人員嗎發(fā)明了離子感應(yīng)式火災(zāi)探測(cè)器，實(shí)現(xiàn)了火災(zāi)發(fā)生前的預(yù)警，后來(lái)，又研發(fā)出來(lái)了光電感煙等不同型號(hào)探測(cè)裝置?；馂?zāi)設(shè)備也從簡(jiǎn)單的一個(gè)小型電路,慢慢地演變?yōu)楝F(xiàn)在這樣一個(gè)集成電路，大大的節(jié)省了空間、物力、人力?，F(xiàn)如今，發(fā)達(dá)的國(guó)家早已經(jīng)在住宅，商場(chǎng)，會(huì)議室等場(chǎng)所普及了最新的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。1.2.2國(guó)內(nèi)的智能火災(zāi)報(bào)警裝置的發(fā)展及現(xiàn)狀中國(guó)的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)起步的較晚，生產(chǎn)和應(yīng)用是在國(guó)外已經(jīng)成熟的基礎(chǔ)上引進(jìn)，改良的，上世紀(jì)70年代初，第一個(gè)離子感煙智能火災(zāi)報(bào)警裝置引進(jìn)，改良成功，填補(bǔ)了我國(guó)當(dāng)時(shí)的火災(zāi)智能化領(lǐng)域的一大空白。八十年代后期，我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速的提升，使當(dāng)時(shí)在火災(zāi)智能化上投入的資金也大大提升，不斷的新型產(chǎn)品開(kāi)始出現(xiàn)在市場(chǎng)上，逐漸的形成了產(chǎn)業(yè)化，技術(shù)層面也有了質(zhì)的飛躍。在產(chǎn)品的質(zhì)量認(rèn)證上也越來(lái)越嚴(yán)格。目前，國(guó)內(nèi)的火災(zāi)智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)有下面幾個(gè)特點(diǎn)：在借鑒其他國(guó)家的智能化報(bào)警裝置的同時(shí)，自己的綜合能力得到了提升，我國(guó)自主研發(fā)的產(chǎn)品逐步的取代了合資企業(yè)的產(chǎn)品，并且非常有影響力，出口多個(gè)國(guó)家。因?yàn)楝F(xiàn)在市場(chǎng)上集成電路等電子產(chǎn)品的價(jià)格并不是太高，報(bào)警系統(tǒng)需要的材料錢(qián)并不是很多，所以相比于進(jìn)口的產(chǎn)品，我國(guó)自主研發(fā)的報(bào)警系統(tǒng)類別多，價(jià)格低，質(zhì)量可靠。智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，在互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代里，我國(guó)更新?lián)Q代了最新的互聯(lián)網(wǎng)智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，使人們?cè)诟蛹皶r(shí)的發(fā)現(xiàn)處理火災(zāi)險(xiǎn)情。雖然現(xiàn)在我國(guó)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)還是有需要完善的地方（漏報(bào)，誤報(bào)，系統(tǒng)信息處理有時(shí)會(huì)有偏差，適用的范圍不大等）。但是我相信我們的企業(yè)肯定會(huì)在之后的發(fā)展中，發(fā)現(xiàn)不足之處，并加以更改。與時(shí)俱進(jìn)，更加可靠的幫助人們預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生。1.3基于單片機(jī)的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的介紹進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，基于單片機(jī)的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)發(fā)展迅猛，它是以適用于不同環(huán)境下的集成電路模塊為核心，能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析傳輸?shù)闹悄芑馂?zāi)報(bào)警系統(tǒng)，和普通的報(bào)警系統(tǒng)相比，它體積小，安裝方便，報(bào)警準(zhǔn)確。它的發(fā)展已經(jīng)趨于成熟所以它可應(yīng)用于不同的場(chǎng)景：大型商場(chǎng)以及周邊的商貿(mào)城都會(huì)有很大的火災(zāi)隱患，如果遇到火情，基于單片機(jī)的智能化火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)可以輕松發(fā)現(xiàn)并發(fā)出報(bào)警；工業(yè)領(lǐng)域，像礦山、油田等大型的危險(xiǎn)工作場(chǎng)所，如果發(fā)生危險(xiǎn)，它能夠通過(guò)數(shù)據(jù)分析，有效的發(fā)現(xiàn)事故的地點(diǎn)。還能夠通過(guò)單片機(jī)控制瓦斯報(bào)警濃度，對(duì)瓦斯和溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集，發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)能夠提前預(yù)警，保障人身安全；個(gè)人家庭，它安裝方便，用戶可以在家內(nèi)自行安裝，保護(hù)個(gè)人，減少財(cái)產(chǎn)受火災(zāi)侵害；社會(huì)場(chǎng)所，基于單片機(jī)的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，大大提升了這些社會(huì)重要場(chǎng)所的安全系數(shù)。不同的地方人們可通過(guò)單片機(jī)來(lái)接收現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，分析，并報(bào)警，減少人員財(cái)產(chǎn)損失。基于單片機(jī)的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)可以使用的范圍很廣,并且如何把它做到更小更便捷,是現(xiàn)在技術(shù)的一個(gè)發(fā)展方向。1.4設(shè)計(jì)的目的及章節(jié)安排該設(shè)計(jì)主要是基于單片機(jī)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)研發(fā)出來(lái)的一個(gè)智能型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，在一般的煙霧傳感器的基礎(chǔ)上增加了溫度傳感器和光感傳感器，讓該報(bào)警系統(tǒng)更加的全面，可以減少漏報(bào)，誤報(bào)的可能。相比于一些老款的火災(zāi)報(bào)警器，我們這個(gè)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況，能夠靈活多變。設(shè)計(jì)出來(lái)的這個(gè)報(bào)警裝置，能夠完成遠(yuǎn)距離的監(jiān)視功能，這是老款的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)所不及的，同時(shí)可以在手機(jī)APP上設(shè)定參考值，實(shí)現(xiàn)短距離對(duì)參考值的調(diào)控（+、-）。大大方便了人們使用。本文的章節(jié)有如下的安排方排：第一章為緒論，主要是為了方便大家理解我們做該設(shè)計(jì)的初衷，和這個(gè)設(shè)計(jì)的發(fā)展情況和如何實(shí)現(xiàn)該設(shè)計(jì)的方法——緒論。第二章為總體的設(shè)計(jì)方案介紹，各個(gè)部件的選擇等——系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。第三章主要是硬件部分的開(kāi)發(fā)及其介紹——智能火災(zāi)控制系統(tǒng)的硬件部分。第四章流程圖和程序設(shè)計(jì)——系統(tǒng)軟件部分。第五章系統(tǒng)調(diào)試，抗干擾性測(cè)試。第六章是總結(jié)，對(duì)工作的總結(jié)和自己以后進(jìn)一步的研究方向——總結(jié)。致謝。

第二章智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)方案概述我們主要是針對(duì)現(xiàn)階段的智能報(bào)警系統(tǒng)不能融合多傳感器的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)出的基于單片機(jī)的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，我們的設(shè)計(jì)是能夠?qū)⒍鄠€(gè)傳感裝置融合在智能系統(tǒng)里，利用核心單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取，反饋。它用到了信息傳輸技術(shù)、單片機(jī)開(kāi)發(fā)技術(shù)、工藝焊接技術(shù)等，利用這些技術(shù)我們開(kāi)發(fā)出一款新型的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，和老款的報(bào)警系統(tǒng)相比較，我們不再使用單一的傳感器，而是使溫度傳感器(DS18B20)、煙霧傳感器(MQ-2)、紅外火焰?zhèn)鞲衅魅呦嗳诤?，更有效的發(fā)現(xiàn)災(zāi)情。并且，我們的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)還添加了HC-05藍(lán)牙進(jìn)行短距離無(wú)線傳輸，這個(gè)藍(lán)牙通訊技術(shù)，它的特點(diǎn)是不受到時(shí)間空間的限制，能夠快速的將信息傳遞給用戶。2.2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案與結(jié)構(gòu)2.2.1系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案基于單片機(jī)的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，是可以將當(dāng)前環(huán)境溫度信息，火焰信息，煙霧信息反饋給單片機(jī)的裝置。為了能夠使該系統(tǒng)能夠更加明了的顯示數(shù)據(jù)，我們加裝LCD液晶顯示屏，可實(shí)時(shí)的讀出當(dāng)前溫度，煙霧濃度等信息，并且為了方便使用，在單片機(jī)的操作面板上我們使用了可觸碰按鍵調(diào)節(jié)，通過(guò)按鍵調(diào)節(jié)參考值的高低。該系統(tǒng)擁有無(wú)線傳輸功能，實(shí)現(xiàn)這一功能的關(guān)鍵就是利用HC-05藍(lán)牙，它作為一個(gè)無(wú)線短距離輸送信息的媒介，使人不用在單片機(jī)旁就可以調(diào)節(jié)參數(shù)。STC89C52單片機(jī)作為核心，它充當(dāng)著檢測(cè)和報(bào)警的橋梁，傳感器所發(fā)出的信號(hào)通過(guò)A/D的轉(zhuǎn)換發(fā)送到單片機(jī)，通過(guò)單片機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行甄別，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，而系統(tǒng)所有的運(yùn)算都是通過(guò)軟件完成的，所以我們將設(shè)計(jì)分為兩個(gè)部分，主要是對(duì)硬件的組裝，和軟件的調(diào)試。該設(shè)計(jì)所用到的硬件框圖如圖所示2-1所示。圖2-1系統(tǒng)的硬件框圖2.2.2系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能該系統(tǒng)的傳感器模塊由三大部分組成，他們之間緊密聯(lián)系，又各自分工，當(dāng)有發(fā)生火災(zāi)危害時(shí)，這三個(gè)傳感器會(huì)把當(dāng)前環(huán)境的信息通過(guò)輸出電信號(hào)的方式發(fā)送到AD轉(zhuǎn)換模塊上，AD轉(zhuǎn)換把剛收到的信號(hào)變換成單片機(jī)可接收的數(shù)字信號(hào)，輸出到單片機(jī)上，此時(shí)，單片機(jī)對(duì)接受到的信號(hào)量和參考值進(jìn)行比較，在LCD顯示模塊可以查看，如果數(shù)值大于人為設(shè)定的參考值時(shí)，單片機(jī)將會(huì)把信號(hào)傳輸給蜂鳴器報(bào)警模塊，此時(shí)的報(bào)警裝置將會(huì)動(dòng)作，直到有人恢復(fù)其初始狀態(tài)。同時(shí)，手機(jī)所連接的藍(lán)牙功能模塊也會(huì)收到來(lái)自單片機(jī)的報(bào)警提示。使人們能夠快速做出反應(yīng)。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要由八個(gè)模塊組成如圖。智能火災(zāi)報(bào)警器的結(jié)構(gòu)框圖如圖2-2所示:圖2-2智能火災(zāi)報(bào)警器的結(jié)構(gòu)框圖2.3主控制芯片的選擇智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)硬件可采用的是STC89C52單片機(jī)，同時(shí)還可以使用STM8L151K4T6單片機(jī)或STM32F103RCT6這兩款單片機(jī)。STC89C52該單片機(jī)數(shù)據(jù)總線寬度8bit,最大時(shí)鐘頻率80MHz，程序存儲(chǔ)器大小為8kB,并且FLASH存儲(chǔ)器十分的靈活，相比于51單片機(jī)的4KB，它能適應(yīng)多種工作場(chǎng)合，它擁有32個(gè)輸入/輸出端口，工作電壓為DC1.8V-DC3.6V，工作溫度為一40C-85C。STM32F103RCT6單片機(jī)，這款單片機(jī)。它擁有應(yīng)用范圍廣，性能強(qiáng)，內(nèi)存大等優(yōu)點(diǎn)。STM8L151K4T6單片機(jī)該單片機(jī)具備超低功耗待機(jī)功能，配合單片機(jī)的心跳程序，可以極大程度的減少待機(jī)電量損耗，延長(zhǎng)設(shè)備待機(jī)時(shí)間。這三款都適合作為智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的單片機(jī)，對(duì)比這三款單片機(jī)，我的最終選擇是STC89C52單片機(jī)，選擇它的原因是：1.STM32F103RCT6單片機(jī)需要有外置電源提供電力，對(duì)環(huán)境要求苛刻，如果外部電源停止供電它將失去效果無(wú)法準(zhǔn)確報(bào)警。2.STC89C52單片機(jī)的抗干擾能力比STM8L151K4T6強(qiáng)的多，雖然在常規(guī)條件下STM8L151K4T6要比STC89C52芯片有優(yōu)勢(shì)，但在有高磁場(chǎng)的情況下，STM8L151K4T6會(huì)受到感擾導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。3.STC89C52單片機(jī)價(jià)格比較便宜，雖然功能有限但是對(duì)于這款報(bào)警系統(tǒng)來(lái)講足夠適用。4.STC89C52單片機(jī)它的應(yīng)用比較普遍、燒錄方便為使用者提供很大便利（擁有*、%指令）。綜合三款單片機(jī)下來(lái)在設(shè)計(jì)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)時(shí)，我覺(jué)得使用STC89C52單片機(jī)更為合適。2.4溫度傳感器的選擇我們這次的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中可以使用兩款溫度傳感器中的一款分別是，DS18B20溫度傳感器或是DHT11溫度傳感器。DS18B20溫度傳感器可以實(shí)時(shí)的對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行溫度檢測(cè)，并輸出數(shù)字信號(hào)，得到準(zhǔn)確地溫度信息。它不需要任何的外圍元件就可以高效率工作，并且它用的工作接口比較少，安裝簡(jiǎn)單方便，價(jià)格便宜。DHT11溫度傳感器它可以測(cè)量溫度，也可以測(cè)量濕度，功能多樣化，但是它在測(cè)量濕度時(shí)，如果周圍環(huán)境溫度不穩(wěn)定，對(duì)它的測(cè)量結(jié)果有很大影響。并且，它不能一直在太陽(yáng)下暴曬，如果暴曬的話它的性能會(huì)下降，也有可能毀壞。根據(jù)我們的需要，我們選擇DS18B20它體積小安裝方便，非常耐用，適合多種環(huán)境，測(cè)出來(lái)的數(shù)據(jù)也更為的可靠。2.5煙霧傳感器的選擇（1）方案一：采用MQ-2氣敏傳感器，顧名思義，它是通過(guò)氣體的性質(zhì)來(lái)判斷是否出現(xiàn)險(xiǎn)情，它的靈敏性很高，當(dāng)氣體濃度到達(dá)設(shè)定參考值時(shí)，會(huì)立即做出反應(yīng)。同時(shí)它能夠檢測(cè)的氣體也很多（天然氣，液化石油氣等）尤其是對(duì)烷類氣體特別的敏感，還擁有很強(qiáng)的抗干擾能力，性價(jià)比也較高。（2）方案二：光電煙霧傳感器，它是通過(guò)紅外折射光感來(lái)檢測(cè)煙霧的，在它當(dāng)中有個(gè)專門(mén)接收紅外線的晶體管還有一個(gè)專門(mén)發(fā)射紅外射線的晶體管，當(dāng)環(huán)境空氣中沒(méi)有煙塵時(shí)，紅外射線不會(huì)發(fā)生折射，散射的情況，傳感器不會(huì)動(dòng)作，當(dāng)空氣中的煙霧濃度達(dá)到一定值時(shí)，紅外光線發(fā)生折射現(xiàn)象，折射到了專門(mén)接收紅外射線的晶體管上，光電煙霧傳感器會(huì)向單片機(jī)發(fā)出信號(hào)，優(yōu)點(diǎn)；性能好，安裝方便，價(jià)格不貴。缺點(diǎn)：能夠被測(cè)的氣體種類較少（產(chǎn)生煙霧的為主），適用的環(huán)境有限，對(duì)以后的發(fā)展有局限性。即選擇方案一最為合適。第三章智能火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)連接原理圖根據(jù)各個(gè)元件所需串口數(shù)量和單片機(jī)I/O相連，組成了該智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，具體的系統(tǒng)原理圖如圖3-1所示。圖3-1系統(tǒng)原理圖3.2STC89C52單片機(jī)功能介紹STC89C52單片機(jī)的原理圖，如圖3-2所示。圖3-2STC89C52單片機(jī)原理圖它的功能是，接收到傳感器隨時(shí)采集的電信號(hào)，經(jīng)過(guò)核心的計(jì)算處理后，將當(dāng)前的溫度，煙霧等信息傳遞給LCD1602液晶顯示屏進(jìn)行顯示，由于系統(tǒng)顯示的信息內(nèi)容比較的少，所以LCD1602屏采用2.95*4.35（WXH）mm字符尺寸顯示，顯示字?jǐn)?shù)為16*2個(gè)字符。同時(shí)我們能夠通過(guò)藍(lán)牙連接的形式將單片機(jī)和手機(jī)連接起來(lái)，通過(guò)手機(jī)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)試。火災(zāi)探測(cè)器采集到信息傳遞給單片機(jī)后，進(jìn)行數(shù)據(jù)算法處理，對(duì)當(dāng)時(shí)的環(huán)境進(jìn)行判斷，它有四種狀態(tài)分別是：正常、預(yù)警、暗火（冒煙）、明火。當(dāng)它是正常的狀態(tài)下，它傳來(lái)的是正常的環(huán)境參數(shù)，沒(méi)有任何的報(bào)警反應(yīng)，當(dāng)它是后邊三種情況時(shí)，單片機(jī)會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，并及時(shí)的啟動(dòng)聲光報(bào)警器，提醒值班人員采取必要的措施，有效的疏散在場(chǎng)人員，盡量減少人員和財(cái)物的損失。通過(guò)使用不同傳感器能夠達(dá)到快速準(zhǔn)確的檢測(cè)，能夠早點(diǎn)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，還可以防止漏報(bào)、錯(cuò)報(bào)火災(zāi)。3.2.1STC89C52單片機(jī)引腳標(biāo)注簡(jiǎn)介以下為STC89C52單片機(jī)的引腳簡(jiǎn)介表如表3-1所示。表3-1引腳介紹表序號(hào)符號(hào)名稱、功能1VCC+5V外部電源2GND地3EQ\*jc0\*"Font:宋體"\*hps12\o\ad(\s\up11(——),EA)/VPP訪問(wèn)外部只讀內(nèi)存控制信號(hào)，當(dāng)接低電平時(shí)，直接讀取外部ROM，VPP是編程時(shí)的電壓4EQ\*jc0\*"Font:宋體"\*hps12\o\ad(\s\up11(————),PSEN)外部只讀內(nèi)存的選通信號(hào)，當(dāng)外部是低電平時(shí)動(dòng)作5ALE/EQ\*jc0\*"Font:宋體"\*hps12\o\ad(\s\up11(————),PROG)在訪問(wèn)外部只讀內(nèi)存時(shí)，低八位地址鎖存信號(hào)6RST復(fù)位，防止單片機(jī)程序混亂7XTAL1單片機(jī)內(nèi)部晶體震蕩電路的輸入端口，供CPU計(jì)算使用8XTAL2單片機(jī)內(nèi)部晶體震蕩電路的輸出端口，供CPU計(jì)算使用9P0組I/O口（P0.0-P0.7）可雙向的輸入輸出10P1組I/O口（P1.0-P1.7）可作為輸入輸出端口使用，且擁有第二功能11P2組I/O口（P2.0-P2.7）和P1端口功能一樣，且擁有第二功能12P3組I/O口（P3.0-P3.7）可作為普通I/O口，同時(shí)也擁有第二功能3.3電源部分和復(fù)位電路設(shè)計(jì)電源的設(shè)計(jì)，我們選用了+5V的電源作為供電電源，是通過(guò)外接電源的形式供電的，這樣做是為了保證供電的可靠性，當(dāng)SW1開(kāi)關(guān)開(kāi)啟后，外接直流電就會(huì)為該系統(tǒng)提供電能，圖上的P2表示的是通用串行總線輸入的接口，原理圖如圖3-3所示。復(fù)位電路的設(shè)計(jì)，在電路中我們將一個(gè)開(kāi)關(guān)和一個(gè)10μF電容器并聯(lián)運(yùn)行，讓復(fù)位電路不會(huì)在短時(shí)間里下降到低電平，這樣做的目的是為了能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)位功能。復(fù)位電路設(shè)計(jì)圖如3-5所示。圖3-4電源模塊原理圖圖3-5復(fù)位電路設(shè)計(jì)圖3.4煙霧傳感器模塊設(shè)計(jì)煙霧傳感器是我們研究工作中，接收火災(zāi)信號(hào)的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，它能夠在火勢(shì)還未變大的時(shí)候接收煙霧，傳遞給單片機(jī)，使得單片機(jī)跟參數(shù)比較，如果超過(guò)了給定值，發(fā)出報(bào)警。它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-6所示。圖3-6煙霧傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖3.4.1MQ-2煙霧傳感器的電路設(shè)計(jì)煙霧傳感器MQ-2，當(dāng)中的R5,R6并聯(lián)，在傳感器中起到保護(hù)作用，1、3是加熱電極，4、6為工作電極，2是燒結(jié)體，當(dāng)電源VCC供電時(shí)（電壓為U2），1、3加熱電極工作，它的主要功能是使MQ-2煙霧傳感器中的錫溫度升高，和空氣中的氧氣形成2的燒結(jié)體（氧化錫），增加電導(dǎo)率。如果加熱電極不工作，傳感器中的電導(dǎo)率就會(huì)變化不大，隨之而來(lái)的是煙霧傳感器的靈敏度降低。煙霧傳感器MQ-2的電路設(shè)計(jì)圖如圖3-7所示。圖3-7MQ-2煙霧傳感器電路設(shè)計(jì)圖3.5DS18B20溫度傳感器本設(shè)計(jì)中采用的DS18B20溫度傳感器，它的引腳功能分別是1.VCC接+5V電源為元件運(yùn)行提供直流電能。2.DQ是DS18B20溫度傳感器與STC89C52單片機(jī)之間的信息傳輸樞紐，當(dāng)環(huán)境溫度異常時(shí)，DQ會(huì)把異常信息傳遞給單片機(jī)。3.GND是接地，保護(hù)元件。溫度傳感器結(jié)構(gòu)圖如圖3-8。圖3-8DS18B20溫度傳感器結(jié)構(gòu)圖DS18B20溫度傳感器接口電路如圖所示圖3-9。圖3-9D18b20溫度傳感器接口圖3.6紅外火焰檢測(cè)模塊本設(shè)計(jì)采用的紅外火焰檢測(cè)模塊，它能夠?qū)Ξ?dāng)前環(huán)境中的出現(xiàn)的光亮進(jìn)行識(shí)別，如果識(shí)別出是火焰就會(huì)立刻產(chǎn)生電信號(hào)，將電信號(hào)通過(guò)AD轉(zhuǎn)換傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)上，當(dāng)火焰并不大時(shí)，它的電信號(hào)強(qiáng)度弱，傳導(dǎo)給單片機(jī)的數(shù)值也就小，相反，當(dāng)火焰變大時(shí)，電信號(hào)隨之增強(qiáng)，傳輸給單片機(jī)的數(shù)值也會(huì)增大。實(shí)現(xiàn)這一功能的關(guān)鍵就是對(duì)紅外線的檢測(cè)，火焰中含有紅外光，紅外火焰檢測(cè)可以監(jiān)測(cè)到0.76μm到1.1μm的紅外強(qiáng)光。通過(guò)對(duì)其捕捉，達(dá)到識(shí)別火焰的能力。3.6.1紅外火焰監(jiān)控模塊的電路設(shè)計(jì)圖3-10紅外火焰監(jiān)控模塊電路設(shè)計(jì)圖圖3-10為紅外火焰監(jiān)控模塊的電路設(shè)計(jì)圖，本設(shè)計(jì)統(tǒng)一采用+5V供電，其中，能夠接收紅外信號(hào)的是Q1，U2（LM393）連接單片機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸高低電平，VR1滑動(dòng)變阻器可以調(diào)節(jié)傳感器的靈敏度。在正常環(huán)境條件下，Q1不會(huì)接收紅外光源信號(hào)，電阻和電流都不變，LM393元件將傳輸高電平，當(dāng)外接環(huán)境異常有明火出現(xiàn)時(shí)，Q1開(kāi)始接收到了紅外光源信號(hào)，此時(shí)，由于電信號(hào)的增強(qiáng)，電流增強(qiáng)，電阻隨之變小，LM393元件傳輸出的電壓也就降低了，傳輸?shù)氖堑碗?.7LCD1602顯示模塊本設(shè)計(jì)的顯示元件是采用LCD1602液晶顯示，它結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，連接起來(lái)方便，它各個(gè)引腳的說(shuō)明如下表3-2所示。表3-2引腳說(shuō)明序號(hào)字符說(shuō)明序號(hào)字符說(shuō)明1VCC+5V電源5VO偏壓信號(hào)2GND地6RW讀寫(xiě)選擇端3E使能信號(hào)7RS數(shù)據(jù)/命令選擇端子4DB1-DB7DataI/O8GND地3.7.1LCD1602電路設(shè)計(jì)LCD1602液晶顯示原理圖如圖3-11。圖3-11LCD1062液晶顯示原理圖LCD1602的DB0-DB7I/O端口與STC89C52單片機(jī)的P0-P0.7I/O端口相連，當(dāng)通電后，LCD1602液晶顯示屏上會(huì)顯示出來(lái)當(dāng)前設(shè)定的溫度參數(shù)和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度值、煙霧參數(shù)和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境煙霧濃度值。我們利用LCD1602顯示屏可以直觀的看到我們現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)，十分的便捷。3.8蜂鳴報(bào)警電路本次設(shè)計(jì)采用的是蜂鳴器報(bào)警。它通過(guò)電阻R2后連接到P3.2端口上，當(dāng)數(shù)值達(dá)到報(bào)警值時(shí)，控制蜂鳴器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，D1為發(fā)光二極管，當(dāng)蜂鳴器報(bào)警時(shí)，它也會(huì)隨之閃爍，直到手動(dòng)復(fù)位才會(huì)停止。蜂鳴器報(bào)警電路圖如圖所示3-12。圖3-12蜂鳴器報(bào)警電路圖

第四章軟件部分設(shè)計(jì)4.1軟件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)在軟件的設(shè)計(jì)中，我主要把程序分為了三大部分。一、主程序部分，它的主要組成和作用：1.主函數(shù)，它是主程序運(yùn)作的核心，Main作為主程序的開(kāi)始，系統(tǒng)將從Main開(kāi)始，依次的運(yùn)行所編寫(xiě)的代碼。其中我們需要用While（1）來(lái)進(jìn)行程序的循環(huán)。2.頭文件，頭文件的作用是將我們程序中需要經(jīng)常用到的符號(hào)，特殊的CSR，還有一些關(guān)鍵詞，作一下說(shuō)明定義，這樣做可以避免在之后的代碼編輯中重復(fù)的定義，防止出現(xiàn)循環(huán)錯(cuò)誤，導(dǎo)致程序運(yùn)作失敗。功能：1.隨時(shí)可以調(diào)用不同子程序如：使蜂鳴器報(bào)警、在LCD顯示屏顯示數(shù)據(jù)、令傳感器接收外界溫度、煙霧濃度等，在主程序的運(yùn)行中，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)指令完成所有該系統(tǒng)具備的報(bào)警功能。二、中斷程序部分，在主函數(shù)運(yùn)行過(guò)程中，程序的運(yùn)行是有規(guī)律循環(huán)的，如何打破這個(gè)循環(huán)，就需要運(yùn)行中斷程序了，這個(gè)中斷分好多種，比如這個(gè)設(shè)計(jì)中用到的，TMOD的中斷，串口中斷，INT等。功能：中斷程序是實(shí)現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警的關(guān)鍵，當(dāng)溫度，煙霧濃度等發(fā)生異常時(shí)，中斷程序會(huì)啟動(dòng)，打斷While循環(huán)，中央處理器就會(huì)立刻對(duì)編寫(xiě)的溫度程序進(jìn)行處理。當(dāng)故障排除時(shí)，中斷會(huì)返回，主程序?qū)⒗^續(xù)運(yùn)行。中斷過(guò)程圖流程圖如圖4-1所示。4-1中斷過(guò)程圖三、子程序部分各個(gè)子程序間相互的獨(dú)立運(yùn)行互不干擾。子程序的每一部分都會(huì)關(guān)乎到硬件部分的正常運(yùn)行，如果在子程序中有某個(gè)代碼編寫(xiě)錯(cuò)誤，該硬件模塊將無(wú)法正常的運(yùn)作。功能：在該系統(tǒng)中，當(dāng)環(huán)境發(fā)生異常時(shí)，主程序需要某個(gè)子程序，此時(shí)子程序會(huì)被調(diào)用過(guò)去，去完成報(bào)警功能，當(dāng)復(fù)位后，子程序又會(huì)回到主程序中運(yùn)行。4.1.1主程序流程圖最開(kāi)始系統(tǒng)進(jìn)入初始化階段，這個(gè)階段主要是為了系統(tǒng)上電做準(zhǔn)備，當(dāng)初始化完成后，各個(gè)部分傳感器開(kāi)始預(yù)熱工作，過(guò)幾秒后，各部分傳感器都能夠正常的進(jìn)入工作狀態(tài)，對(duì)周圍環(huán)境中溫度，煙霧濃度等進(jìn)行探測(cè)，將探測(cè)到的信息，由電信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，交給單片機(jī)來(lái)判斷數(shù)值是否在參考值范圍內(nèi)，如果在，繼續(xù)探測(cè)，不在的話，單片機(jī)會(huì)將信息傳遞給蜂鳴器，使蜂鳴器報(bào)警。能夠系統(tǒng)運(yùn)行的主流程圖如圖4-2所示。圖4-2主程序的流程圖4.2數(shù)據(jù)讀取子程序4.2.1溫度傳感器讀取子程序DS18B20溫度傳感器模塊的程序運(yùn)行過(guò)程：1.啟始階段，溫度傳感器需要一定的啟動(dòng)時(shí)間，當(dāng)傳感器溫度達(dá)到預(yù)定值后，溫度傳感器就可正常運(yùn)行。2.采集外界溫度信息，這個(gè)階段溫度傳感器會(huì)將會(huì)運(yùn)行溫度采集子程序，實(shí)時(shí)的監(jiān)控當(dāng)前環(huán)境的溫度。3.溫度傳感器采集到的外界溫度會(huì)變成電子信號(hào)的形式經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后成為數(shù)字信號(hào)，將數(shù)字信號(hào)傳遞給單片機(jī)進(jìn)行甄別。4.單片機(jī)對(duì)接收到的溫度信息進(jìn)行判別，如果溫度異常，超過(guò)了設(shè)定的參考值，單片機(jī)就會(huì)立刻運(yùn)行報(bào)警子程序，令報(bào)警子程序控制硬件蜂鳴器報(bào)警。其溫度數(shù)據(jù)采集的子程序流程圖如下所示圖4-3所示。圖4-3溫度子程序流程圖4.2.2煙霧數(shù)據(jù)讀取子程序當(dāng)收到煙霧傳遞來(lái)的濃度信息時(shí)，通過(guò)IF語(yǔ)句進(jìn)行循環(huán)，當(dāng)?shù)竭_(dá)報(bào)警值的時(shí)候我們的單片機(jī)的報(bào)警子程序開(kāi)始運(yùn)作，它的煙霧數(shù)據(jù)讀取子程序流程圖如圖4-4所示。圖4-4煙霧數(shù)據(jù)讀取子程序流程圖4.2.3LCD1602顯示子程序LCD1602顯示屏主要是顯示當(dāng)前的煙霧濃度和溫度，它有兩排的顯示內(nèi)容，第一行“YW”表示煙霧的意思，“00PPM”表示當(dāng)前環(huán)境的煙霧濃度為“0”，“H：161”表示當(dāng)前設(shè)定的參考值為161。“WD：28℃”表示溫度的意思是當(dāng)前環(huán)境溫度28攝氏度?！癏：35”表示當(dāng)溫度達(dá)到35時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。它的流程圖如下圖4-5所示。圖4-5LCD顯示子程序的流程圖第五章系統(tǒng)的調(diào)試5.1硬件的調(diào)試5.1.1在硬件的調(diào)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題1.在焊接的過(guò)程中，有漏焊的現(xiàn)象，因?yàn)榧呻娐钒宓暮更c(diǎn)很小，所以會(huì)出現(xiàn)漏焊的現(xiàn)象。2.在安裝報(bào)警器和藍(lán)牙模塊時(shí)，出現(xiàn)了接觸點(diǎn)斷裂的現(xiàn)象，原因是電路板的插排比較軟，取下或是安裝時(shí)，都有可能會(huì)損傷到。3.在通電的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了LCD屏不亮的情況，原因是因?yàn)楹更c(diǎn)離得太近了，導(dǎo)致兩項(xiàng)串聯(lián)了，最后通過(guò)更換，在新的板上，LCD屏正常亮起。4.電路板的焊接工藝要好，我的第一次焊接出現(xiàn)了好多的毛刺，看起來(lái)非常的不美觀。5.1.2硬件調(diào)試過(guò)程和成品圖片按下白色按鍵開(kāi)啟系統(tǒng)后，單片機(jī)的蜂鳴器會(huì)發(fā)出一次“嘀”的一聲，這表示該系統(tǒng)已經(jīng)完成了初始化。我們?cè)贚CD1602面板上可以看到第一行“YW”，我們利用手機(jī)APP或下邊的四個(gè)黑色按鍵（按左邊第一個(gè)按鍵是增加數(shù)值，第二個(gè)按鍵是減少數(shù)值，第三個(gè)按鍵是確認(rèn)，第四個(gè)按鍵是復(fù)位），把它的參考值設(shè)定為“161”點(diǎn)燃些紙張，使紙張燃燒產(chǎn)生煙霧，觀察這個(gè)時(shí)候的“YW”的值，顯示為“YW:166P