精品本科毕业论文设计基于单片机的火灾自动报警系统.docx
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精品本科毕业论文设计基于单片机的火灾自动报警系统
郑州大学本科毕业论文
基于单片机的火灾自动报警系统
BasedOnSCMAutomaticFireAlarmSystem
毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺:
所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:
日 期:
指导教师签名:
日 期:
使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:
按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:
日 期:
学位论文原创性声明
本人郑重声明:
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:
日期:
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:
日期:
年月日
导师签名:
日期:
年月日
河南大学2010届毕业论文(设计、创作)开题报告
(由学生本人认真填写)
学号
姓名
导师姓名
职称
开题时间
课题题目
基于单片机的火灾自动报警系统
课题来源
□导师指定□自定■其他来源
课题的目的、意义以及和本课题有关的国内外现状分析:
1.目的:
本系统以单片机为主控单元,能够及时监测到系统故障和环境中有无火灾,火灾一旦发生将实现声光报警,并采取有效措施控制火情的发展,将火灾消灭在萌芽状态,以确保人身财产安全,最大限度地减少损失。
2.意义:
本系统是一个由单片机控制的火灾烟雾浓度、温度检测系统,它将传感器输出地电压信号进行A/D转换、滤波、线性化,由单片机将电压值转换为气体浓度和温度送LED显示,并判断是否超过报警上限,若超过,则发出声光报警。
同时用户可以自己设定报警上限和定时时间,使用户可以根据实际情况方便的掌握安全状况。
3.现状:
自本世纪80年代开始,随着电子产品在人类生活中的使用越来越广泛,由此引起的火灾也越来越多,在我们生活的四周到处潜伏着火灾隐患。
智能化火灾报警系统已并非传统意义上的简单的报警设备,而是融入了计算机技术、电子技术、自动控制技术、传感器的应用等各领域知识。
伴随着科学技术的不断进步,火灾报警系统必将得到更快的发展。
研究目标、研究内容和准备解决的问题:
1.目标:
通过设计一个以AT89S52单片机为核心的火灾报警器可以实现声光报警、故障自诊断、浓度显示、报警限设置、延时报警及与上位机串口通信等功能。
是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的火灾报警器,具有一定的实用价值。
2.内容:
对该检测与报警系统进行整体功能分析,主要实现硬件和主要软件程序方面的设计,对其所选择的主要芯片作简单介绍,分模块来实现其各个部分的功能,做出相应的整体原理图
3.准备解决的问题:
如何设计一种火灾检测与报警系统,可以通过气体传感器实时获取可燃气体浓度、温度传感器获得火灾现场温度,并通过LED显示,当浓度或温度超过限定值时则报警。
以方便人们更好的掌握安全状况,提高生活质量。
拟采取的方法、技术或设计(开发)工具:
本设计将实现基于单片机的火灾自动报警系统的硬件设计和主要的软件程序设计,采用Protel99SE进行硬件原理图设计,采用keilUvision2仿真开发系统进行软件程序的开发。
预期成果:
1.毕业设计成果
系统整体框图、整体原理图、模块原理图、主要程序模块
2.毕业论文
进度计划:
2009.12.1-2010.3.5:
查找资料、搜集相关素材
2010.3.6-2010.3.26:
完成需求分析
2010.3.27-2010.4.7:
完成概要设计
2010.4.8-2010.4.15:
完成详细设计
2010.4.16-2010.4.28:
完成编码
2010.4.29-2010.5.4:
完成软件测试
2010.5.5-2010.5.15:
整理资料、撰写毕业论文
2010.5.16-2010.5.20:
根据导师要求,完善毕业设计和论文
指导教师对选题报告的意见:
指导教师签名:
2009年12月1日
河南大学2010届毕业论文(设计、创作)任务书
题目名称火灾报警系统
学院
计算机与信息工程学院
学生姓名
苏雅莉
所学专业
自动化
学号
毕业论文(设计、创作)要求
1、硬件设计:
完成系统的硬件电路图设计
2、软件设计:
完成主程序及各模块程序流程图
3、撰写论文:
完成论文撰写
毕业论文(设计、创作)进度安排
2009.12.1-2010.3.5:
查找资料、搜集相关素材
2010.3.6-2010.3.26:
完成需求分析
2010.3.27-2010.4.7:
完成概要设计
2010.4.8-2010.4.15:
完成详细设计
2010.4.16-2010.4.28:
完成编码
2010.4.29-2010.5.4:
完成软件测试
2010.5.5-2010.5.15:
整理资料、撰写毕业论文
2010.5.16-2010.5.20:
根据导师要求,完善毕业设计和论文
三、需收集的资料和指导性参考文献
[1]孙育才,MCS-51系列单片微型计算机及其应用,第4版,东南大学出版社,2006
[2]王庆,Protel99SE&DXP电路设计教程,电子工业出版社,2008
[3]康华光,电子技术基础模拟部分,第4版,高等教育出版社,2006
[4]刘军,单片机原理与接口技术,华东理工大学出版社,2006
[5]赖寿宏,微型计算机控制技术,机械工业出版社,2009.
[6]李中望,一种智能火灾报警系统的设计方案,安防科技,2008
[7]王忠民,基于单片机的语音数字联网火灾报警器设计,现代电子技术,2004,27(10)
[8]AtmelCorporation8-bitMicrocontrollerwith8KBytesIn-SystemProgrammableFlashAT89S52
指导教师签名:
2009年12月8日
河南大学2010届毕业设计(论文、创作)中期检查表
题目名称:
火灾报警系统
学院
计算机与信息工程学院
学生
姓名
苏雅莉
所学专业
自动化
学号
一、毕业论文(设计、创作)进展情况
现已搜集了大量有关系统硬件及软件设计的资料,并查阅了有关的书籍,画出了系统硬件的整体框图及电路原理图,并画写出了一些主要程序模块的程序流程图。
后续工作是写出系统软件代码
二、毕业论文(设计、创作)存在问题及解决方案
存在的问题:
已画出的系统原理图还不够完善,不能实现按键复位功能,软件部分按键扫描子程序的程序流程图还存在问题。
解决方案:
继续查找有关资料,完善硬件原理图及解决子程序中出现的问题。
三、指导教师对学生毕业论文(设计、创作)进展方面的评语
该生在做毕业设计的期间,积极认真,能够及时分析和解决遇到的各种问题。
但是在数据捕获模块的数据显示存在界面冻结现象,希望在后续的工作期间,很好的解决这些问题。
指导教师签名2010年4月10日
河南大学2010届毕业论文(设计、创作)综合成绩表
(一)
学院名称:
计算机与信息工程学院
学号
姓名
苏雅莉
专业
自动化
指导教师
杜海顺
综合得分
论文题目
基于单片机的火灾自动报警系统
指导教师评语及得分
指导教师评语
该生的课题选择立意新,论文叙述条理清晰、详略得当,并按时完成了项目所要求的功能,是一篇优秀的本科论文。
评分项目分值
指导教师对毕业论文(设计、创作)评分
撰写开题报告、文献综述15
调查研究查阅整理资料10
学习态度与规范要求10
数据处理、文字表达10
论文(设计、创作)质量和创新意识
55
合计
100
得分
指导教师签名
2010年5月20日
评阅教师评语及评分
评阅教师评语
该生论文语句流畅,论点明确,思路清晰,符合本科论文的要求。
评分项目分值
评阅毕业论文(设计、创作)评分
撰写开题报告、文献综述
15
调查研究查阅整理资料
10
学习态度与规范要求
10
数据处理、文字表达
10
论文(设计、创作)质量和创新意识
55
合计
100
得分
评阅教师签名
2010年5月22日
此表由教师填写
河南大学2010届毕业论文(设计、创作)综合成绩表
(二)
学号
姓名
苏雅莉
所在学院
计算机与信息工程学院
答辩委员会评语及评分
答辩委员会评语
该生答辩过程中思路清晰,反应敏捷,论文结构合理,条理清楚,达到本科毕业设计和毕业论文要求的标准,经答辩小组评议,同意通过论文答辩。
答辩委员签字:
2010年5月25日
评分项目分值
论文答辩小组评分
答辩情况
论文质量
合计
(100)
内容表
达情况
(15)
答辩问题
情况
(25)
规范要求与
文字表达
(20)
论文(设计、创作)质量和创新意识(40)
得分
答辩委员会主任签字:
2010年5月25日
毕业论文(设计、创作)成绩综合评定:
分
综合评定等级:
备注:
一、论文的质量评定,应包括对论文的语言表达、结构层次、逻辑性理论分析、设计计算、分析和概括能力及在论文中是否有新的见解或创新性成果等做出评价。
从论文来看学生掌握本专业基础理论和基本技能的程度。
二、成绩评定采用结构评分法,即由指导教师、评阅教师和答辩委员会分别给分(以百分计),评阅教师得分乘以20%加上指导教师得分乘以20%加上答辩委员会得分乘以60%即综合成绩。
评估等级按优、良、中、差划分,优90-100分;良76-89分;中60-75分;差60分以下。
三、评分由专业教研室或院组织专门评分小组(不少于5人),根据指导教师和答辩委员会意见决定每个学生的分数,在有争议时,应由答辩委员会进行表决。
四、毕业论文答辩工作结束后,各院应于6月20日前向教务处推荐优秀论文以汇编成册,推荐的篇数为按当年学院毕业生人数的1.5%篇。
五、各院亦可根据本专业的不同情况,制定相应的具有自己特色的内容。
须报教务处备案。
六、书写格式要求:
1.目录;
2.内容提要须书写200左右汉字,开题报告(文科除外)的内容要根据不同专业的课题任务要求,阐述查阅文献、文案论证、解题思路、工作步骤等;
3.正文(含引言、结论等);
4.参考文献(或资料)
河南大学本科生毕业论文(设计、创作)承诺书
论文题目
基于单片机的火灾自动报警系统
姓名
苏雅莉
所学专业
自动化
学号
完成时间
2010年5月20日
指导教师姓名职称
杜海顺(副教授)
承诺内容:
1.本毕业论文(设计、创作)是学生苏雅莉在导师杜海顺的指导下独立完成的,没有抄袭、剽窃他人成果,没有请人代做,若在毕业论文(设计、创作)的各种检查、评比中被发现有以上行为,愿按学校有关规定接受处理,并承担相应的法律责任。
2.学校有权保留并向上级有关部门送交本毕业论文(设计、创作)的复印件和磁盘。
备注:
学生签名:
指导教师签名:
2010年5月20日2010年5月20日
说明:
学生毕业论文(设计、创作)如有保密等要求,请在备注中明确,承诺内容第2条即以备注为准。
摘要1
ABSTRACT2
第1章绪论1
1.1选题背景及意义1
1.2本文所做的工作1
第2章火灾自动报警系统的工作原理2
2.1系统总体功能概述2
2.2火灾报警系统的类型2
2.3火灾探测器的原理3
第3章系统硬件设计5
3.1核心芯片选择5
3.2单片机外围接口电路8
3.3信号处理电路9
3.4A/D转换模块10
3.5声音报警电路11
3.6数码管显示电路12
3.7状态指示灯及控制键电路13
3.8报警器故障自诊断14
第4章系统软件设计15
4.1主程序流程图15
4.2主程序初始化流程图16
4.3滤波子程序16
4.4线性化子程序17
4.5报警子程序19
4.6键盘处理子程序21
结论22
致谢23
参考文献24
摘要
目前,随着电子产品在人类生活中的使用越来越广泛,由此引起的火灾也越来越多,在我们生活得四周到处潜伏着火灾隐患。
为了避免火灾以及减少火灾造成的损失,我们必须按照“隐患险于明火,防患胜于救灾,责任重于泰山”的概念设计和完善火灾自动报警系统,将火灾消灭在萌芽状态,最大限度地减少社会财富的损失。
本系统可安装在各防火单位,它负责不断地向所监视的现场发车巡检信号,监视现场的温度、浓度等,并不断反馈给报警控制器,控制器将接到的信号与内存的正常整定值比较、判断确定火灾。
当发生火灾时,可实现声光报警、故障自诊断、浓度显示、报警限设置、延时报警及与上位机串口通信等,是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的烟雾传感器,具有一定的实用价值。
关键词单片机火灾报警传感器
ABSTRACT
Now,withelectronicproductsusedinhumanlifemoreandmorewidely,theresultingfire,moreandmore,weliveinfirehazardslurkingaroundeverywhere.Toavoidfiresandreducefirelosses,wemustfollowthe"hiddendangersfireinpreventionisbetterthandisasterrelief,theresponsibilityisextremelyheavy,"theconceptdesignandimprovementofautomaticfirealarmsystem,firenippedinthebud,themaximumreducethelossofsocialwealth.
Thesystemcanbeinstalledinallfireunits,whichisresponsibleforcontinuouslymonitoringthesitetostarttheinspectionsignal,monitorthesiteoftemperature,concentration,andcontinuousfeedbacktothealarmcontroller,thecontrollerwillreceivethesignalandthenormalmemorysettingvaluewasdeterminedbycomparingtodeterminethefire.Whenfireoccurs,canachievesoundandlightalarm,faultdiagnosis,concentrationdisplay,alarmlimitsettings,delayalarmandserialcommunicationwiththehostcomputerisasimplestructure,stableperformance,easytouse,inexpensive,intelligentsmokesensor,hassomepracticalvalue.
Keywords:
SCMfirealarmsensor
第1章绪论
1.1选题背景及意义
火灾是可燃物在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害,是威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。
火,在给人类带来文明进步、光明和温暖的同时也在其失去控制之时给人类造成了巨大的灾难。
据统计,我国70年代火灾平均损失不到2.5亿元,80年代火灾平均损失接近3.2亿元。
进入90年代,特别是1993年以来,火灾造成的直接损失上升到年均十几亿元,年均死亡2000多人。
严峻的事实证明,随着社会和经济的发展,社会财富日益增加,火灾给人类、社会和自然造成的危害范围不断扩大,它不仅毁坏物质财产,造成社会秩序的混乱,还直接威胁生命安全,给人们的心灵造成极大的伤害。
残酷的现实让人们逐渐认识到监控预警和消防工作的重要性,良好的监控系统和及时的报警机制可以大大降低人员的上网,为社会减少不必要的损失。
随着电子产品在人类生活中的使用越来越广泛,由此引起的火灾也越来越多,在我们生活的四周到处潜伏着火灾隐患。
智能化火灾报警系统已并非传统意义上的简单的报警设备,而是融入了计算机技术、电子技术、自动控制技术、传感器的应用等各领域知识。
伴随着科学技术的不断进步,火灾报警系统必将得到更快的发展。
1.2本文所做的工作
本文采用气体传感器、温度传感器、AT89S52单片机以及LED显示灯模块设计了一种智能火灾报警器,可以实现声光报警、故障自诊断、浓度显示、报警限设置、延时报警及与上位机串口通信等功能。
是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的火灾报警器,具有一定的实用价值。
本系统采用ATMEL公司的AT89S52单片机作为处理器,主要完成以下工作:
1.基于AT89S52的火灾报警检测设计方案。
2.温度传感器AD590、烟雾传感器TGS202、A/D转换芯片ADC0809的选择以及与单片机的接口电路设计。
3.LED数码管驱动芯片ICM7218与单片机的接口电路及其与数码管的硬件连接。
4.设计主要软件程序模块,完成软件设计。
第2章火灾自动报警系统的工作原理
2.1系统总体功能概述
火灾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。
火灾探测器通过对火灾发出的物理、化学现象——气(燃烧气体)、烟(烟雾粒子)、热(温度)、光(火焰)的探测,将探测到的火情信号转化成火警电信号传递给火灾报警控制器。
区域报警器将接收到火警信号后经分析处理发出声光报警信号,警示消防控制中心的值班人员,并在屏幕上显示出火灾的房间号。
集中报警是将接收到的信号以声光形式表现出来,其屏幕上也显示出着火的楼层和房间号,利用本机专用电话还可迅速发出指示和向消防队报警。
此外,也可以控制有关的灭火系统或将火灾信号传输给消防控制室。
整体电路的框图如图2-1所示:
2.2火灾报警系统的类型
根据火灾报警系统中所使用的探测器种类的不同,火灾报警系统可以分为以下四种:
(1)感温型火灾报警系统
由于火灾发生时燃烧物会产生大量的热量,使得周围温度迅速变化。
感温型火灾报警系统就是通过判断周围温度变化而产生响应的火灾报警系统,再把温度的变化转换为电信号以达到判断报警的目的。
根据探测温度参数的不同,一般可以将感温型火灾报警系统分为定温式、温差式等几种。
(2)感烟型火灾报警系统
烟雾是早期火灾的重要特征之一。
在火灾发生的初期,由于温度比较低,许多物质都处于阴燃阶段,产生大量的烟雾。
感烟型火灾报警系统就是对空气中可见或不可见的烟雾粒子进行探测,然后将烟雾浓度的变化转换为电信号来触发报警。
感烟型火灾报警系统主要有激光感烟式、光电感烟式和离子感烟式等。
(3)感光型火灾报警系统
物质燃烧不但会产生烟雾和热量,同时也会产生可见或不可见的光辐射。
感光型火灾报警系统就是通过响应火灾中产生的光特性,即扩散火焰的光强度和闪烁频率,来触发报警系统的。
根据感应的敏感波长,可以将感光型火灾报警系统分为对波长较短的光辐射敏感的紫外报警系统和对波长较长的光辐射敏感的红外报警系统。
(4)复合型火灾报警系统
如果报警系统同时对温度、烟雾和光辐射中的两种或两种以上参数做出响应,那么它就是复合型火灾报警系统。
目前复合型火灾报警系统有感温感烟型、感烟感光型、感温感光型等多种形式。
2.3火灾探测器的原理
火灾发生时,必然会伴随着产生烟雾、高温和火光,探测器对这些都很敏感。
当有烟雾、高温、火光产生的时候,它就改变平时的正常状态,引起电流、电压或机械部分发生变化或位移,再通过放大、传输等过程发出警报声,有的还能同时发出灯光信号并显示发生火灾的部位、地点。
火灾探测器主要分感烟、感温、光辐射三大类:
(1)感烟探测器。
一种是离子感烟探测器,它在内外电离室里面有放射源镅241,电离产生的正负离子,在电场的作用下各向正负电极移动。
在正常的情况下,内外电离室的电流、电压都是稳定的。
一旦有烟雾窜逃外电离室,干扰了带电粒子的正常运动,电流、电压就有所改变,破坏了内外电离室之间的平衡,于是就发出了信号。
还有一种叫光电感应探测器,它有一个发光元件和一个光敏元件,平常光源发出的光,通过透镜射到光敏元件上,电路维持正常,如果有烟雾从中阻隔,到达光敏元件上的光就显著减弱,于是光敏元件就把光强的变化变成电的变化,通过放大电路向人们报警。
还有一种叫管道抽吸式感烟探测器,他的工作原理与光电感应探测器中另一种散射型相似,通过烟雾的反射或散射产生光敏电流,主要用在船舶上。
近年来还出现了激光感烟探测器,它也是利用光电感应原理,不同的是光源改用激光束。
这种探测器采用半导体器件,体积小、价格低、耐震动、寿命长,很有发展前途。
(2)感温探测器。
一种是运用金属热胀冷缩的特性。
正常的情况下,探测器的电路断开,当温度升到一定值时,由于金属膨胀、延伸,导体接通,于是发出了信号。
一种是利用某些金属易熔的特性,在探测器里固定一块低熔点合金,当温度升到它的熔点(70~90℃)时,金属熔化,借助弹簧的作用力,使触头相碰,电路接通,发出信号。
这两种探测器都属定温型,即当外界温度超过某一限值时就会报警;还有一类是差温型,升温的速度超过特定值时,便会感应报警。
如将两者结合起来,便成为差定温组合式。
(3)
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- 精品 本科毕业 论文 设计 基于 单片机 火灾 自动 报警 系统
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