摘要：本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于單片機(jī)的智能防火報(bào)警器，以STC89C52單片機(jī)技術(shù)，溫度與煙霧傳感器和紅外檢測(cè)技術(shù)為核心，并結(jié)合其他電路基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出一種功能相對(duì)齊全的智能防火報(bào)警器。本系統(tǒng)主要以STC89C52單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)的智能防火報(bào)警器，可主要由煙霧信號(hào)采集，溫度信號(hào)采集及前置放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)控制電路、LCD顯示電路、報(bào)警電路、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和語音報(bào)警電路構(gòu)成。是一種性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、使用簡(jiǎn)便的智能防火報(bào)警器。在現(xiàn)實(shí)生活中具有一定的使用價(jià)值。
　　關(guān)鍵詞：STC89C52；煙霧傳感器；溫度傳感器；報(bào)警器
　　在人們?nèi)粘Ｉ�活中，火�?zāi)是最普遍地且威脅人民生命和財(cái)產(chǎn)安全，是社會(huì)發(fā)展的主要災(zāi)害之一。這個(gè)時(shí)候智能防火報(bào)警器就顯得尤為重要，它不僅能在火災(zāi)發(fā)生的初始階段提供報(bào)警，也能在火災(zāi)發(fā)生時(shí)提供滅火功能，還能檢測(cè)一定空間內(nèi)是否有人存在。具有高可靠性、高靈敏性和低誤報(bào)率，為更好的預(yù)防和遏制火災(zāi)提供強(qiáng)有力的保障，從而更好的保護(hù)人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。
　　一、智能防火報(bào)警器的設(shè)計(jì)思路
　　本設(shè)計(jì)是智能防火報(bào)警器，能夠檢測(cè)環(huán)境中的煙霧濃度、溫度并具有滅火功能。報(bào)警器以STC89C52單片機(jī)為控制核心，延時(shí)的工作方式，選用MQ-5半導(dǎo)體氣體傳感器用來采集煙霧濃度信息，配合外接電路以構(gòu)成防火報(bào)警系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的功能。
　　本設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體規(guī)劃，還有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以STC89C52單片機(jī)為中央處理器，系統(tǒng)模塊分為硬件和軟件兩部分。按照軟件實(shí)現(xiàn)的功能，主要分為設(shè)計(jì)主程序、系統(tǒng)初始化子程序、報(bào)警限值設(shè)置子程序、蜂鳴器報(bào)警子程序、濃度顯示子程序等程序內(nèi)容。在程序的編寫過程中，同時(shí)加入文字注釋，便于后期的修改與維護(hù)。按模塊劃分主要分為溫度與煙霧采集模塊、單片機(jī)控制模塊、人體紅外檢測(cè)模塊、按鍵控制模塊、語音播報(bào)模塊、LCD顯示模塊、蜂鳴器報(bào)警模塊、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊等八個(gè)模塊。每個(gè)模塊都進(jìn)行單獨(dú)分析其原理，再進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)，采用模塊化的方法有利于把復(fù)雜的電路轉(zhuǎn)化為一個(gè)個(gè)小小的簡(jiǎn)單的模塊電路，最后將每個(gè)模塊連接起來，就構(gòu)成了整個(gè)設(shè)計(jì)電路，而且這樣設(shè)計(jì)的一個(gè)最大的優(yōu)點(diǎn)是可以迅速的發(fā)現(xiàn)電路中有哪些地方不合理，從而能夠迅速地解決電路中的問題。
　　二、智能防火報(bào)警器的設(shè)計(jì)的具體研究
　　本設(shè)計(jì)主要以STC89C52單片機(jī)為核心，首先通過傳感器采集空氣煙霧信號(hào)，傳感器送來的煙霧濃度對(duì)應(yīng)的微小電壓信號(hào)經(jīng)過放大，轉(zhuǎn)化成較大的電壓信號(hào)送入STC89C52單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。在單片機(jī)內(nèi)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換、濃度比較，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性化處理，將數(shù)字化電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制濃度值。然后送到液晶顯示器上顯示，觀察示數(shù)變化發(fā)送信號(hào)到蜂鳴器，再將該信號(hào)發(fā)送到電動(dòng)機(jī)模塊控制水泵的開關(guān)。最后，判斷濃度值是否超出警報(bào)極限，當(dāng)濃度處于正常狀態(tài)下燈不亮，當(dāng)濃度超出設(shè)定的限定時(shí)，發(fā)出聲音報(bào)警并伴隨紅燈閃爍，電動(dòng)機(jī)控制水泵打開進(jìn)行抽水實(shí)現(xiàn)噴水滅火；當(dāng)人體紅外檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到有人存在時(shí)，控制語音錄放系統(tǒng)工作，發(fā)出語音報(bào)警（有人存在）。
　�。ㄒ唬┲悄芊阑饒�(bào)警器的設(shè)計(jì)的硬件電路
　　本設(shè)計(jì)的硬件電路。其核心為STC89C52單片機(jī)，該單片機(jī)有32位I/O口線，可以連接多個(gè)外圍電路，采用HC-SR501人體感應(yīng)模塊，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制人體紅外檢測(cè)的功能，其OUT引腳連接單片機(jī)的P3^1腳，再經(jīng)過ISD1820錄放電路，實(shí)現(xiàn)語音報(bào)警功能；采用MQ-5半導(dǎo)體煙霧傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)煙霧的采集，再由ADC0832進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，把采集到的信號(hào)進(jìn)行放大，傳輸給單片機(jī)的P2^0-P2^2引腳；采用LCD1602液晶顯示屏，通過單片機(jī)的P0^0-P0^7八個(gè)引腳的電壓對(duì)顯示屏的顯示進(jìn)行控制；采用無源蜂鳴器和LED燈進(jìn)行聲光報(bào)警達(dá)到報(bào)警功能；采用直流電機(jī)，來實(shí)現(xiàn)噴水滅火的功能。
　　（二）智能防火報(bào)警器的設(shè)計(jì)的軟件設(shè)計(jì)
　　本設(shè)計(jì)的軟件設(shè)計(jì)，主要用C語言來進(jìn)行程序的編寫，其中的難點(diǎn)之一在于煙霧和溫度采集模塊的靈敏度，通過程序設(shè)定溫度上限值和煙霧濃度上限值，然后在與采集到的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，實(shí)現(xiàn)該報(bào)警器的采集功能；而LCD顯示模塊同樣也是程序編寫中的一個(gè)難點(diǎn)，對(duì)于顯示屏的顯示位置和顯示數(shù)值，都需要準(zhǔn)確的計(jì)算，來實(shí)現(xiàn)顯示的準(zhǔn)確性。軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是硬件電路，所以只有良好的硬件電路，加上合理的軟件設(shè)計(jì)，才能使該設(shè)計(jì)能夠順利完成。
　　三、總結(jié)
　　本論文設(shè)計(jì)的智能防火報(bào)警器有溫度與煙霧采集模塊、單片機(jī)控制模塊、人體紅外檢測(cè)模塊、按鍵控制模塊、語音播報(bào)模塊、LCD顯示模塊、蜂鳴器報(bào)警模塊、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。根據(jù)設(shè)計(jì)要求、使用空間、材料成本等因素選擇模塊化的人體紅外檢測(cè)系統(tǒng)、語音錄放系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。這三個(gè)模塊是能完美的符合設(shè)計(jì)要求，且可通過STC89C52單片機(jī)控制，紅外檢測(cè)靈敏度適中，語音錄放不失真，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)可調(diào)控等優(yōu)點(diǎn)。
　　為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的安全性、可靠性和多樣性，可以在本論文設(shè)計(jì)的報(bào)警器基礎(chǔ)上做適當(dāng)?shù)墓δ軘U(kuò)展。如設(shè)計(jì)換氣扇系統(tǒng)，根據(jù)煙霧濃度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)速，使空間內(nèi)的空氣質(zhì)量得到適度的改善；設(shè)計(jì)關(guān)閉管道功能，智能切斷天然氣管道系統(tǒng)；設(shè)計(jì)完善報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)撥號(hào)功能，使使用者能夠及時(shí)知道火災(zāi)和室內(nèi)情況并迅速處理，迅速趕到現(xiàn)場(chǎng)等。
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　　指導(dǎo)老師：蔡蓉（1988-），女，湖南益陽人，湖南人文科技學(xué)院，主要研究方向?yàn)殡娮有畔�獲取與處理。

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