报警系统设计论文

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1系统方案设计

本文设计的智能火灾报警系统，以STC89C51单片机为控制核心，以能够识别多种气体并且可以双向检测的MQ-2半导体气体烟雾传感器作为烟雾信号采集电路，数字温度传感器DS18B20作为温度信号采集电路，实时将环境的烟雾和温度信息传递给单片机，经LCD1602实时显示，同时与预设的阈值比较、判断是否报警，阈值范围可通过按键自行设置。本设计主要包括信号采集模块、A/D转换模块、主控模块、手动控制模块、显示模块和报警电路等。

2系统硬件设计

2.1信号采集和A/D转换模块

本设计周围环境的温度采用DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器DS18B20进行测量，可直接将温度转化成串行数字信号给单片机处理；周围环境的烟雾信号采用MQ-2烟雾传感器进行测量，当遇到烟雾及可燃气体时，烟雾以正离子状态吸附放出电子，使烟雾传感器电离子密度增加，电阻值下降。因此通过测量其输出电压就可以反映出烟雾的浓度，两者近似为线性关系，且其模拟输出端电压范围为0~5V。本设计将烟雾传感器与4.7kΩ电阻串联，将采集的电压信号通过ADC0832芯片转换成数字信号，再送单片机进行处理。

2.2手动控制模块

本设计的烟雾和温度报警阈值可以通过加、减按键根据使用环境自行调节，另外还设置有紧急报警按键以应对突发情况。

2.3主控模块

本设计采用STC89C51单片机作为主控芯片，该芯片是一款高性能的CMOS8位微处理器，自带4K可编程Flash存储器，性价比高，满足系统的设计需求。

2.4显示及报警模块

本设计周围环境的温度和烟雾采用LCD1602来实时显示，另外阈值的设置也可通过LCD显示。采用蜂鸣器作为声音报警电路，因蜂鸣器的工作电流较大，单片机的I/O口不能直接驱动，因此本设计蜂鸣器前连接了一个NPN型三极管8550来放大电流。

3系统软件设计

本设计软件部分采用模块化设计，通过Keil公司开发的uVision3编译器用C51语言编写，主要由主程序、按键扫描子程序、温度和烟雾显示及其比较判断子程序和报警子程序等组成。

4结束语

本设计针对我国的普通家庭用户，利用国外先进的传感器技术，探索设计了一款低成本便携式的智能火灾报警系统。本系统以STC89C51单片机为控制核心，DS18B20为温度采集模块，MQ-2为烟雾采集模块，将两者信息传给单片机处理并实时显示，同时与两者预设的阈值进行比较，判断是否报警以示提醒，阈值可通过按键任意设置，另外还设有紧急报警按键以应对突发情况。实验样机测试表明，本设计实现了温度和烟雾的实时显示，超出阈值时会蜂鸣器报警，为人们的生命和财产安全提供了一层有力的保障，此外本设计还留有无线通信接口，为后续智能家居的物联网实现做了必要的准备。

作者:邵婷婷高瑛元宏涛单位:延安大学物理与电子信息学院