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基于单片机的火灾报警系统设计与实现

摘要

随着“信息时代”的到来，作为获取信息的手段—-传感器技术得到了显著的进步,应用领域越来越广泛，对其要求越来越高，需求越来越迫切。在社会财富日益增多的同时，导致发生火灾的危险因素也在增多，火灾的危害性也越来越大，为了保护人身财产安全，火灾报警器在消防工作中的作用也尤为突出了，设计一种结构简单、价格低廉的火灾报警器是势在必行的。传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。因此，了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。

基于单片机的火灾报警系统是一种结构简单、使用方便、价格低廉、智能化的火灾报警器。它以单片机技术、传感器技术和GSM（全球移动通信）技术相结合，设计出一种安全可靠的报警系统。采用ATC89C51单片机作为主控芯片，可以通过温度和烟雾传感器实时检测室内温度和烟雾浓度，将采集到的烟雾值经A/D转换后送入控制器，使用LCD1602显示当前的温度和烟雾浓度，可通过按键调节温度和烟雾浓度的安全值，当检测值超过安全值时，GSM模块发送火灾报警信息的同时进行声光报警。

关键词：ATC89C51单片机传感器LCD1602显示GSM模块

目录

TOC\o1-3\h\z\u1绪论 4

1.1课题研究背景及意义 4

1.2火灾报警器的发展历程和发展现状 5

1.3目的及意义 6

2总体方案设计 7

2.1系统总体设计 7

2.2系统工作要求 8

2.3方案论证 8

3硬件设计 9

3.1系统硬件的总体结构 9

3.2主控芯片简介 10

3.3温度控制模块 10

3.4液晶显示模块设计 13

3.5烟雾浓度采集电路设计 17

3.6ADC0809模块转换电路设计 18

3.7GSM报警模块设计 19

3.8声光报警模块设计 20

3.9按键设置模块设计 21

第4章软件设计 21

4.1软件总体程序设计 21

4.2温度采集程序设计 22

4.3烟雾浓度程序设计 23

4.4GSM通信模块程序设计 24

4.5液晶显示模块程序设计 25

第5章系统调试 26

5.1元器件的选择与测量 26

5.2元件的焊接与组装 26

5.3电路的调试 27

6结论 29

参考文献 30

附录 32

1绪论

1.1课题研究背景及意义

对于火灾，在我国古代，人们就总结出“防为上，救次之，戒为下”的经验。随着社会的不断发展，在社会财富日益增多的同时，导致发生火灾的危险因素也在增多，火灾的危害性也越来越大。据统计，我国70年代火灾年平均损失不到2.5亿元，80年代火灾年平均损失不到3.2亿元。进入90年代，特别是1993年以来，火灾造成的直接财产损失上升到年均十几亿元，年均死亡2000多人。实践证明，随着社会和经济的发展，消防工作的重要性就越来越突出。“预防火灾和减少火灾的危害”是对消防立法意义的总体概括，包括了两层含义：一是做好预防火灾的各项工作，防止发生火灾；二是火灾绝对不发生是不可能的，而一旦发生火灾，就应当及时、有效地进行扑救，减少火灾的危害。

火灾报警系统是用来监测火灾的发生，由于在火灾发生的阶段，将伴随产生烟雾、高温和火光。这些烟、热和光可以通过探测器转变为电信号报警或使自动灭火系统启动，及时扑灭火灾。火灾监测报警系统是各行各业必需的一种安全系统网络，可靠的数据传输与监测是该系统非常重要的环节。

1.2火灾报警器的发展历程和发展现状

1.2.1火灾报警系统发展历程

火灾报警系统的发展也是经历了由单一品种发展成现在样式多样化的过程，由以前误报率较高、安装复杂和监测范围较窄变成现在测量较精准、安装简单、监测范围广等从发展过程来看，大体上可分为以下几个阶段：

第一阶段，从19世纪40年代至20世纪40年代，火灾报警系统处于发展的初级阶段，采用的探测器主要是感温式的探测器，它通过采集温度信号，然后判定是否超出设定的阈值，从而判断是否有火灾发生。这一阶段，火灾报警系统简单，仅靠单一的温度参量进行火灾判断。但是它易受环境中其他干扰源的影响，灵敏度低，响应速度慢，无法判断引燃火灾，也无法满足智能化火灾报警系统的要求。

第二阶段，20世纪40年代末，瑞士物理学家EmstMeili研究的离子感烟探测器推出以后，引起了人们对离子感烟探测器的重视，随后感烟探测器得到广泛应用，并逐渐占据了绝大部分市场，迫使感温式探测器退