初稿-火灾自动报警系统的设计

士学位论文火灾自动报警系统的设计姓名：学号：指导教师：院系 （ 部所 ） ：专 业：完成日期：枣庄学院学士学位论文作者声明本人声明.本人呈交的学位论文是本人在导师指导下取得的研究 成果0对前人及其他人员对本文的启发和贡献已在论文中作出了明确 的声明，并表示了谢意论文中除了特别加以标注和致谢的地方外, 不包含其他人和其它机构已经发表或者撰写过的研究成果。本人同意学校根据中华人民共和国学位条例暂行实施办法等 有关规定保留本人学位论文并向国家有关部门或资料库送交论文或 者电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权枣庄学院可以将本人学 位论文的全部或者部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影 印、缩印或者其它复制手段和汇编学位论文（保密论文在解密后应遵 守此规定）。作者签名：日期I年 月日II绪论 11.1 概述 11.2 国内外研究状况 11.3 课题研究背景及目的 12 系统硬件设计 32.1 概述 32.2 系统芯片和器件的选择 32.2.1 传感器介绍 32.2.2 ISD1420 语音芯片42.2.3 MT8880 介绍 62.2.4 AT89C51 简介 62.3 系统的硬件实现 82.3.1 系统功能及特点 82.3.2 MT8880 接收电路的设计 92.3.3 发送电路设计 102.3.4 灯光报警电路 112.3.5 信号音检测电路 112.4 系统总体电路图 133 系统软件设计 143.1 数据采集子程序 143.2 火灾判断程序 153.3 电话报警流程设计 153.4 MT8880 的数据发送程序设计 173.5 MT8880 数据接收程序设计 194 仿真与调试 21结论 23参 考文 献24致 谢 错误！未定义书签。.#III基于 8051 火灾自动报警系统的设计摘要本文设计了一种基于公用电话网，利用单片机8051、DTM信号收发芯片MT8880 集成语音芯片ISD1420,集成温度传感器AD590和气体传感器TGS20骞，禾用多传感 器信息融合技术, 完成语音报警的实用、可靠的单片机语音自动报警系统, 着重讲述了该系统的组成形式及工作原理。实践表明 , 单片机技术在系统报警和其它一些自动 控制领域中有着广泛的应用前景。该系统能自动完成对布测点检测，确认火警后能自动报警，并显示火情点，记 录火灾发生时间。【关键词】单片机传感器 数据处理报警The Design of Automatic Fire Alarm System Based on 8051AbstractThis paper design a method that use single chip computer and digital voice chip ISD1420 to realize remote voice alarm, gives out the hardware structure and software of system, Based on the single-chip microcomputer AT89C51, dial chip MT8880 and speech chip ISD1420,temperature sensor AD590 and gas sensor TGS202 are used, and the multi-sensors information processing method is adopted . Practice the enunciation, The single-chip microcomputer technique has the extensively applied foreground in system alarm and other automatic control realm.This system can automatically to monitor the points which are acute to temperature. It can also send out alarm, show the points and record the occurring time when a fire has broke out.【 Key words】 MCU Transducer Data Process Alarm#绪论1.1 概述无线火灾传感器硬件和软件平台的设计对于整个系统的开发与应用至关重要， 作为整个系统的底层支持， 其必然向微型化、 高度集成化、 网络化、 节能化、智能化的方向发展， 近几年， 随着计算机成本下降和微处理器体积缩小， 开发和构造火灾智能无线报警系统将有广阔的应用前景。 工程试验结果充分显示了技术的可行性和实现的有效性。 随着智能楼宇技术应用的迅速发展， 商业市场对火灾报警器的需求不断增长， 目前主要使用的是智能型总线制分布式计算机系统的火灾报警系统，虽然在系统安装方面比过去大大方便，但仍然不能满足现代需要，其安装成本约占设备成本的33%- 70%而无线火灾报警系统能够满足目前要求，它具有安装容易、快捷、便宜、无需布线、对建筑物表面的最小破坏性、对功能变化的易适应性等特点。有关资料统计表明：凡是安装了火灾自动报警系统的场所，发生了火灾一股地说都能及早报警，不会酿成重大火灾。1.2 国内外研究状况虽然 WSNN(/ireless Sensor Networks)正处于完善的迅速发展时期，但并没有妨碍它在各领域的应用。 德国、 日本、 美国等发达国家对无线火灾自动报警系统的研究投入大量人力、 财力。 无线火灾自动报警系统是典型的多传感器的事件驱动型无线传感器网络 WSN但又具有其特殊要求：1系统的可靠性、可信度、必须考虑室内多路径散射、回波、干扰、中断、碰撞探测等处理； 2 系统的最小工作生命周期为 5 年； 3 总机和探测器间必须双向通信； 4 报警信号的传输时间必须在 10 秒内； 5 系统干扰、故障探测反映时间要小于 100 秒。无线传感器网络(WSN除合了微电子技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等先进技术， 能够协同地实时监测、 感知和采集网络覆盖区域中各种环境或监测对象的信息，并对其进行处理，处理后的信息通过无线方式发送，并以自组多跳(Self Organizing Hop)的网络方式传送给数据处理中心。WSN勺应用前景十分广阔，在军事、工农业、环境监测，医疗护理、危险区域远程控制等领域都有潜在的应用价值，已经引起了许多国家学术界和工业界的高度重视。1.3 课题研究背景及目的我国的火灾自动报警控制系统经历了从无到有、从简单到复杂的发展过程,其智能化程度也越来越高。 目前国内厂家多偏重用于大型仓库、 商场、 高级写字楼、宾馆等场所大型火灾报警系统的研发 , 他们采用集中区域报警控制方式 , 其系统复杂、成本较高。而在居民住宅区、机房、办公室等小型防火单位, 需要设置一种单一或区域联网、廉价实用的火灾自动探测报警装置, 因此 , 研制一种结构简单、价格低廉的语音数字联网火灾报警器是非常必要的。#2系统硬件设计2.1 概述硬件电路主要包寸S单片机电路，2路传感器报警信号电路，模数转换电路, 语音报警电路，震铃检测电路、模拟摘机和 DTMF单调电路，以及主备电控制电 路部分。1温度烟雾传感器2 信 号 调 理器3 A/D 转 换 器4现场声光报警系统6 收 发 码 电路）单 片 机CAT89C51图1报警电路方框图如图1所示，报警器硬件由温度烟雾信号采集模块、 声光报警模块以及单片 机与收发码模块组成。图中1,2, 3 组成数据采集模块，4, 5 组成现场声光报 警模块,5,6 组成远程报警模块。其中，1为传感器（包括烟感和温感），将现 场温度、烟雾等非电信号转化为电信号；2为信号调理电路，将传感器输出的电 信号进行调理（放大、滤波等），使之满足A/D转换的要求；3为A/D转换电路, 完成将温度传感器和烟雾传感器输出的模拟信号到数字信号的转换。 声光报警模 块由单片机和报警电路组成，由单片机控制实现不同的声光报警（异常报警、故 障报警、火灾报警）功能。单片机与远程报警模块由单片机、 MT8880收发码电 路组成，实现远程报警。2.2 系统芯片和器件的选择2.2.1 传感器介绍要准确地进行火灾报警，选择合适的温度和烟雾传感器是准确报警的前提。 综合考虑各因素，本文选择集成温度传感器 AD590和气体传感器TGS202用作 采集系统的敏感元件。AD590是美国Analog Devices公司生产的一种电流型二端温度传感器。电 路如图2所示。由于AD590是电流型温度传感器，他的输出同绝对温度成正比， 即1仙A/K而数模转换芯片ADC0809的输入要求是电压量2,所以在AD590的 负极接出一个1kQ的电阻R和一个100。的可调电阻 W ,将电流量变为电压量 送入ADC0809o通过调节可调电阻，便可在输出端 VT获得与绝对温度成正比 的电压量，即10 mV/Ko图2 AD590应用电路图2.2.1.2 TGS202气体传感器火灾中气体烟雾主要是CO和CO TGS202体传感器能探测CO, CO,甲烷、 煤气等多种气体，他灵敏度高，稳定性好，适合于火灾中气体的探测。如图3所示, 当TGS202K测至ij CO或CO时，传感器的内阻变小，VA®速上升。选择适当的电阻 阻值，使得当气体浓度达到一定程度（如CO浓度达到0106%附,VA端获得适当的 电压。VT VATGS2O2TTR图3 TGS202应用电路图2.2.2 ISD1420语音芯片2.2.2.1 ISD1420 弓唧1ACVCCDAl?£CA2A3XCLKqA4A5丽PLAEMCPLAYNCNC_ ISD1420 AHA°妍A7ANAIAGCHCREFVSSUVSSAMICVCCASP+SP*262273264525612423e2292120101119ie121713141615图4 ISD1420引脚2.2.2.2 ISD1420各引脚及其功能介绍电源（VCCA VCCD芯片内部的模拟和数字电路使用不同的电源总线，并且分别引到外封装上，这样可使噪声最小。模拟和数字电源端最好分别走线， 尽可 能在靠近供电端处相连，而去耦电容应尽量靠近芯片。地线（VSSA VSSD芯片内部的模拟和数字电路也使用不同的地线，这两个脚最好在引脚焊盘上相连。录音（/REC）低电平有效。只要/REC变低（不管芯片处在节电状态还是正在放音），芯片即开始录音。边沿触发放音（/PLAYB此端出现下降沿时，芯片开始放音。电平触发放音（/PLAYD此端出现下降沿时，芯片开始放音。录音指示（/RECLED处于录音状态时，此端为低，可驱动 LED。话筒参考（MICREF此端是前置放大器的反向输入。当以差分形式连接话筒时， 可减小噪声，提高共模抑制比。