火灾报警系统设计中单片机的应用

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摘要：火灾报警器在现代社会的应用非常广泛，是很常见的火灾预警装置，它对我国的发展具有重要意义，有效的保护了我国人民及财产的安全。现在我国的科学技术不断发展，现在的火灾预警装置都采用了高科技的装备，比如智能控制芯片，这就使得火灾预警装置比过去的反应更加灵敏。这对更好的发现灾情以及更好的控制灾情具有重要的意义。为了更好的研究火灾预警装置相关问题，本文通过对以AT89C51单片机为基础的智能火灾报警系统进行了科学的探究和分析。

【关键词】单片机；火灾报警系统；声光报警模块

近几年，各种火灾事件不断发生，因火灾产生的伤亡率也在不断的增加，这样的情况不仅对伤亡人员及其家属造成了很大的伤害，还严重危害了社会的秩序，同时还造成了很大的财产损失等，在这种情况下，设计出更加智能化的火灾报警系统具有重要的作用。

1系统设计方案

本文设计出的单片机智能报警器包括两个部分：单片机以及声光报警模块。我们把单片机智能报警器的工作原理总结如下：如果有火灾发生，单片机智能报警器里面的烟雾传感器就会利用每个智能节点获得烟雾信号，然后再进行二阶滤波处理，然后通过单片机中的模数转化器把处理好的信号转变为数字信号。再经由无线传输的方式传递到射频模块进行发射，当射频模块得到了信号就会将其传给单片机，单片机具有自动对火灾判断的功能，单片机自主判断后利用声光预警模块做出火灾预警。

2系统硬件设计

2.1AT89C51单片机

AT89C51是一种具有4K字节闪烁能够编程可以擦除只读存储器的低电压，性能较高CMOS8位微处理器，我们一般称其单片机。这个器件选择的是高新技术制造完成的，即ATMEL高密度非易失存储器制造技术，并且可以和高标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。这种控制器可以把具有多功能的8位CPU和闪烁存储器组装在一个芯片里面，因此ATMEL的AT89C51属于高效的微控制器，并且它可以给一些嵌入式控制系统带来很多比较有价值的处理方法。

2.2转换芯片

本文设计的单片机智能火灾报警器选用的是ADC0804数模转换专用芯片。这种芯片就是一个连续渐进式的转换器，不仅转换和传递的速率较快，分辨率比较高，而且其生产的过程也非常简单，并且生产成本较低，这些特点将有利于单片机智能火灾报警器的广泛应用。并且它不用另外设定地址总线和地址锁存器，因为它只有数据总线，这一点从操作性上来说就简单的多。

2.3声光报警模块

由于声光报警电路里面蜂鸣器使用的电流比较大，这就导致蜂鸣器的驱动具有很大阻力，必须借助外在力量对电路进行放大后，才能将蜂鸣器进行驱动，这里主要是利用三极管来达到放大电路的目的。首先，对声光报警系统的电路控制是由单片机的P1.0引脚来完成的，如果引脚的输出低电平，三极管就被接通了，那么蜂鸣器的电流就形成了了回路，并且会做出报警的反映。如果P1.0引脚没有发出低电平，那么三极管就不会被导通，也就不会出现声音报警的情况。其次，单片机P2.0口对光束报警的控制原理，和声音报警基本类似。只有P2.0口输出低电平时，才会出现发光二极管的光束闪烁的情形，然后开始光报警，如果P2.0口没有低电平输出，发光二极管就不会出现光束闪烁的情况，也就没有光报警的发生。

3系统软件设计

3.1开发环境设计

本设计主要选用KeilC51作为软件编程系统，该系统属于51系列，并且可以和单片机C语言的软件开发系统实现兼容。Keil软件开发系统除了提供连接器、宏汇编的开发方案，还有库管理和C编译器的全部开发方案，利用UVision集成开发环境把以上各种方案来连接到一起，并且Keil软件适应能力比较强，无论是WinXP系统还是Win系列系统，它都可以顺利的运行，这也是其一大优点。

3.2报警系统主程序设计

程序流程图里面存在的初始化有2个，一个是单片机本身的初始化，另一个是初始化是无线接收模块的。系统的主程序其实就是信号的一次无线循环过程，实现流程是：（1）上电完成后，nRF24L01和单片机智能报警系统每个部分都实现自身的初始化；（2）利用终止信号传输的方法来达到火灾报警系统对数据收集的目的。（3）数据采集结束后，系统就会自主判断周围环境会不会发生火灾，如果没有出现火灾，就会将信号采集返回去。如果出现火灾，就会进行火灾报警。（一般以声光报警形式报警）。（4）当异常报警完成后（火灾结束或火灾所发出的烟雾信号无法使报警系统发出烟雾报警信号时），系统恢复之前状态，重新回到初始化阶段。

4结论

本文主要对以单片机为基础的智能火灾报警系统进行了研究和分析，先对整个系统的设计方案做了简要说明，之后开始对AT89C51单片机、声光报警模块以及ADC转换芯片这些系统的硬件做了设计，而且还对系统开发环境以及报警系统主程序做了充分的研究和设计。结果显示，在各部分的配合下，以AT89C51单片机为基础的火灾报警系统对于预防火灾方面具有良好的效果。

参考文献

[1]鲁西坤,巩银苗,徐帅,侯凡博,姬鹏飞.基于单片机的智能火灾报警系统的设计[J].电子测试,2018(Z1):7-9.

[2]包航,仲毅,蔡长安等.基于单片机的智能火灾报警系统的设计[J].福建电脑,2017,33(09):12+14.

作者：吴利刚 单位：山西大同大学机电工程学院