家庭安防、火灾自动报警系统毕业设计论文 - 图文(2)

4.1 主程序流程图 ........................................................ 18 4.2 液晶显示器1602软件部分设计 ......................................... 18 4.2.1 1602显示器编程原理 .............................................. 18 4.2.2 程序流程图 ....................................................... 20 4.2.3 1602初始化程序 .................................................. 20 4.3 步进电机工作原理及程序设计 .......................................... 21 4.3.1 步进电机工作原理 ................................................. 21 4.3.2 步进电机驱动子程序 ............................................... 21 4.4 PWM波形发生子程序的设计 ............................................ 22 4.5 AD转换软件设计思路 ................................................. 22 4.6 按键检测及声光报警程序设计 .......................................... 24 第五章 系统集成与测试 .................................................... 26 第六章 运行与分析 ........................................................ 29 6.1 系统整体调试与运行 .................................................. 29 6.2 遇到的问题及解决方案 ................................................ 29 第七章 结论与展望 ........................................................ 30 总 结 ................................................................... 31 参考文献 ................................................................. 32 附 录 ................................................... 错误！未定义书签。

第一章 绪论 第一章 绪论

1.1课题研究的背景

自从人类进入电气时代以来，家用电气也见证者着科学的进步和人类的发展，由最开始的普通电灯泡发展到现在的LED节能照明，以及智能场景设定等等，智能家居已成为人们对物质追求和精神追求的目标，坐在办公室能对家里的情况了如指掌，通过电脑客户端或者手机APP实时观看家里的视频监控录像，当需要对家里的电气设备进行远程控制的时候只需要在手机界面上进行操作就可以实现 ，当家里没人时系统会自动开启摄像机进行录像并存盘，出门忘记关灯或锁门时只需要一条短信就可以搞定一切，空调系统随着环境温湿度的变化自动调节使环境达到最舒适的状态，这一切智能化控制在当今社会已经不是难题。

在不久的将来，每个家庭都会拥有一套这样的智能化家居控制平台，到时会给我们的生活工作带来极大的方便。

本课题来源于智能家居中的消防与安防系统，消防与安防是智能家居的重要组成部分，消防部分承担着火灾发生时自动报警并开启消防喷头、语音报警、疏散引导等功能，安防部分承担着家庭防盗、室内外环境危害检测及报警等功能。

1.2开发的目的和意义

开发目的：能够及时监测到环境中有无火灾，火灾一旦发生将实现声光报警，并自动打电话给户主提示家中有火灾隐患，同时开启消防电磁阀、打开消防水龙头、关闭燃气入户电磁阀等采取一系列有效措施，从而控制火情的发展，从而达到保护人民生命和财产安全的目的，大大的减少社会的损失。安防部分为当有人从窗户进入时发短信给户主并自动报警，室内有害气体超标检测及燃气泄露报警。

意义：随着电气设备越来越多，线缆越来越多，综合布线越来越复杂和越来越密集，发生短路或过载的可能性也随之增大，由此引起火灾的可能性也越来越大，在我们的家庭设施中到处存在着火灾隐患。 很多火灾事故的发生都是由电气设备的故障所产生的，比如说短路引起的起火或负荷过载引起的线路温度过高，热量的积累达到一定程度会引发着火。事故发生时的及时通知，引导疏散，对灾害的有效控制等会大大的减少给人们带来的人生安全和经济损失。

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第一章 绪论 1.3设计内容及预期效果

设计内容：通过HT66FU50单片机为核心，可以实现火灾现场声光报警、电话报警，安防报警等功能。对该检测系统与报警系统进行整体功能分析，分模块来实现其各个部分的功能，对其所选择的主要芯片作简单介绍，动手制作产品，包括硬件电路的设计，PCB的制作，手工焊接与调试，软件程序的编写，硬件与软件的联合调试。

预期效果：烟感器能够24小时监测环境中有无烟雾气体，一旦监测到烟雾将发出声光报警，并自动打电话给主人提示家中有火灾隐患，同时打开消防设施，当有人从窗户进入时发短信给户主并自动报警，室内有害气体超标检测及燃气泄露报警。

1.4国内外研究现状

近年来，无线通信技术在科学界得到大力发展，采用无线通信方式的报警系统在智能家居中广泛兴起。利用无线通信的方式替代传统的有线传输，也产生了许多无线通信模块比如，Zigebee节点，wifi技术，蓝牙技术，红外光通信[12]，等等。随着这些技术的兴起，智能家居也逐渐迈向无线时代。无线通信的优点是通信速率快，衰减小，带宽高，传输方便，无需接线和硬件连接即可实现数据的传输[6]，给人们带来了极大的便利。

在我国，基于无线远程通信方式和物联网的火灾报警系统受到专家们的重视和广大学子的深入研究。由于其具有安装十分方便、操作及其简单、对建筑物基本无损坏、易于扩展和二次开发等优点，适用于很多场合[10]。

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第二章 火灾报警系统整体方案设计 第二章 火灾报警系统整体方案设计

2.1系统总体方案设计

本火灾报警系统由两部分组成，第一部分为烟雾检测报警，第二部分为可燃气体泄漏检测报警，烟雾检测报警由烟雾传感器、放大电路、滤波电路、HT66FU50单片机、GSM电话报警、现场声光报警器、等部分组成。可燃气体检测由可燃气体检测传感器、AD转换、GSM短信发送模块、排烟风机等部分组成。

图2—1 系统框图

步进电机 红外传感器 消防电磁阀 手动报警按钮 烟雾传感器 可燃气体检测器 HT66FU50 单片机 GSM模块 12转5V电源模块 液晶显示模块 排烟风机 2.2主要器件的选择

2.2.1单片机的选型

单片机是整个报警系统的核心组成部分，因本系统需要串口功能、AD转换等功能综合比较目前市场所流行的单片机，最后我选了合泰半导体公司的HT66FU50单片机做为主控芯片。该芯片是一款8 位高性能精简指令集的Flash 单片机。其Flash 存储器可以多次擦写，还包含了一个RAM 数据存储器和一个可用于存储序号、校准数据等非易失性数据的EEPROM 存储器[17]。HT66FU50 系列单片机内含UART 模块，它可以支持诸如单

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第二章 火灾报警系统整体方案设计 片机之间的数据通信或数据传输,低成本PC和外部数据之间的链接，和人机界面之间数据传输等等，[17]。对合泰单片机与51单片机我做了如下比较

表2—1 单片机功能比较表

型号 VDD ROM 51单片机 HT66FU50 RAM EEPROM I/O A/D 接口 （SPI/IIC） UART 3.8~5.5 2.2~5.5 4K 128B 32 √ 8K 384B 256x8 34 12-bit×8 √ √

2.2.2火灾检测传感器的选择

常用的火灾探测器有以下几种： （1）温感型火灾探测器

火灾发生时物质燃烧会产生大量的热量，当环境温度升高时，热敏电阻的阻值会随之发生变化，电阻阻值的变化使输出电压发生变化，这样就把温度的变化转换为电压信号的变化，温度和输出电压之间形成一一对应的线性关系[16]。

(2)感烟型火灾报警系统

光电感烟的原理是利用红外对射的检测方法，当有高浓度烟雾进入感烟室时会吸收红外线，使接收端无法接受到红外光源，从而使输出电平发生跳变产生报警信号。离子感烟探测器通过改变感烟室里面自由电子的浓度来判断火灾情况的[16]。 （3）感光型火灾报警系统

物质的燃烧除了会产生大量的烟雾和热量之外，同时会发出刺眼的亮光。感光型火灾探测器就是通过响应火灾发生时产生的光照强度特性，即火焰的光照强度和闪烁频率，来触发报警系统报警的装置[16]。

由于考虑到经济以及使用环境等因素，在本次设计中我选用了感烟型探测器，通过检测烟雾的浓度来实现火灾是否发生的判断。

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