烟雾报警器的设计实现共35页文档
毕业设计烟雾报警器
毕业设计烟雾报警器篇一：毕业设计烟雾报警器基于C51单片机的烟雾报警器设计【摘要】随着现代家庭用火、用电量的增加，家庭火灾发生的频率越来越高。
烟雾报警器也随之被广泛应用于各种场合。
本设计是利用单片机结合传感器技术而开发设计了这一烟雾报警系统。
论文中主要针对烟雾报警系统中的各个组成部件进行了介绍，对它的主控电路和外围设备电路之间的接口技术，还有软件方面进行了重点介绍。
关键词：报警器、80C51、烟雾传感器Abstract: With the modern home with fire, electricity consumption increases, the frequency of home fires is getting higher and higher. Smoke detectors have also been widely used in various occasions. This design is combined with the use of single-chip sensor technology development and design of the smoke alarm system. The main thesis of the smoke alarm system for the various components are introduced, its control circuit and peripheral equipment circuitinterface between technology and software have been the focus of introduction.目录1、绪论 (4)1.1烟雾报警器的发展及现状 (4)1.1.1 火灾探测技术 (4)1.1.2 火灾探测器的发展趋势 (5)1.2 论文研究的目的及意义 (5)1.3论文内容 (6)2、基于C51单片机的烟雾报警的设计方案 (7)2.1 任务分析 .................................................72.2设计方案 (7)2.2.1方案设计思想 (7)2.2.2 总体框图 (8)3、系统硬件实现 (9)3.1主控电路设计 (9)3.1.1 80C51系列 (9)3.1.2 80C51的基本结构 (10)3.1.3 80C51单片机的的封装和引脚 (11)3.1.4 80C51单片机的时钟 (13)3.1.5 80C51单片机的复位 (14)3.2外围接口电路设计 (17)3.2.1 NIS-09烟雾传感器简介 (17)3.2.2 AD574A与80C51单片机接口电路 (26)3.2.3声光报警电路 (27)3.3总电路设计 (28)4、软件实现 (31)4.1 编程KEIL环境介绍 (31)4.2 程序流程 ................................................324.3 程序 ................................................ . (34)5、调试 (36)5.1 调试的步骤 (36)5.2调试过程中遇到的问题及解决方法 (38)参考文献 .....................................40结束语 .......................................41谢辞 .......................................421、绪论1.1烟雾报警器的发展及现状1.1.1 火灾探测技术火灾作为一种在时空上失去控制的燃烧所引发的灾害，对人类生命财产和社会安全构成了极大的威胁。
简易烟雾警报器的设计
2 系统电路设计方案 (4)3 各单元电路设计 (5)3.1 电源电路设计 (5)3.1.1 电源变压器 (6)3.1.2 桥式整流 (6)3.1.3 滤波电路 (8)3.1.4 集成三端稳压器 (10)3.2 气敏传感器 (11)3.2.1 气敏传感器的分类 (12)3.2.2 气敏传感器的原理 (12)3.2.3 半导体气敏传感器 (13)3.2.4 QM-N5型气敏传感器 (14)3.3 NE555简介 (15)3.3.1 NE555的引脚图功能 (15)3.3.2 NE555的工作原理 (16)3.4 数据采集及处理电路设计 (18)3.5 报警电路 (18)3.5.1 蜂鸣器简介 (18)3.5.2 蜂鸣器的结构原理 (19)3.5.3 报警电路工作原理 (20)4 整体电路设计 (21)1绪论1.1 课题背景及目的现代建筑的特点是楼层不断的加高，这主要是从缓解城市用地紧张的角度出发，同时还便于集中供电，供热，供气，便于集中控制和管理。
现在不论是普通型（比如民用住宅）还是豪华型（比如高级宾馆）的高层建筑，都日益重视防火和安全技术的普及应用。
因为其楼层多，人员密集，如果发生火灾，疏散困难，补救也困难，势必造成严重的人员伤亡和财产损失。
消防部门的统计显示，在所有的火灾比列中，家庭火灾已经占到了全国火灾的30%左右。
探讨家庭火灾的特点及防火对策，对于预防家庭火灾，减少火灾损失具有现实意义。
为了早期发现和通报火灾，防止和减少火灾危害，保护人身和财产安全，就必须对烟雾进行现场试验测试，采用先进可靠的安全检测仪表，严密监测环境中烟雾的浓度，及早发现事故隐患，采取有效措施，避免事故发生，才能确保工业安全和家庭生活安全。
为了解决烟雾这种对人体有毒害又不易被人们发现的问题，避免更多的事故的发生，一个实用的烟雾警报器是较好的的解决方案。
同时，伴随着各种天然气，煤制气液化气的开发和使用各种可燃性气体散发在工作场所和人们的生活当中，因此连续，直接检测工作环境和生活环境中有毒气体，可燃性气体有着极其重要的意义。
烟雾报警器毕业设计
烟雾报警器毕业设计烟雾报警器毕业设计近年来，随着人们对安全意识的提高，烟雾报警器成为了家庭和公共场所必备的安全设备之一。
尤其是在居民楼、商场、酒店等人员密集场所，烟雾报警器的作用更加凸显。
本文将探讨一个关于烟雾报警器的毕业设计，旨在提高其功能和性能。
首先，我们需要了解烟雾报警器的基本原理。
烟雾报警器是通过感应烟雾中的微粒，检测到烟雾浓度超过设定阈值时发出警报的装置。
传统的烟雾报警器通常采用光电感应原理，即通过光电二极管和发光二极管的配合来检测烟雾。
然而，这种设计存在着一些局限性，如对于高温环境和蒸汽等干扰物的敏感性较高。
为了提高烟雾报警器的性能，我们可以考虑引入新的技术。
一种可能的解决方案是采用红外线感应技术。
红外线感应器能够通过检测烟雾中的微小颗粒来判断是否有火灾发生，并及时发出警报。
相较于传统的光电感应原理，红外线感应技术在高温环境和蒸汽等干扰物方面具有更好的适应性，能够提高烟雾报警器的准确性和可靠性。
此外，为了增加烟雾报警器的功能，我们可以考虑将其与智能家居系统相结合。
智能家居系统已经成为了现代家庭的一个重要组成部分，它可以实现对家居设备的远程控制和监控。
通过将烟雾报警器与智能家居系统连接，当烟雾报警器发出警报时，系统可以自动关闭电器设备、打开紧急照明灯等，以便更好地应对火灾。
另外，我们还可以考虑将烟雾报警器与无线通信技术相结合。
传统的烟雾报警器通常需要通过有线连接与报警控制中心进行通信，这种设计存在着一些不便之处。
而通过引入无线通信技术，烟雾报警器可以实现与报警控制中心的远程通信，从而提高了其应用的灵活性和便利性。
除了上述的功能改进，我们还可以考虑对烟雾报警器的外观设计进行优化。
传统的烟雾报警器通常采用圆形或方形的设计，缺乏美感和个性化。
通过引入新颖的外观设计和材料，如采用金属或玻璃材质，可以使烟雾报警器更好地融入家居环境，提升用户的使用体验。
综上所述，烟雾报警器毕业设计可以从多个方面进行改进。
烟雾报警器的设计
分类号密级U D C中国地质大学江城学院毕业设计（论文）烟雾报警器的设计姓名：朱亮专业：电子信息工程班级：22001202学号：2200120233指导教师：陈荣讲师论文外文题目论文主题词：传感器单片机 MSP430 烟雾报警器外文主题词论文答辩日期：答辩委员会主席：阅评老师：原创性声明本人呈交的毕业论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。
尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本毕业论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。
对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。
本毕业论文的知识产权归属于培养单位。
本人签名：日期：摘要随着时代的变革，信息技术飞速发展，人类感官外界再也不是单一的靠身体各个部分器官。
当人类嗅觉、味觉和触觉等等感应器官不足以获取外界需要的信息时就需要借助一些辅助工具。
在这个大时代的背景下传感器应运而生，而在很短的时间内则扩展到众多领域。
传感器可以将一些需要处理的数据在一定规律下按照一些特殊的运算方法转换为信号输出的一种类似“感应器官”的器件。
这种元器件在我们的生活、生产中扮演着无可取代的地位。
而且在当下，传感器这种元器件在各个生产及生活的领域的应用则是在一定程度上展现出了一个国家的科学技术。
在科学领域的任何产物都是与实际生活息息相关的，因此，生活中处处可以看到应用到传感器的例子。
今天我便是以感器的工作特性而制作出的烟雾报警器进行分析论证的。
这个时代已渐渐离不开”电”这个词，而生活中却经常因此而产生火灾，那么就需要一个有力的监管系统，这个系统便是我们今天说的烟雾监管系统。
对烟雾报警器的认识和了解让我们先开始进一步认识了传感器，事实上传感器在报警器中也扮演着很重要的地位，基于实际应用可客观了解，我着手设计了这一烟雾报警系统来让我们更方便的了解它们。
本论文着重介绍半导体气敏传感器其中的MQ-2，这是以传感器技术结合其他多方面电子信息技术应运而生的一种防护式报警器，其间还包含着MSP430单片机的应用原理。
基于单片机的烟雾报警器的设计与实现
基于单片机的烟雾报警器的设计与实现本设计是利用MQ-2型的半导体可燃性气体敏感元件烟雾传感器来实现对烟雾的浓度的检测，并且它灵敏度够高、反应速度快、抗干扰性的能力比较强等优点。
并且价格也经济实惠，使用寿命也比较长。
单片机则是选用的STC12C5410AD单片机，它里面包括A/D转换、硬件乘法器、硬件脉宽调制器等资源，具有高速处理、低功消耗、抗干扰性性强等优点。
以STC12C5410AD 单片机和MQ-2型半导体电阻式烟雾传感器、温度传感器以及火焰传感器可实现声音闪光灯报警的方式、故障的自我诊断、浓度显示、报警限设置、延时报警以及与上位机串口通信的功能。
是一种结构比较简单、性能相对稳定、使用方便、价格实惠、智能化的报警装置。
资助具有一定的实用价值。
根据其理论做出的成品进行相关的反复检测后，得出：烟雾浓度设定值为3，温度高低设定值为30℃时，报警器的各项工作情况都比较稳定和准确，火焰传感器也相对比较稳定，能够精确的进行报警。
当温度超过60℃时，会有1℃左右的误差，能够适用于广大家居，工作场所。
标签：烟雾；报警器；单片机1 选题背景及研究意义目前为止，为了满足不同地方的不同需求，所以不同的场所都会安装不同功能的烟雾报警系统。
烟雾报警系统的主要功能就是能够实时的检测当前的环境并能够及时的报警提示该区域内的用户及周围的居民来做出相对应的防范措施。
它就好比是一个称职的警卫，能够给正在忙碌或者休息中的用户提供很强的安全感。
相对的，如果能在火灾发生前能够准确，及时的发现并且能够快速的报警的话，对于提前预防所可能遇到的各种损失都能够做出及时的各种措施。
2 国内外研究现状传感器的发展起步相对较晚，但也有三个阶段：结构传感器阶段、物性传感器阶段、智能型传感器阶段。
在国内，传感器技术的起步很早，但是却不被人们看好。
不管其运行速度和检测效果都差强人意。
直到1986年我国才正式将传感器技术列入重点发展项目之一。
虽然相对于其它国家而言比较落后，但是经过这么多年以来的发展和研究，我国的传感器技术已初具规模了。
基于C51单片机的烟雾报警器设计
基于C51单片机的烟雾报警器设计设计基于C51单片机的烟雾报警器摘要：烟雾报警器是一种常见的安全设备，用于检测并报警烟雾的存在。
本设计基于C51单片机，通过光敏电阻和烟雾传感器来检测烟雾浓度，并通过蜂鸣器和LED灯提供报警信号。
通过编程控制单片机，实现了烟雾报警器的功能。
关键词：C51单片机、烟雾传感器、烟雾报警器、光敏电阻、蜂鸣器、LED灯1.引言烟雾报警器是一种广泛应用的安全设备，它可以及时发现并报警烟雾的存在，预警人们可能发生的火灾事故。
本设计基于C51单片机，实现了一个简单的烟雾报警器。
该报警器通过光敏电阻和烟雾传感器来检测烟雾浓度，并通过蜂鸣器和LED灯提供报警信号。
2.设计原理本设计的烟雾报警器主要由C51单片机、光敏电阻、烟雾传感器、蜂鸣器和LED灯组成。
光敏电阻用于检测光照强度，当烟雾浓度超过一定阈值时，烟雾传感器会发出高电平信号。
C51单片机通过读取光敏电阻和烟雾传感器的信号来判断是否触发报警。
当触发报警时，蜂鸣器会发出警报声，并且LED灯会闪烁。
3.硬件设计3.1C51单片机C51单片机是本设计的核心控制器，它负责读取传感器信号、控制蜂鸣器和LED灯的状态，并与用户进行交互。
C51单片机的引脚用于连接其他硬件组件。
3.2光敏电阻光敏电阻用于检测环境光照强度，它的电阻值会随光照强度的变化而变化。
本设计将光敏电阻接入C51单片机的模拟输入引脚，通过测量电阻值来判断环境光照强度。
在光照强度较低时，烟雾传感器的探测效果更好。
3.3烟雾传感器烟雾传感器是烟雾报警器的核心部件，它能够检测烟雾浓度。
本设计使用一种常见的烟雾传感器模块，它通过电化学原理来检测烟雾浓度。
当烟雾浓度超过一定阈值时，烟雾传感器会输出高电平信号。
3.4蜂鸣器和LED灯蜂鸣器和LED灯用于提供报警信号。
当检测到烟雾浓度超过一定阈值时，蜂鸣器会发出警报声，并且LED灯会闪烁。
通过这种方式，可以吸引人们的注意并提醒他们可能发生火灾事故。
烟雾报警器设计方案
烟雾报警器设计方案烟雾报警器是一种将声光信号发生器、烟雾探测器和报警控制器等部件组合而成的安全设备。
它通过检测室内的烟雾浓度，并在检测到烟雾时发出报警信号，以提醒人们可能存在的火灾风险。
设计方案如下：1. 烟雾探测器：使用光电探测原理，通过LED光源和光敏器件来检测烟雾的浓度。
当烟雾进入探测器并达到一定浓度时，光源与光敏器件之间的光传感比会发生变化，从而触发报警器发出警报。
2. 声光信号发生器：报警器内置蜂鸣器和发光二极管，当接收到报警信号后，蜂鸣器会发出高频警报声，同时发光二极管会闪烁发出强烈的红光，以吸引人们的注意并提醒他们火灾风险。
3. 报警控制器：作为整个系统的核心控制部件，负责接收烟雾探测器传来的信号，并根据信号的强弱判断是否触发报警器。
同时，报警控制器还可提供供电电源、报警延时、静音等功能。
此外，还有以下要点需要考虑：1. 烟雾探测器的安装位置：应将烟雾探测器安装在离地面一定高度的位置，以确保能够及时探测到室内的烟雾浓度。
2. 报警器的声音和光线提示的设定：应根据实际需求设置报警器的声音和灯光提示，使其能够有效提醒人们。
3. 报警延时功能：考虑到一些特殊情况，比如烟雾是由于炊事等正常活动引起的，设置一个适当的报警延时时间，以避免误报警。
4. 静音按钮的设置：为了避免误报警，可以在报警器上设置一个静音按钮，当烟雾是由于一些临时情况引起时，用户可以通过按下静音按钮来暂时关闭报警功能。
此外，还需注意防水、防尘、防腐蚀等方面的设计，以确保烟雾报警器在长时间使用中能够始终保持敏感度和稳定性。
总之，烟雾报警器是一项关乎人们生命财产安全的重要设备，设计方案必须充分考虑到可靠性、稳定性和实用性，以保障用户的安全。
烟雾报警器PPT课件
设计选题三十五
1
设计背景
现在很多公共场合因为人们吸烟而导致 空气质量不好，影响人们的身体健康。某些 特定环境里对室内的烟雾浓度也有一定限制。 本系统能够监测指定环境内的烟雾浓度，并 显示烟雾浓度等级。系统根据烟雾浓度等级 并自动开启排风机，改善室内空气质量或发 出警报。
2
设计任务
22
反向器（74LS04）
将74HC147输出 的4位BCD码反向
23
数码管（共阳极）
由8段二极管组成 （阳极连接在一起）
a~g对应74LS74输 出（低电平时发光）
管脚测量（万用表）
24
显示电路
25
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
26
感谢聆听
不足之处请大家批评指导
Please Criticize And Guide The Shortcomings
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
27
4
设计思路
模拟、数字电路实现 单片机实现*
5
模拟、数字电路实现思路
系统框图
烟雾浓 度采集
烟雾浓度 分级/编码
浓度等 级显示
Level0 Level1 Level2
输出 控制
Level1 Level2
风扇 排风
Level1
蜂鸣器 报警
6
1、烟雾浓度采集
QM-N5型气敏元件是半导体气敏元件，当元件接 触还原性气体时，其电导率随气体浓度的增加而迅 速升高。 特点： 用于可燃性气体（CH4、C4H10、H2等）和烟 雾的检测 灵敏度高 响应速度快 输出信号大 寿命长，工作稳定可靠
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QM-N5
技术指标 加热电压(VH) 回路电压(VC) 负载电阻(RL) 清洁空气中电阻(Ra) 灵敏度(S=Ra/Rdg)
1000ppmC4H10中) 响应时间(tres) 恢复时间(trec) 检测范围
AC或DC 5±0.5V 最大DC 24V 2KΩ ≤4000KΩ ≥4 (在
建议想输出数字几 的BCD码，就将相 应的输入管脚输入 低电平，其余管脚 高电平
7段数码管译码器（74LS47）
将BCD码译码提 供给7段数码管显 示
A0~A3对应4位 BCD码
a~g对应共阳极 数码管
7段数码管译码器（74LS47）
74LS47输入的 BCD码与 74HC147输出的 BCD码反向需要 反向器
当浓度超过第二等级时系统自动开启风扇排 风
当浓度超过最高等级时系统发出声音警报 当浓度超过最高等级时系统发出语音提示警
报
设计提示
利用QM-N5将烟雾浓度转化为电压信号 将模拟电压信号转为数字信号，并进行等级
划分，将烟雾浓度等级分为三级。 使用数码管将烟雾浓度等级进行显示。 烟雾浓度大于或等于二级时，控制风扇排风。 三级烟雾浓度时，控制蜂鸣器报警。 语音录放芯片录音，并在三级烟雾浓度时，
75
120
Rosc(kΩ) 60 80 100 160
**
电容可选用4.7 μF 或10 μF
（录放音操作见使用说明）
整体电路
提供元器件
LM324 X 1 QM-N5 X 1 CD4052BCM X 1 PNP三极管 X 2 74HC147 X 1 74LS47 X 1 74LS04 X 1 蜂鸣器X 1 风扇X 1 共阳数码管X 1
设计背景
现在很多公共场合因为人们吸烟而导致 空气质量不好，影响人们的身体健康。某些 特定环境里对室内的烟雾浓度也有一定限制。 本系统能够监测指定环境内的烟雾浓度，并 显示烟雾浓度等级。系统根据烟雾浓度等级 并自动开启排风机，改善室内空气质量或发 出警报。
设计任务
能够检测制定环境内烟雾浓度并将烟雾浓度 分为三级加以显示。
继电器 X 1 二极管 X 1
ISD1720 X 1 按键开关 X 7 MIC X 1 扬声器 X 1 发光二极管 X 1 电容 4.7μF X 6
0.1μF X 6 电阻 （自己统计）
注意
分模块调试 （一个模块调试成功后进行下一个模块的焊接） 不要损坏器件
注意插拔 注意管脚分布 芯片座拔掉芯片焊接 QM-N5和ISD1760数量有限，调试时借用 可以后焊接浓度采集模块 完成作品及时验收，验收后交还（芯片、继电器、MIC、蜂鸣器、 扬声器），并拆掉电路板中其他器件（焊掉而不要剪掉） 完成试验后按照实验讲义要求认真完成实验报告，一周内将实验 报告投放到相应柜子中。 每次实验时，先刷卡。
模拟开关（CD4052BCM）
4、输出
显示电路 蜂鸣器 风扇 语音
显示电路
输入
BCD码 七段数
编码器
码管译
码器
数码管
编码器（74HC147）
9个输入管脚（1~9）、 4输出管脚（A、B、C、 D）
将0-9十个数字变成 BCD码（极性相反）
编码器（74HC147）
9个输入管脚全为 高电平时输出BCD 码0
注意
本实验上课为15周、17周。上完课之后开始预约，以回去之后的 公告为准。请同学们安排好上课时间进行预约。
15周 17周
控制其放音
模拟、数字电路实现思路
系统框图
烟雾浓 度采集烟雾浓度 分/编码浓度等 级显示Level0 Level1 Level2
输出 控制
Level1 Level2
风扇 排风
Level2
语音提示 报警*
Level2
蜂鸣器 报警
1、烟雾浓度采集
QM-N5型气敏元件是半导体气敏元件，当元件接 触还原性气体时，其电导率随气体浓度的增加而迅 速升高。 特点： 用于可燃性气体（CH4、C4H10、H2等）和烟 雾的检测 灵敏度高 响应速度快 输出信号大 寿命长，工作稳定可靠
≤10S ≤30S 50-10000ppm
QM-N5
QM-N5
2、烟雾浓度分级/编码
比较器（运放）
LM324
LM324
a
Ui
LM324
b
a
b
0
0
1
0
1
1
LM324
3、输出控制
实现译码功能 将不同等级的浓度对应到不同输出
模拟开关（CD4052BCM） 双4选1模拟开关
模拟开关（CD4052BCM） ?
反向器（74LS04）
将74HC147输出 的4位BCD码反向
数码管（共阳极）
由8段二极管组成 （阳极连接在一起）
a~g对应74LS74输 出（低电平时发光）
管脚测量（万用表）
显示电路
蜂鸣器
风扇
ISD1700语音芯片系列
语音电路
语音电路
*
采样率(kHz) 12
8
6.4
4
录音时长(sec) 40 60