智能火災報警系統設計中單片機的應用

吳利剛 張普

摘要 火災報警器在現代社會的應用非常廣泛，是很常見的火災預警裝置，它對我國的發展具有重要意義，有效的保護了我國人民及財產的安全。現在我國的科學技術不斷發展，現在的火災預警裝置都采用了高科技的裝備，比如智能控制芯片，這就使得火災預警裝置比過去的反應更加靈敏。這對更好的發現災情以及更好的控制災情具有重要的意義。為了更好的研究火災預警裝置相關問題，本文通過對以AT8 9C51單片機為基礎的智能火災報警系統進行了科學的探究和分析。

【關鍵詞】單片機 火災報警系統 聲光報警模塊

近幾年，各種火災事件不斷發生，因火災產生的傷亡率也在不斷的增加，這樣的情況不僅對傷亡人員及其家屬造成了很大的傷害，還嚴重危害了社會的秩序，同時還造成了很大的財產損失等，在這種情況下，設計出更加智能化的火災報警系統具有重要的作用。

1 系統設計方案

本文設計出的單片機智能報警器包括兩個部分：單片機以及聲光報警模塊。我們把單片機智能報警器的工作原理總結如下：如果有火災發生，單片機智能報警器里面的煙霧傳感器就會利用每個智能節點獲得煙霧信號，然后再進行二階濾波處理，然后通過單片機中的模數轉化器把處理好的信號轉變為數字信號。再經由無線傳輸的方式傳遞到射頻模塊進行發射，當射頻模塊得到了信號就會將其傳給單片機，單片機具有自動對火災判斷的功能，單片機自主判斷后利用聲光預警模塊做出火災預警。

2 系統硬件設計

2.1 AT89C51單片機

AT89C51是一種具有4K字節閃爍能夠編程可以擦除只讀存儲器的低電壓，性能較高CMOS8位微處理器，我們一般稱其單片機。這個器件選擇的是高新技術制造完成的，即ATMEL高密度非易失存儲器制造技術，并且可以和高標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。這種控制器可以把具有多功能的8位CPU和閃爍存儲器組裝在一個芯片里面，因此ATMEL的AT89C51屬于高效的微控制器，并且它可以給一些嵌入式控制系統帶來很多比較有價值的處理方法。

2.2 轉換芯片

本文設計的單片機智能火災報警器選用的是ADC0804數模轉換專用芯片。這種芯片就是一個連續漸進式的轉換器，不僅轉換和傳遞的速率較快，分辨率比較高，而且其生產的過程也非常簡單，并且生產成本較低，這些特點將有利于單片機智能火災報警器的廣泛應用。并且它不用另外設定地址總線和地址鎖存器，因為它只有數據總線，這一點從操作性上來說就簡單的多。

2.3 聲光報警模塊

由于聲光報警電路里面蜂鳴器使用的電流比較大，這就導致蜂鳴器的驅動具有很大阻力，必須借助外在力量對電路進行放大后，才能將蜂鳴器進行驅動，這里主要是利用三極管來達到放大電路的目的。我們可以從圖1看到聲光報警的電路。首先，對聲光報警系統的電路控制是由單片機的P1.0引腳來完成的，如果引腳的輸出低電平，三極管就被接通了，那么蜂鳴器的電流就形成了了回路，并且會做出報警的反映。如果P1.0引腳沒有發出低電平，那么三極管就不會被導通，也就不會出現聲音報警的情況。其次，單片機P2.0口對光束報警的控制原理，和聲音報警基本類似。只有P2.0口輸出低電平時，才會出現發光二極管的光束閃爍的情形，然后開始光報警，如果P2.0口沒有低電平輸出，發光二極管就不會出現光束閃爍的情況，也就沒有光報警的發生。

3 系統軟件設計

3.1 開發環境設計

本設計主要選用KeiIC51作為軟件編程系統，該系統屬于51系列，并且可以和單片機C語言的軟件開發系統實現兼容。Keil軟件開發系統除了提供連接器、宏匯編的開發方案，還有庫管理和C編譯器的全部開發方案，利用UVision集成開發環境把以上各種方案來連接到一起，并且Keil軟件適應能力比較強，無論是WinXP系統還是Win系列系統，它都可以順利的運行，這也是其一大優點。

3.2 報警系統主程序設計

程序流程圖里面存在的初始化有2個，一個是單片機本身的初始化，另一個是初始化是無線接收模塊的。系統的主程序其實就是信號的一次無線循環過程，實現流程是：

（1）上電完成后，nRF24LOl和單片機智能報警系統每個部分都實現自身的初始化;

（2）利用終止信號傳輸的方法來達到火災報警系統對數據收集的目的。

（3）數據采集結束后，系統就會自主判斷周圍環境會不會發生火災，如果沒有出現火災，就會將信號采集返回去。如果出現火災，就會進行火災報警。（一般以聲光報警形式報警）。

（4）當異常報警完成后（火災結束或火災所發出的煙霧信號無法使報警系統發出煙霧報警信號時），系統恢復之前狀態，重新回到初始化階段。

4 結論

本文主要對以單片機為基礎的智能火災報警系統進行了研究和分析，先對整個系統的設計方案做了簡要說明，之后開始對AT89C51單片機、聲光報警模塊以及ADC轉換芯片這些系統的硬件做了設計，而且還對系統開發環境以及報警系統主程序做了充分的研究和設計。結果顯示，在各部分的配合下，以AT89C51單片機為基礎的火災報警系統對于預防火災方面具有良好的效果。

參考文獻

[1]魯西坤，鞏銀苗，徐帥，侯凡博，姬鵬飛，基于單片機的智能火災報警系統的設計[J].電子測試，2018 （Z1）：7-9.

[2]包航，仲毅，蔡長安等.基于單片機的智能火災報警系統的設計[J].福建電腦，2017，33 （09）：12+14.