1、扬州市职业大学电气与汽车工程学院毕业设计(论文)前期工作材料学 生 姓 名 : 赵争光 学 号：110201341教 研 室 : 机电教研室专 业 : 机电一体化技术设计 (论文 )题目 : 基于单片机的火灾自动报警系统 指 导 教 师 : 刘卉材 料 目 录序号 名 称 数量 备 注1 毕业设计(论文)选题、审题表 1 教师完成2 毕业设计(论文)任务书 1 教师完成3 毕业设计(论文)开题报告含文献综述 1 学生完成4 毕业设计（论文）中期检查表 1 教师完成2013 年 1 月毕业设计（论文）选题、审题表系 部 电气与汽车工程学院 姓 名 刘卉教研室 机电教研室指导教师专业技术职 务课题
2、名称 基于单片机的火灾自动报警系统 适用专业 机电一体化技术A B C D E A B C D课题性质 课题来源 课题简介本系统以单片机为主控单元，能够及时监测到系统故障和环境中有无火灾，火灾一旦发生将实现声光报警，并采取有效措施控制火情的发展，将火灾消灭在萌芽状态，以确保人身财产安全，最大限度地减少损失课题应完成的任务和对学生的要求课题结束时，应提供论文、图纸、实物、工艺文件等材料所在专业审定意见：专业负责人(签名)： 2013 年 1 月 20 日注：本课题由 赵争光 同学选定，学号： 110201341 注：1该表由指导教师填写，经所在专业负责人签名后生效，作为该专业学生毕业设计（论文）
3、选题使用；2有关内容的填写见背面的填表说明，并在表中相应栏内打“” ； 3课题一旦被学生选定，此表须放在学生“毕业设计（论文）资料袋”中存档。填 表 说 明1该表的填写只针对 1 名学生做毕业设计（论文）时选择使用，如同一课题由 2 名及 2 名以上同学选择，应在申报课题的名称上加以区别（加副标题） ，并且在“设计（论文）要求”一栏中说明。2 “课题性质”一栏：A产品设计；B工程技术研究；C软件开发；D研究论文或调研报告E其它。3 “课题来源”一栏：A自然（社会）科学基金与省（部） 、市级以上科研课题；B企、事业单位委托课题；C校、院（系）级基金课题；D自拟课题。4 “课题简介”一栏：主要指该
4、课题的背景介绍、理论意义或实用价值。扬州市职业大学电气与汽车工程学院毕业设计（论文）任务书教 研 室 ： 机电教研室专 业 ： 机电一体化技术学 生 姓 名： 赵争光学 号：110201341 设计 (论文 )题目 ： 基于单片机的火灾自动报警系统 起 迄 日 期 : 2013 年 01 月 20 日 05 月 15 日设计 (论文 )地点 : 扬州市职业大学指 导 教 师 : 刘卉专 业 负 责 人 :发任务书日期: 2013 年 01 月 20 日任务书填写要求1毕业设计（论文）任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写，经学生所在专业的负责人审查，系、教务科领导签字后生效。此任务书应在毕业
5、设计（论文）开始前一周内填好并发给学生；2任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务科统一设计的电子文档标准格式（可从继续教育学院网站上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴；3任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计（论文）完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及系、教务科领导审批后方可重新填写；4有关年月日等日期的填写，应当按照国标 GB/T 74082005数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2007 年 3 月15 日”或“2007-03-15” 。毕 业 设 计（论 文）任 务 书1本毕业设计（论文）课题应达到的目
6、的：目的：本系统以单片机为主控单元，通过本次论文的设计，我加深了对单片机的认识和了解。知道了单片机的工作原理及各个端口的连接方式，还有对其他模块的知识更加深化。2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：一、课题应完成的任务 设计一种火灾检测与报警系统，可以通过气体传感器实时获取可燃气体浓度、温度传感器获得火灾现场温度，当浓度或温度超过限定值时则报警。以方便人们更好的掌握安全状况，提高生活质量。二、课题应做的工作 本文采用气体传感器、温度传感器、AT89C51 单片机设计了一种智能火灾报警器，可以实现声光报警、故障自诊断、报警限设置、延时报警及与上位机串口通
7、信等功能。是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的火灾报警器，具有一定的实用价值。本系统采用 ATMEL 公司的 AT89C51 单片机作为处理器，主要完成以下工作：1. 基于 AT89C51 的火灾报警检测设计方案。2. 温度传感器 LM94022、烟雾传感器 NIS-09C、A/D 转换芯片 ADC0809 的选择以及与单片机的接口电路设计。3. 设计主要软件程序模块，完成软件设计。毕 业 设 计（论 文）任 务 书3对本毕业设计（论文）课题成果的要求包括毕业设计论文、图表、实物样品等：1、系统原理图 1 张；2、系统程序 若干张3、元器件清单 1 张4、机械手设计说明书（字
8、数不少于 10000 字） 1 份4推荐参考资料：1 王钊.智能型火灾报警系统的设计与研究：（硕士学位论文）.西安理工大学，2009.2 孙健. 基于 ARM7 的电气火灾自动报警控制器研制：（硕士学位论文）.浙江大学，2007.3 雍静,李北海，杨岳.建筑智能化技术M.北京:科学出版社，2008.4 王忠民, 郝静, 张瑜.基于单片机的语音数字联网火灾报警器设计.西安邮电学院.5 S.M.Lo，C.M.Zhao，M.Liu，A .Coping. A simulation model for studying the implementation of performance-based fi
9、re safety design in buildings J.Automations in Construction，1998，17(7)：852 863.6 J.K.W.Wong，H.Li，S.W.Wang. Intelligent building research：a review J.Automation in Construction，2005，14 (l)：143159.7 张向亮. 智能建筑火灾自动报警系统的设计与研究：（硕士学位论文）.武汉理工大学，2010.8 Vaughn Bradshaw. The Building Environment: Active and Pas
10、sive Control systemsM.John Wiley 相比较而言，亚洲地区发生火灾次数较少，但死亡人数较多，这与亚洲经济发展程度不高、消防设施不完善等因素有关。据统计，我国 70 年代火灾年平均损失不到 2.5 亿元，80 年代火灾年平均损失接近3.2 亿元。进入 90 年代，特别是 1993 年以来，火灾造成的直接财产损失上升到年均十几亿元，年均死亡 2000 多人。随着经济和城市建设的快速发展，城市高层、地下以及大型综合性建筑日益增多，火灾隐患也大大增加，火灾发生的数量及其造成的损失呈逐年上升趋势。一旦发生火灾，将对人的生命和财产造成极大的危害 1。严峻的事实证明，随着社会和经
11、济的发展，社会财富日益增加，火灾给人类、社会和自然造成的危害范围不断扩大，它不仅毁坏物质财产，造成社会秩序的混乱，还直接危胁生命安全，给人们的心灵造成极大的伤害。残酷的现实让人们逐渐认识到监控预警和消防工作的重要性，良好的监控系统和及时的报警机制可以大大降低人员的伤亡，为社会减少不必要的损失 2。火灾自动报警系统(FAS)就是为了满足这一需求而研制出的，并且其自身的技术水平也在随着人们需求的不断地提高，在功能、结构、形式等方面不断地完善。火灾自动报警系统能迅速监测火情，可发现人们不易发觉的火灾早期特征，可将火灾带来的生命财产损失降到最低限度。火灾发生的早期，会使得燃烧物质分解，析出大量的有毒气
12、体 CO，人们可能在毫无察觉火情的情况下就发生了CO 中毒，从而无力逃生，火灾自动报警系统可监测到 CO 浓度的变化，为人们提供 CO 浓度超标报警信息，通知人们及时疏散 3。火灾自动报警系统可作为城市消防系统的单元，通过城市消防专用网与城市消防报警中心联网，及时将报警信息传递到消防报警中心，城市消防报警中心会自动查找到火灾发生的位置，并为消防队员制定消防路线图，以便消防队员可以迅速抵达火灾地点 4。火灾自动报警系统能对火灾进行实时监测和准确报警，有着防止和减少火灾危害、保护人身安全和财产安全的重要意义，有着很大的经济效益和社会效益。2 国内外的研究现状根据现代战争的突发性、立体性和区域不确定
13、性,使攻防界线模糊,作战方向多变,战火灾自动报警系统已有百余年的发展历史，19 世纪 40 年代美国诞生的火灾报警装置标志着火灾自动报警系统首次进入人们的视野 5。1890 年在英国，感温式火灾探测器研制成功并应用于火灾探测系统，标志着火灾自动报警系统的发展走上正轨 6。此后，随着世界科技取得了突飞猛进的进步和各种新兴技术的出现和发展，火灾监测技术也相应迅速发展，各种类型的火灾探测器相继问世，并日臻完善，火灾自动报警系统也在此基础上逐渐地蓬勃发展起来，其发展过程可以分为以下几个阶段:第一阶段，从 19 世纪 40 年代至 20 世纪 40 年代，火灾报警系统处于发展的初级阶段，采用的探测器主要
14、是感温式的探测器，它通过采集温度信号，然后判定是否超出设定的阂值，从而判断是否有火灾发生。这一阶段，火灾报警系统简单，仅靠单一的温度参量进行火灾判断。但是它易受环境中其他干扰源的影响，灵敏度低，响应速度慢，无法判断阴燃火灾，也无法满足智能化火灾报警系统的要求。第二阶段，20 世纪 40 年代末，瑞士物理学家 Emst Meili 研究的离子感烟探测器推出以后，引起了人们对离子感烟探测器的重视，随后感烟探测器得到广泛应用，并逐渐占据了绝大部分市场，迫使感温式探测器退居其次；到 70年代末，光电式感烟探测器在光电技术的基础上发展起来，并很快得到大力发展，它的使用寿命长，抗干扰能力强，没有离子感烟探
15、测器的放射性问题。在这一阶段，火灾报警系统普遍采用多线制布局方式，布线、调试、系统可靠性是系统发展的瓶颈。第三阶段，20 世纪 80 年代初期，总线型火灾报警系统开始兴起，在火灾报警领域中迈出了一大步，并得到了较普遍的应用。它使得布线工作量显著减少，安装调试更加容易，更能精确报警定位。但是这一时期的火灾报警系统的智能化水平不高，采用有线连接对工程要求高。第四阶段，从 20 世纪 80 年代中后期开始，随着计算机技术、控制技术、集成电路技术、传感器技术及智能技术的快速发展，火灾自动报警系统步入智能化时代，智能化火灾报警系统迅速发展起来，各种智能型的火灾自动报警系统相继出现。模拟量可寻址技术的应用
16、使得火灾报警系统的安全性、精准性和智能性有了很大提高，在火灾自动报警系统发展史上具有里程碑的意义 7。近年来，采用无线通信方式的火灾自动报警系统在国外悄然兴起。这种系统引入了无线电通信技术，利用无线通信方式代替传统的有线通信方式，将大多的电器装置通过无线连接方式进行信息传输与控制，适用于各类建筑和场所。无线火灾自动报警系统起初仅用于特殊场合，如博物馆、名胜古迹等不宜布线的场合，而且其价格也比较高 8。随着科技进步和元器件成本的降低，无线火灾自动报警系统的研发和生成成本也随之降低，它在性能和价格上都具有很强的竞争力，其市场潜力已经崭露头角 9。在我国，采用的无线通信方式的火灾自动报警系统日益受到
17、重视。由于其具有安装简便、对建筑物无损坏作业、灵活性好，易于扩展等优点，适用于许多场合，如名胜古迹、体育馆、博物馆、展览中心、处于施工阶段的建筑物、医院等。火灾自动报警系统的智能性主要体现在火灾判决和统筹管理方面，一般分为分散式、集中式和分布式，分散式系统由非智能型控制器若干智能型探测节点组成，由探测节点完成火灾状态的判断;集中式系统由智能型控制器和若干非智能探测节点构成，探测节点仅将火灾参量传送给控制器，由控制器智能地判断火灾状态；分布式系统的控制器和探测节点均为智能型，也是今后火灾自动报警系统的发展方向 10。参考文献1 王钊.智能型火灾报警系统的设计与研究：（硕士学位论文）.西安理工大学
18、，2009.2 孙健. 基于 ARM7 的电气火灾自动报警控制器研制：（硕士学位论文）.浙江大学，2007.3 雍静,李北海，杨岳.建筑智能化技术M.北京:科学出版社，2008.4 王忠民, 郝静, 张瑜.基于单片机的语音数字联网火灾报警器设计.西安邮电学院.5 S.M.Lo，C.M.Zhao，M.Liu，A .Coping. A simulation model for studying the implementation of performance-based fire safety design in buildings J.Automations in Construction，1
19、998，17(7)：852 863.6 J.K.W.Wong，H.Li，S.W.Wang. Intelligent building research：a review J.Automation in Construction，2005，14 (l)：143159.7 张向亮. 智能建筑火灾自动报警系统的设计与研究：（硕士学位论文）.武汉理工大学，2010.8 Vaughn Bradshaw. The Building Environment: Active and Passive Control systemsM.John Wiley & Sons，2006.9 陈颖.基于 C8051F 单
20、片机的火灾智能报警控制系统的设计. 大连海事大学,2007.10 于智洋.浅析智能建筑中火灾自动报警系统的设计J.潜江:江汉石油科技，2008，2:6264.11 丁璐，李春华，杨戍.火灾探测技术的分析J.煤矿现代化.2007(4)：29 31.12 吴龙标，袁宏永.火灾探测与控制工程M.合肥：中国科学技术大学出版社，1999.11：1 20.13 范维澄.中国火灾科学基础研究概况J.火灾科学，2005，6:57 62.14 缪顺兵，熊光明，李永萍，鲁霞.自动火灾报警系统设计与研究J.装备制造技术.2006.4：90 92.15 黄凤娟.单片机火灾报警系统的设计. 安徽电子信息职业技术学院学报
21、，2010 年第 1 期.16 孟立凡，蓝金辉.传感器原理与应用.北京：电子工业出版社，2007.8.17 胡显华.火灾探测器误报警的原因及改进方法J.电脑开发与应用，2007，Vol.20，N0.11：60 62.18 陈悦，刁若菲，刘志伟，等.烟雾检测火灾报警系统的设计J.北京：微计算机信息，2007，23(8 2)：93 95.19 陈晓娟，卜乐平，李其修.基于图像处理的明火火灾探测研究J.2007.6，Vol.19，No.3：6 11.20 卫成业，李晓东，马增益等.高温火焰图像处理比色测温法的数值方法研究J.燃烧科学与技术，1998，(3)：307 31.21 文方，陈慕君，刘佳.基
22、于模糊神经网络的火灾报警系统J.南京：机械制造与自动化，2009，38(6):93 94.毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和结构安排（途径）：本课题要解决的几个关键问题：（1） 单片机的型号选择；（2） 温度传感器及烟雾传感器的选择；（3） 系统软件程序的编写；（4） 电路系统原理图设计。本文的结构安排如下：第 1 章：绪论。主要介绍课题的研究背景和意义，介绍了火灾报警系统的发展状况。此外，介绍了论文的主要内容及章节安排。第 2 章：介绍了火灾探测原理，给出火灾自动报警系统的总体设计构架，分别给出硬件和软件的整体构架，并给出系统设计中的主要器件的选型。第 3 章：
23、火灾自动报警系统硬件设计，详细介绍了传感器信号调理电路、单片机处理电路及声光报警电路，并给出相应的设计原理图。第 4 章：火灾自动报警系统监控程序设计，介绍数据采集子程序、火灾判断与报警子程序等。第 5 章：对本文工作进行总结，并对火灾报警器的发展前景进行展望。毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告指导教师意见：1对“文献综述”的评语：参考了较多文献资料，对课题前期研究比较深入，能结合国内国际相关领域的实际情况，对课题提出了具体设计要求，文献综述比较全面2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：该课题结合机电一体化工程的专业特点，符合该专业综合运用的要求，有较强的专业针对性。课题的深度和广度恰当，学生应该能独立完成有关工作，能如期结题。指导教师：2013 年 1 月 20 日扬州市职业大学电气与汽车工程学院学生毕业设计（论文）中期检查表学生姓名 赵争光 学 号 110201341 指导教师 刘卉课题名称 基于单片机的火灾自动报警系统 难易程度 偏难 适中 偏易选题情况工作量 较大 合理 较小任务书 有 无符合规范化的要求 开题报告 有无学习态度、出勤情况 好 一般 差工作进度 快 按计划进行 慢中期工作汇报及解答问题情况优 良 中 差中期成绩评定： 指导教师意见：已按进度计划进行，希望抓紧时间，如其完成所有设计工作。指导教师： 2013 年 4 月 25 日
