可燃烟雾检测报警器的设计与制作.docx

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1、 可燃烟雾检测报警器的题 目: 设计与制作 (论文)摘 要伴随着经济的飞速发展，人们对生命财产安全的意识得到了提高，消防工作也得到了更多的关注，我们经常在大型场所看到火灾报警器，平常家用的比较少见。因此我们有必要开发一款简单、经济的家庭烟雾报警器来满足市场需求。本论文设计了一款基于单片机和GSM模块的烟雾报警器，并详细的阐述了基本工作原理、电路的构成等。本论文主要由STC89C52单片机、烟雾检测模块、DS18B20温度采集模块、火焰传感器采集模块、蜂鸣器模块和GSM模块等几部分组成。利用多个传感器进行检测，可以实现遇到有火情时及时声光报警并利用GSM模块给用户发送短信提醒用户的功能。本设计的

2、防火报警系统具有性能高、构造简单、使用方便等优点，实现了远程自动报警功能，具有很广泛的市场前景。关键词：GSM模块；烟雾报警；温度报警；火焰报警- II -AbstractKey Words：GSM module; Smoke alarm; Temperature Alarm; Flame alarm; With the rapid development of economy, peoples awareness of the safety of life and property has been improved, and more attention has been paid to

3、the fire protection work. We often see fire alarms in large-scale places, which are relatively rare for ordinary household use. Therefore, it is necessary to develop a simple and economic family smoke alarm to meet the market demand. In this paper, a smoke alarm based on MCU and GSM module is design

4、ed, and the basic working principle and circuit structure are described in detail.This paper mainly consists of STC89C52, smoke detection module, DS18B20 temperature acquisition module, flame sensor acquisition module, buzzer module and GSM module. Using multiple sensors for detection, it can realiz

5、e the function of timely sound and light alarm in case of fire and sending SMS to users to remind users by GSM module. The fire alarm system designed in this paper has the advantages of simple structure, stable performance, simple operation and so on. It realizes the remote automatic alarm function

6、and has a wide market prospect.(论文)目 录摘 要IAbstractII1 引 言11.1 论文研究的目的及意义11.2 烟雾报警器的发展与现状11.3 研究的可行性分析22 烟雾检测报警器的设计方案32.1 烟雾检测报警器的设计思路32.2 烟雾传感器的选型32.2.1 烟雾传感器的介绍42.2.2 MQ-2半导体烟雾传感器42.3 单片机的选型62.4 温度传感器选择72.5 火焰传感器介绍92.6 GSM模块选型93 硬件系统113.1 单片机最小系统113.2 电源电路113.3 A/D转换模块123.4 液晶显示电路123.5 按键电路133.6 声光

7、报警电路143.7 DS18B20温度传感器143.8 火焰传感器153.9 GSM模块163.9.1 SIM800模块163.9.2 AT指令164 烟雾检测报警器的软件设计184.1 程序语言与开发环境184.2 主程序设计与流程图184.3 重要的子程序设计194.3.1 A/D转换子程序194.3.2 报警子程序流程图204.3.3 GSM模块子程序214.4 本章小结225 系统调试245.1 软件调试245.2 整体运行调试256 结 论30参考文献样式：b标题 不编号31附录A 硬件电路图33附录B 程序示例34致 谢42- IV -(论文)1 引 言近几年来，单片机广泛应用于报

8、警技术系统。传感器技术也得到了明显的进步，其使用的场合也越来越多，需求也越来也高。因此，我们有必要了解和掌握各种传感器的构造、工作原理和特点。本文使用单片机结合传感器技术设计了这一烟雾检测报警系统。本系统通过多个传感器从不同的角度采集外界信息，然后将采集到的信息值和系统设置的阈值进行比较，当超过所设定的阈值就会声光报警，之后GSM模块将报警信息以短信的形式发送到用户手机，实现远程报警的功能。1.1 论文研究的目的及意义 现如今，我们的生活当中，经常能听到火灾、煤气泄漏和易燃易爆气体的爆炸的新闻，要解决生活当中类似的灾害性问题并降低损失，尤为重要。目前市面上存在各种各样的防火报警器，在功能和技术

9、上各有千秋。本设计以市场需求为出发点，设计一款使用GSM模块的烟雾报警系统，系统以单片机为控制核心，实时检测烟雾、可燃性气体、温度、火焰等参数，当参数超过设定值后，实现报警以及发送短信息告知管理人员，网络系统空间广、隐蔽、距离远，使人们在家生活更安全。同时，它可以确保消防部门拥有投资最低的集中专用火灾报警系统，同时还为消防部门提供方便快捷的决策支持，加强消防部门的应对能力。1.2 烟雾报警器的发展与现状美国的Notifier公司在2015年发布了能够发出变调声响及脉冲信号以示火警的P900XN声光报警器和能够寻址的JTW-BD-FST-851C智能感温探测器。2016年德国研制了可检测阴燃火灾

10、的新型火灾报警器，这种传感器在传统传感器上加入了染料，这些染料会通过不同颜色来显示房间中所存在的气体。之后又更一步开发出超早期火灾探测报警系统，这些系统通过添加每体积的微粒来确定是否发生火灾，其探测灵敏度比普通的提高了2倍甚至更多，并且该系统可以在火灾发生前数小时或数天识别火灾。近几年来，我国在烟雾报警器产品的稳定性上也有很大进步Error! Reference source not found.。我国在2014年Bluebrid Fire推出了JTY-GD-JBF-4100点型光电感烟探测器，能够自我诊断。在2018年推出由独立式物联网感烟报警器和监控平台及手机APP组成四信联网型独立式烟感

11、监测系统。在一些企业中，合资企业的技术合作和生产也取得了良好的效果。但在实践中，自动报警系统与通信协议不符，自动报警系统落后于技术，存在一些未解决的问题Error! Reference source not found.。范围太小，没有规定预防措施。智能化程度低，导致报告迟交、错误报告和报告不足。网络连接低，无区域火灾报警系统。我国目前在超早期火灾探测报警技术还处在起步阶段，有待于进一步研究和开发应用。1.3 研究的可行性分析本论文设计能实现远程监控的报警装置，相比声光烟雾报警器来说，更加可靠、方便。单片机是集成到电路芯片上的微型计算机Error! Reference source not f

12、ound.，系统以单片机为核心，再嵌入GSM通信模块进行报警信息的传输，进行信息反馈来实现远程报警的功能。基本实现了用户不在家也能随时随地掌握家里的情况，一定程度上避免不必要的损失。本设计成本较低，性价比高，能对居家内的温度、烟雾浓度、火焰等参数实时准确监测并报警。- 43 -2 烟雾检测报警器的设计方案2.1 烟雾检测报警器的设计思路本次设计主要分为检测、显示和报警三个部分。单片机采用STC89C52，检测部分包括火焰检测、温度检测和烟雾浓度检测Error! Reference source not found.，LCD1602液晶显示屏显示检测到的温度和烟雾浓度，按键用来设定温度和烟雾报警

13、阈值，LCD灯作为报警指示灯，蜂鸣器用于报警，SIM800模块发送报警短信到设定的手机上。本次系统设计采用单片机模块化进行设计。当需要增加或删除某个功能时，只需要替换或增减某个模块，不用改变整个结构，所以模块化的应用，对于单片机的设计是非常重要的Error! Reference source not found.。图2-1 烟雾报警器系统结构框图2.2 烟雾传感器的选型烟雾传感器它能将采集的气体、烟雾浓度信息通过A/D转换模块转换并送入单片机进行处理。烟雾传感器在烟雾报警器中是必须要有的，它是决定所采集烟雾浓度信号可靠性和稳定性的关键组成部分Error! Reference source no

14、t found.。烟雾传感器器件如图2-2所示。 图2-2 烟雾传感器器件图2.2.1 烟雾传感器的介绍随着制造技术的改进，集成化传感器体积越来越小，从而提高便携性，也促进生产、运输和展示推广Error! Reference source not found.。目前烟雾传感器广泛应用于众多领域，但一个封装好的烟雾传感器要以下条件：（1）使用寿命长。（2）长期工作稳定性好。（3）能很快的检测信号且稳定性好。（4）对某一种烟雾有针对性。（5）制造成本低，维护方便。现在大部分场合都会选用半导体烟雾传感器，因为这种烟雾传感器具有灵敏度高、响应快、使用简单、抗干扰性好、维护需要的花费较低等特点，在市面上

15、也得到了广泛的应用。所以本设计选用MQ-2半导体烟雾传感器Error! Reference source not found.。2.2.2 MQ-2半导体烟雾传感器MQ-2型烟雾传感器使用的敏感材料是活性很高的金属氧化物半导体，属于N型半导体。传感器加热后，根据烟雾浓度变化电导率。两者输出的信号成正比关系，可以通过将电导率的变化转换成所检测的烟雾浓度的输出信号Error! Reference source not found.。在报警器的设计中，通过这一性能就可以得知烟雾信息，因此在市面上应用十分广泛。MQ-2烟雾传感器有以下几个特点：检测浓度与电导率成正比；对多种气体有较好的灵敏度；驱动电路

16、简单。图2-3 MQ-2半导体气体烟雾传感器结构和外形MQ-2半导体气体烟雾传感器的结构和外形如图2-3所示。MQ-2烟雾传感器主要由四部分组成，封装好的成品有6个针状引脚，1、2、3引脚接VCC，4、6引脚用来输出，5引脚接地，1、3、4、6引脚用来提取信号，2、5引脚来提供加热电流Error! Reference source not found.。 MQ-2半导体烟雾传感器可检测多种气体，很适合家庭中使用。是一个采集气体很方便，也适合各种应用的传感器。其技术指标如表2-1所示。表2-1 MQ-2半导体气体烟雾传感器技术指标符号参数名称技术条件备注VC回路电压15VAC or DCVH加热

17、电压5.0V0.2VAC or DCRL负载电压可调RH加热电阻31 3室温PH加热功耗900RS敏感体表面电阻3K-30K(1000PPM 异丁烷)适用范围：300-10000ppm38氢气、丙烷、丁烷浓度斜率0.6标准工作时间温度、湿度202、65%5%预热时间不少于24小时在使用时要注意，MQ-2气体传感器需要通电预热后方可使用，通过预热将MQ-2吸附的水蒸气蒸发，再使用其检测Error! Reference source not found.。如若不然，会造成检测结果不准确，影响判断。2.3 单片机的选型单片机在整个报警系统中占主要地位，在报警系统工作过程中接收火灾信号并启动报警装置报

18、警。在单片机实现的功能中，需要它有较快的反应速度，为了让用户能快速、及时的监测烟气浓度并处理。在同一类型的单片机上，满足接口计算和报警速度的要求，要选择价格低且体积小的。在确保警报的准确性、可靠性下，尽量不增加成本，减小体积。硬件电路要选择通用性较高，性价比较高的单片机。此次单片机控制器的电路设计是非常重要的，它要具备满足系统电路所需的相关性能指标和一定的可扩展性，根据所需要的条件最终选择型号为STC89C52单片机。STC89C52单片机功能强大，运用的场合也较为广泛。STC89C52单片机是一个8位低功耗、高性能的微处理器，使用MCS-51内核，兼容51系统指令。但在单芯片上，具有传统51

19、系列没有的系统可擦写Flash和8 位CPU，这也就使得STC89C52单片机运用的场合较为广泛。STC89C52单片机还具有以下标准功能：512字节RAM， 32 位I/O 口线，EEPROM，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，全双工串行口Error! Reference source not found.。另外还有三种工作模式：正常、空闲和掉电。在空闲模式下，CPU 不运作，其他部分可以继续工作。掉电模式下，内容保存，单片机停止工作。单片机能实现的功能多，但因为引脚数量关系，大部分引脚都具备多种功能。本文选用的STC89C52单片机共有40个引脚，可供使用的有32个输入输出引脚，其

20、余的都是功能引脚Error! Reference source not found.。STC89C52单片机引脚如图2-4所示。图 2-4 STC89C52 引脚图2.4 温度传感器选择在现在的市场上，温度传感器种类繁多，应用十分广泛，发展速度也快。经过和其他类型的温度传感器对比后，本设计决定选用价钱低、精度高、应用方便、抗干扰能力强的DS18B20温度传感器。它的芯片是采用了单总线传输技术，这样可以消除环境干扰，改善测量的准确性。它是一款数字温度传感器，能够把温度转换成数字信号并发送给单片机Error! Reference source not found.。DS18B20温度传感器的特点E

21、rror! Reference source not found.：只用一个端口就能通信；每个器件有对应自己的序列号；在用的时候不需要其他元件辅助；测温范围为55125；结果以数字量传送。DS18B20的引脚如图2-5所示。图2-5 DS18B20 管脚图 DS18B20温度传感器可用于设计经济实用的温度测量系统，所以在市场上得到了广泛应用。其结构通常由以下几个部分组成：64 位ROM、温度传感器、配置寄存器、温度报警触发器TH和TLError! Reference source not found.。DS18B20温度传感器结构如图2-6所示。图2-6 DS18B20结构框图2.5 火焰传感

22、器介绍图2-7 火焰传感器器件图本系统使用的是如图2-7所示的远红外火焰传感器，它对火焰十分敏感，是一个搜集火源的传感器，也可以检测光线亮度的强弱。内部工作的主要使用的是红外接收管，用它来检测火焰。能检测到波长750纳米1200纳米内的热源。利用红外光和电压两者之间成反比的关系来传输信号。该传感器虽然名字叫火焰传感器，但是在使用的时侯不要和火焰离得太近，否则会造成损坏，不能使用。该传感器共有四个引脚，VCC、GND、DO和AO，其中VCC接电源正极、GND接负极、DO数字量输出、AO模拟量输出。2.6 GSM模块选型SIM800模块是一款4频的GSM/GPRS模块，工作的频率为GSM850、E

23、GSM900、DCS1800、PCS1900MHz。工作电压在5-18V之间，可以用5V电源供电。所以单片机的5V电源电压就能满足SIM800模块工作要求。SIM800模块采用了省电技术设计，在休眠状态下电流低至0.7毫安。此外除了能发送短信还具有蓝牙功能，可以使用蓝牙进行远程遥控Error! Reference source not found.，而且体积很小，价格便宜，使用起来也很方便，同时能满足本设计的需求。SIM800模块尺寸小，能满足用户对空间的要求，还有很多硬件接口：TTL调试、下载串口；有两个音频接口；可以编程的GPIO口Error! Reference source not f

24、ound.。SIM800模块特性如表2-2所示。表2-2 SIM800模块特性特性说明供电电压范围：3. 4V-4.4V省电SLEEP模式下的耗流为0.7毫安发射功率Class 4 (2W) ：GSM850、EGSM900Class 1 (1W) ：DCS1800、PCS1900温度范围工作温度：-40+85存储温度：-45+90短信息MT，MO，CB，Text和PDU模式短信息存储设备：内置SIM卡串口和调试口串口：支持标准的全功能串口。可以通过串口发送AT命令和数据。 支持符合GSM 07.10协议的串口复用功能。调试口：用于调试和软件升级定时功能通过AT命令设置软件升级通过串口或USB

25、口升级软件3 硬件系统3.1 单片机最小系统图3-1 单片机最小系统STC89C52的最小系统如图3-1所示。整个最小系统由三个部分组成，包括时钟晶振电路、复位电路和电源电路。晶振电路使用11.0592MHz的内部时钟晶振并在单片机的两个引脚上接上石英晶体和两个30pF的电容的。复位电路则由极性电容和电阻构成。如果单片机系统运行，程序因环境干扰而飞行，则按下复位键单片机将自动从头开始运行内部程序。本设计用P0口来接入液晶显示。所以在P0口接了一个10K的排阻R1，让P0口作为普通的I/O口使用。3.2 电源电路本系统单片机的电源采用的是直流稳压电源供电，一般由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳

26、压电路组成。整个过程就是，电源变压器将市电降压，使副边达到设计要求。之后用二极管整流，把交流变直流，再利用电容进行滤波，留下平滑的直流电。最后通过7805稳压器，让电源电路稳定输出5V电压共各个模块使用Error! Reference source not found.。本次设计的电源电路如图3-2所示。图3-2 电源电路3.3 A/D转换模块图3-3 A/D转换模块电路图A/D转换模块的电路如图3-3所示。ADC0832功能就是把模拟信号转换成数字信号，具有多通道高精度特点。烟雾检测模块把当前的模拟信号输入端接入AD的随意一个通道，当采集的电压发生变化时，AD就会输出不同的电压。ADC083

27、2是一个8位数模转换芯片，其最大分辨率可以达到256级，符合模拟转换的一般要求Error! Reference source not found.。这可以作为数据进行验证，以减少数据错误、快速转换和相对稳定。通过DI端口，可以实现选择信道的功能。3.4 液晶显示电路当单片机系统检测传感器采集到温度和烟雾浓度之后，显示器就会显示当前的温度和烟雾浓度值。本系统选择操作简单的LCD1602液晶显示器作为输出显示器，LCD1602液晶屏体积小，显示内容充足，因此应用在非常多的机器上。液晶模块的电路如图3-4所示。LCD1602液晶屏分上下行显示，总共32个字符。其工作原理是利用液晶的特性，其显示的数字

28、、字符、字母等一些数据内容是通过调节电压进行控制的。在和单片机进行通信时，与P0口进行连接，中间要有上拉电阻进行连接。本次设计用LCD1602液晶显示屏展示检测到的温度、烟雾值和其报警上限值。图3-4 液晶模块连接图3.5 按键电路单片机的按键控制电路是由4个微动开关并联组成的电路，按键开关的检测其原理就是高低电平的检测。按键开关由于其拨动时间，难免产生误差，所以在编写按键函数时，要额外写一个去抖函数，提高精确性。本次设计烟雾和温度报警上限值就是通过按键设置的，同时还可以设置接收信息手机号码。按键1可以修改设定的阈值，按键2就是增加设置的阈值，按键3就是减少设置的阈值，按键4就是紧急报警。按键

29、电路如图3-5所示。图3-5 按键电路3.6 声光报警电路蜂鸣器电路如图3-6所示。当按键设置好温度值和烟雾浓度值的上限后，单片机就进行循环监测，时刻监测温度值和烟雾浓度值，并和报警上限进行比较。在本次设计中，当检测到温度值或者烟雾浓度值高于报警上限时，蜂鸣器报警。三极管采用PNP三极管，其主要功能是放大电流和电平特性，因为单片机电路的电流非常小，经过三极管放大后，才可发生报警。对于LED报警电路如图3-7所示，LED正极接1K正电阻，负极接单片机I/O，只要有合适的输入端口，LED灯获得低输出就可以点亮。 图3-6 蜂鸣器电路 图3-7 LED灯电路3.7 DS18B20温度传感器温度传感器

30、接口电路如图3-8 所示。图 3-8 温度传感器接口电路图本文采用的DS18B20温度传感器使用外部电源供电方式。用一条单总线与单片机相连接，但需要外部接入一个上拉电阻，所以在两者相连的中间线上接入了4.7k的上拉电阻。DS18B20 有六条控制命令Error! Reference source not found.：命令44H进行温度转换。命令BEH读取暂存器。命令4EH 将数据写入暂存器中。命令48H把暂存器写入的数据复制到 E2RAM 中。命令B8H把 EERAM 中数据再次写到暂存器中。命令B4H则发送电源供电方式的信号给单片机。3.8 火焰传感器图3-9 火焰传感器原理图使用的是基于

31、红外的火焰传感器，其内部由光电二极管、电阻、电容、电位器和LM393比较器组成。通过滑动变阻器IN产生的电压接入到LM393的同相输入端从传感器输出的信号经过运算放大器LM393的反相输入端，可以组成比较运算电路Error! Reference source not found.。工作电压介于3.3v和5v之间，带有数字输出。在我们的系统中，对于光线强弱的判断，主要是通过LM393双电压比较器进行处理的。若光线值大于一定条件，LM393通道1会产生大于3.3V的一个基准电压，当光线值小于一定条件，LM393通道1会产生一个低于3.3V的电压。单片机由此判断当前光线强弱。原理图如图3-9所示。3

32、.9 GSM模块3.9.1 SIM800模块图3-10 SIM800模块电路图本次设计无线通信部分采用SIM800模块作为通信模块，用来短信发送到用户手机。电路图如图3-10所示。1和5引脚接地，外界一个二极管，防止发送完短信后较大的反向电流击穿芯片。2引脚接单片机的TXD引脚，3引脚接单片机的RXD引脚Error! Reference source not found.。连接完成之后，开启电源按钮，SIM800模块上的信号指示灯会闪烁，当检测到信号时慢闪，正常工作，传感器检测到温度或者烟雾浓度高于报警上限值时，单片机通过发送AT指令来控制SIM800模块发送报警短信到用户手机。当没有检测到信

33、号时快闪，此时模块不能正常工作，就继续检测信号直到信号指示灯慢闪才可进入正常工作。所以我们可根据信号指示灯的闪烁频率来判断SIM800模块当前的状态。3.9.2 AT指令通过AT指令对GSM 模块进行操作。利用串口、单片机和计算机会向GSM模块发送AT指令，GSM模块会迅速反应接受、识别。AT指令容易分辨，单片机通过发送AT指令，就可以让GSM模块完成相应的工作，在发送完AT指令后，不管模块执行是否成功都会有相应的数据返回。AT 指令以“AT”开头，以回车符结束，每个AT命令行中只能包含一条AT指令Error! Reference source not found.。如果发送的指令没注意大小写

34、一致或者AT指令后没加“CR”字符，那么模块就不能识别发送的AT指令。不同的指令意思也不同。如表2-3所示。表3-1 AT指令AT指令功能AT+CNMI设置新消息指示AT+CMGF选择短信格式设置为文本模式AT+CMGC发送一条短信息命令AT+CMGD删除全部信息AT+CMGR读取短信息AT+CMGS发送短信息AT+CPMS选择短信息内存AT+CSMP用于设置短信息文本模式参数AT+CSCS用于设置TE字符集4 烟雾检测报警器的软件设计4.1 程序语言与开发环境Keil uvision是目前广泛使用的嵌入式和单片机开发平台。Keil uvision不仅支持多种控制芯片的开发，而且支持C语言和汇

35、编语言编程。编译代码执行力强，结构紧凑且易于理解，特别适合初学者使用。Keil uvision具有良好的集成环境，可以进行软、硬件仿真调试，支持多种接口的通用仿真器，编程步骤与其他平台基本相同，使用起来简单方便，易于上手Error! Reference source not found.。4.2 主程序设计与流程图主程序流程图如图4-1所示。首先对MQ-2气体传感器通电预热，通过预热将MQ-2吸附的水蒸气蒸发，再使用它来检测。如过不预热，会造成检测结果不准确，影响判断。其次进行系统的初始化，然后就进入了一个循环处理的过程，包括先读取传感器检测到的烟雾浓度值、温度值和火焰强度，看看所采集到信息值

36、是否大于设定的报警阈值并在1602液晶上面显示出当前的浓度值和温度值，大于报警阈值的话则开启声光报警并通过GSM模块向指定的手机号发送报警信息。小于报警阈值的话，则传感器就继续采集信息Error! Reference source not found.。图4-1 主程序流程图4.3 重要的子程序设计4.3.1 A/D转换子程序读取ADC0832芯片的采集数据之前，单片机要先发一个起始信号给ADC芯片，由于ADC0832有两路AD转换通道，因此还需要发一个通道选择信号，告诉ADC芯片要选择哪个通道进行转换。之后就进行采集结果的读取，ADC芯片会返回2字节数据，第1字节是进行正向传输，第2字节是反

37、向传输，之所以要进行两次的传输，是因为可以把这两字节数据进行校验，以判断传输是否出错。最后把读取的AD结果返回给主函数。图4-2 模数转换流程图4.3.2 报警子程序流程图系统进行初始化，初始化完成后就对外界环境中的烟雾浓度值、温度值进行数据采集。当第一次采集的数据大于系统设定值的时候，可能存在一定的错误性，所以紧接着第二次采集信号，如果第二次采集的信号也大于系统设定值时，说明有可能发生火灾了。但为了准确性，可以进行第三次数据采集，如果第三次采集的数据还是大于系统设定值，我们就可以准确的说发生了火灾。像这样每次采集的数据都大于设定值就可以进行声光报警并发送短信通知用户。因为系统也会出现信息错报

38、，误报的情况，所以要进行多次并连续采集数据和系统设定值对比，这样不仅能降低误操作率，也可以增加系统报警的准确性。图4-3 报警子程序流程图4.3.3 GSM模块子程序GSM模块子程序流程图如图4-4所示。SIM800模块先进行初始化，当单片机有报警信息要发送时，要进行PDU编码，然后通过单片机给GSM模块发送相应的AT指令来控制 GSM模块，GSM模块收到AT指令，就会做出相应的反应，将信息按照对应的格式，发送出去。若不成功则重新发送，直到用户设置的手机号接收到报警信息，则发送成功。图4-4 GSM模块子程序流程图4.4 本章小结本章介绍了可燃烟雾检测报警系统的软件设计部分，分别介绍了软件的开

39、发环境、系统的程序流程图设计。软件开发部分介绍了系统软件开发环境Keil uvision。系统的程序流程图设计部分：主要包括系统的主程序流程图设计以及其他重要子程序流程图。其中重要子程序又包括A/D转换子程序、报警子程序流程图设计以及GSM模块子程序流程图的设计。5 系统调试5.1 软件调试使用 Keil uVision软件编写程序，先建立源文件，之后再新建工程，选择 好STC89C52 芯片开始代码编写，编写完就可以运行，没出错就会显示零错误，如果运行出现错误，找到下方指示栏，对着错误提示双击鼠标左键，系统会提示出错的位置，找到后就可以修改。执行完以上步骤后运行的结果如下图所示。图5-1 运

40、行结果用Keil uVision软件先生成.hex格式的文件，再用STC_ISP软件把.hex文件写入单片机。首先在STC_ISP软件界面上，选为STC89C52RC类型，选择波特率，再选择对应的串口号。之后打开程序文件，把生成的.hex 文件放入。再点击下载，就能将文件写入芯片中。最后打开单片机所在板子的电源开关，会出现一个进度条，当进度条完成，就会下载到单片机并显示操作成功，之后整个系统就可以运行了。烧录程序如下图5-2所示图5-2 烧录程序5.2 整体运行调试首先给单片机重新上电，这是LCD1602液晶屏和SIM800首先进行初始化操作，LCD1602液晶屏上应该出现“GSM INIT”

41、，这一步没问题后，接下来测试各个传感器功能。 LCD1602显示屏页面分为两行，上面一行显示的是温度，当前温度和设置的报警阈值温度。下面一行显示的是浓度，当前浓度和设置的报警阈值浓度。打开开关，检测几秒后，就能在LCD1602液晶显示屏上看到当前的温度、浓度值。按下按键，可以在LCD1602液晶显示屏上设置温度和浓度报警的上限值。图5-3 开机显示用打火机打火，轻微的碰到温度传感器，它会采集自身所受到的温度值，当采集的温度值超过设定的报警阈值，这时蜂鸣器报警，对应的LED亮，单片机控制SIM800模块发送短信到手机上。图5-4 温度报警图利用打火机释放可燃气体并放到烟雾传感器旁边，MQ-2烟雾

42、传感器就会采集周围环境的可燃气体浓度，当浓度值超过我们设定的阈值时蜂鸣器报警，对应的LED报警灯亮起，单片机控制SIM800模块发送短信到手机上，可以看到手机接收到短信。图5-5 烟雾报警图再利用打火机在火焰传感器附近打火，火焰传感器工作检测到火焰，单片机识别控制蜂鸣器报警，让对应的LED灯亮器，单片机控制SIM800模块发送短信到手机上。当没有检测到火焰时，蜂鸣器和LED灯就停止工作。图5-6 火焰报警图6 结 论本系统设计了一个以STC89C52单片机为核心的报警器系统，主要分为硬件系统和软件编译。然后又对这两大部分中各个小部分的原理和功能进行了阐述。在这次设计中通过不断地努力使系统能够实

43、现由多个传感器检测，遇到火情达到设定阈值后声光报警并通过GSM模块短信报警等功能。该系统的结构比较简单、性能也比较稳定、使用非常方便，而且其价格低廉，可维护性比较好。本系统的设计是利用火焰、温度和烟雾传感器实时检测周围环境并通过GSM模块远程报警。该设计能够更安全、更可靠的保证人们的生活安全，也可以防止一些事故和火灾等的发生，是安全生产、防爆和防火的必备仪器，具有非常高的实用价值，市场前景广阔。由于本人水平和知识掌握不足，本课题设计的烟雾远程报警系统还存在着一些不足。本设计只是由报警器给用户发短信，所以还可以设计用户发送短信来查询，实现更多的功能。本系统的只是发送消息，不能电话报警。本论文的采

44、用的是GSM模块，但是对其具体的通信协议的研究不太深入，还需进一步进行研究。参考文献样式：b标题 不编号1 符俊贤，谭诚臣，刘云磊，等可燃气自动检测与报警智能控制系统的设计J枣庄学院学报， 2013，30(2)：89-95.2 李忠望一种智能火灾系统的设计方案J安防科技，2008：13 张华宇，林海鹏单片机原理与接口技术M中国电力出版社，20144 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2006.4：90-925 王哲，朱英龙基于单片机的火灾报警系统J信息通信，2015(7)：43-446 余成波传感器与自动检测技术M高等教育出版社，2004：34-257 潘小青

45、，刘庆成气体传感器及其发展J东华理工大学学报(自然科学版)，2004，27(1)：89-938 金发庆传感器技术与应用M北京：机械工业出版社，20049 饶光洋，薛金水，卢宇帅基于单片机控制的光电式烟雾感应报警器的设计J电子测试，2014(12)：6-810 谢望烟雾传感器技术的现状和发展趋势N仪器仪表，2006，13(5)：1-211 金建设，于晓海单片机系统及应用实验教程M北京邮电大学出版社，201012 杨文龙单片机技术及应用M西安电子科技大学出版社，201513 张军智能温度传感器DS18B20及其应用J仪表技术，20109(4)：68-7014 昝杰温度和烟雾监测及远程报警系统的设计与实现D电子科技大学，201515 张向亮智能建筑火灾自动报警系统的设计与研究D武汉：武汉理工大学，2010，24-5616 徐斌，王成亮，李海龙基于无线通信技术的火灾自动监测技术研究J仪器仪表用户，2011，18(6)：1-317 聂巍，李晓青智能火灾报警系统的设计方案J信息通信，2012(2)：118 童诗白，华成英模拟电子技术基础M北京：高等教育出版社，201019 王强A/D 转换器的主要技术指标技术参数M北京：清华大学出版社，24-5820 赵海兰，赵祥伟智能温度传感器DS18B20的原理及应用J现代电子技术，2003(14)：32-342