基于单片机的烟雾报警器设计与实现可行性研究报告

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基于单片机的烟雾温度报警器设计

目录1 绪论 (1)1.1 概述 (2)1.2 设计烟雾温度报警器的目的及意义 (2)1.3火灾报警器的现状及特点 (2)1.4火灾报警器的发展趋势 (3)2 系统的总体方案设计 (4)2.1烟雾温度报警器的工作结构和原理 (4)2.2烟雾传感器的选型 (4)2.2.1烟雾传感器的介绍 (5)2.2.2 MQ-2半导体气体烟雾传感器 (7)A. 标准工作条件 (8)D. 结构，外形 (9)2.3单片机的选型 (9)2.4 数字温度传感器DS18B20 (12)2.4烟雾温度报警器的主要功能设计 (15)3 系统的硬件电路 (16)3.1 STC89C52的时钟电路和复位电路 (16)3.2 A/D转换电路 (16)3.3声音报警电路 (18)3.4字符显示电路 (19)3.5状态指示灯电路 (20)3.6烟雾报警器硬件总电路 (20)4 系统的软件的设计 (22)4.1整机系统流程图 (22)4.2 ADC程序流程图 (23)4.3 LCD程序流程图 (24)4.4 温度检测流程图 (25)5 结论 (26)摘要随着经济和社会的快速增长，火灾越来越引起人们的注意，可是当前国内的大多研发都侧重于大型场所的火灾报警。

因此，我们就有必要研制一种结构简单、经济实用的家庭烟雾报警器和温度报警器以适应市场的需求。

供家庭使用的烟雾温度报警器应该完备的基本要求和功效，作品设计了一种比较适合的烟雾温度报警器。

本设计以传感器和单片机作为烟雾温度报警器设计的中心，其它设备可实现声光报警等功能。

设计中单片机采用STC89C52作为控制器件，传感器采用MQ-2型气体传感器和数字型温度传感器DS18B20完成对烟雾和温度的检测。

烟雾温度报警器主要由烟雾信号采集及模数转换电路、温度采集电路、单片机控制电路、显示电路和声光报警电路几部分构成，设计合理、简单易懂、价格低廉，使单片机在烟雾温度报警系统的控制中得到充分应用，具有一定的实用价值。

基于单片机的烟雾报警器的设计

摘要随着社会和经济的发展，防火工作无疑变得越来越重要了，但是目前国内的许多研发都在专注大型场所的火灾报警。

因此，我们很有必要设计一种结构简单、经济实用的家庭烟雾报警器来满足市场的需求。

基于供家庭使用的烟雾报警器应该具备的基本要求和功能，因此设计了一种比较合理适用的烟雾报警器。

该设计以单片机STC89C52和传感器MQ-2作为烟雾报警器的核心元器件，并配合其它元器件来实现声音报警等功能。

设计中选用STC89C52单片机作为控制器，选用MQ-2型半导体可燃气体敏感元件传感器来实现烟雾的检测。

烟雾报警器主要由模数转换电路、单片机控制电路、声音报警电路、烟雾信号采集及前置放大电路、安全保护电路和显示电路构成，设计比较合理并且价格低廉、简单易懂，使单片机在整个烟雾报警器系统控制中得到了较为充分的应用，并且具有很高的的实用价值。

论文主要针对烟雾报警的各个功能以及组成部分进行详细的介绍和说明，并对其外围设备电路和主控电路之间的接口连接方式，以及系统软件设计进行了重点的讲解和分析。

关键字：烟雾报警器；单片机；传感器The Design of Smoke Alarm Based on MCUAbstractWith the development of society and economy, fire prevention is becoming more and more important. However, many of the R&D in China focus on fire alarm for large scale places at present. Therefore, it is necessary to design a economical and practical family smoke detector of simple structure to meet the demand of the market. Based on the basic requirements and functions of smoke alarm for family use, this applicable smoke alarm is designed.Taking STC89C52 MCU and MQ-2 sensor as the core components, the smoke alarm can realize the function of sound alarm and other functions with the help of other components and parts.In this design, STC89C52 MCU is chosen as the controller and MQ-2 semiconductor inflambale gas sensitive component is used to realize the smoke detection. The device is mainly composed of analog-to-digital conversion circuit, MCU control circuit, voice alarm circuit, smoke signal acquisition and preamplifier circuit, protection circuit and display circuit. The design at a low cost is rational and easy to understand. By making full use of MCU in the system control of the device, the design is of great practical value. Providing detailed introduction and explanation to the functions and compositions of the smoke alarm, the paper elaborates on and analyzes the connection interface between the peripherals and major control circuits and the design of system software.Key Words：The Smoke Alarm；MCU；Sensor目录1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 设计概述 (1)1.3 设计任务分析 (2)2 总体方案设计 (2)2.1 烟雾传感器的介绍 (4)2.1.1 MQ-2半导体气体烟雾传感器 (4)2.2 STC89C52单片机简介 (5)2.2.1 单片机的引脚功能描述 (5)2.3 温度采集模块 (6)3 系统的硬件电路 (8)3.1 单片机最小系统 (8)3.2 单片机的时钟电路与复位电路设计 (9)3.3 烟雾检测AD采集电路 (10)3.4 显示模块 (10)3.5 声音报警电路 (11)3.6 按键控制电路 (12)3.7 电源模块 (12)3.8 温度传感器(DS18B20)电路 (13)3.8.1 DSl8B20具体参数 (14)3.8.2 DSl8B20接口电路 (15)4 系统软件的设计 (17)4.1 STC89C52系列单片机开发工具 (17)4.2 系统主程序设计及流程图 (17)4.2.1 主程序初始化流程图 (19)4.2.2报警子程序设计及流程图 (19)4.2.3 按键输入设计子程序流程图 (20)5 调试 (22)5.1 软件调试的步骤 (22)5.2 硬件调试的步骤 (23)5.3 调试过程中遇到的问题及解决方法 (23)6 总结 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录 (28)1 绪论1.1 课题背景由于科技的发展以及工农业生产，越来越多的隐患也将随之而产生。

基于单片机的远程烟雾报警系统

基于单片机的远程烟雾报警系统一、本文概述随着科技的发展和人们生活水平的提高，智能家居和智能安全系统已成为现代生活中不可或缺的一部分。

其中，烟雾报警系统作为预防火灾的重要设备，在家庭、工厂、学校等场所中发挥着至关重要的作用。

传统的烟雾报警系统大多依赖本地报警，即在烟雾超标时，仅能在现场发出警报，无法及时通知远离现场的人员。

因此，开发一种基于单片机的远程烟雾报警系统，以实现远程监控和报警功能，具有重要的现实意义和应用价值。

本文旨在设计并实现一种基于单片机的远程烟雾报警系统。

该系统采用单片机作为核心控制器，通过烟雾传感器实时监测环境中的烟雾浓度，当烟雾浓度超过预设阈值时，系统不仅会在现场发出声光报警，还会通过无线通信技术将报警信息发送到远程用户手中，从而实现远程报警的功能。

本文将详细介绍该系统的硬件设计、软件编程、系统测试以及实际应用效果，以期为相关领域的研究和应用提供参考和借鉴。

二、系统概述随着现代科技的发展和人们生活水平的提高，对于生活环境的安全性要求也日益提高。

烟雾报警系统作为预防火灾的重要手段，其重要性不言而喻。

传统的烟雾报警系统大多采用有线连接方式，安装布线复杂，且扩展和维护困难。

因此，开发一种基于单片机的远程烟雾报警系统，既能实现烟雾检测报警，又能通过无线传输方式实现远程监控，具有重要的现实意义和应用价值。

本系统主要由烟雾传感器、单片机、无线通信模块等部分组成。

烟雾传感器负责实时监测环境中的烟雾浓度，一旦检测到烟雾浓度超过预设阈值，便会向单片机发送报警信号。

单片机作为系统的核心控制部件，负责接收传感器的报警信号，并通过无线通信模块将报警信息发送至远程监控中心。

监控中心收到报警信息后，可立即采取相应的处理措施，如通知消防部门或启动自动灭火系统等，从而实现对火灾的有效防控。

本系统具有安装简便、扩展性强、维护方便等优点。

通过引入无线通信技术，实现了对烟雾报警系统的远程监控和管理，提高了系统的智能化水平和响应速度。

基于单片机的烟雾报警器的设计与实现

编号南京航空航天大学金城学院毕业设计题目基于单片机的烟雾报警器的设计与实现学生姓名学号系部专业班级指导教师二〇一五年五月南京航空航天大学金城学院本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）（题目：基于单片机的烟雾报警器的设计与实现）是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。

尽本人所知，除了毕业设计（论文）中特别加以标注引用的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

作者签名：2015年5月10日（学号）：基于单片机的烟雾报警器的设计与实现摘要人们的生活变得越加智能化，电器使用越加频繁，消防工作就越加重要。

为了防止和减少火灾带来的巨大损失，需开发一种结构简单，经济适用的家用烟雾报警器并配合完善的监控报警系统。

本报警器由单片机最小系统、温度、烟雾传感器两部分构成，加上其他设备可实现检测环境温度、烟雾等气体浓度并声光报警。

本设计中选择STC89C52单片机作为控制元件，由于需要探测范围广、高灵敏度和优秀的稳定性的特点，故选用了MQ-2烟雾传感器。

报警器主要由烟雾信号采集，烟雾报警器模拟 - 数字转换电路，微处理器控制电路，显示电路，声光报警电路和安全电路组成，设计合理，操作简单易懂，性价比高。

烟雾报警器能够及时反映周围环境情况，发现温度烟雾异常和实时发出警报，从而降低火灾的危险性和各类损失。

关键词：烟雾报警器，单片机，传感器Design and implementation of smoke alarmbased on microcontrollerAbstractWith the social and economic development, people's lives become increasingly intelligent use of electrical appliances has become increasingly frequent, so the fire service has become increasingly important. To prevent fires and reduce fire caused casualties and financial losses, so we need to develop a means simple, affordable home smoke alarms and with a sound alarm and monitoring systems, in order to meet market demand. Smoke alarms for the home-based microcontroller should have the basic design and function, we design and explain a smoke alarm.The alarm system is mainly composed of MCU and temperature, smoke sensors in two parts, plus other equipment to achieve the implementation of the gas concentration detection ambient temperature, smoke, etc. and only sound and light alarms. This design choice STC89C52 microcontroller as a control element, the need for a wide range of detection characteristics of high sensitivity and excellent stability I chose MQ-2. Mainly by the smoke alarm signal acquisition and pre-amplifier, the smoke alarm analog - digital conversion circuit, microprocessor control circuit, display circuit, sound and light alarm circuit and safety circuit, reasonable design, easy to understand, inexpensive, its high cost. The main part of this paper for the alarm function of various components and systems for a detailed description and interpretation software design and system analysis and interpretation.I wish every family a home smoke alarm is installed, it can reflect the environmental conditions around more sensitive than the human senses. Temperature anomalies found smoke, real alerts and phone alarm. Can help people ran out of the danger zone in time, reduce the risk of fire and types of lossesKey words:The smoke alarm; MCU; sensor目录摘要 (i)Abstract (ii)第一章绪论........................................................... - 1 -1.1设计概述....................................................... - 1 -1.2烟雾报警器的现状及发展......................................... - 1 -1.3课题研究的目的和意义........................................... - 2 -1.4毕业设计基本内容............................................... - 2 - 第二章系统的总体方案设计............................................. - 3 -2.1系统总体功能介绍............................................... - 3 -2.2报警系统工作原理............................................... - 3 -2.3烟雾传感器和单片机的选择....................................... - 3 -2.3.1 烟雾传感器介绍与选择......................................... - 3 -2.3.2 stc89c52单片机简介.......................................... - 4 -2.3.3 单片机的引脚功能描述......................................... - 5 -2.4 温度传感器选择................................................. - 6 -2.5 本章小结第三章系统硬件电路................................................... - 7 -3.1单片机最小系统................................................. - 7 -3.1.1 复位电路..................................................... - 7 -3.1.2 晶振电路..................................................... - 8 -3.1.3 电源选择..................................................... - 8 -3.2 烟雾检测AD采集电路............................................ - 9 -3.4 声光报警控制电路设计.......................................... - 10 -3.5 按键控制电路.................................................. - 10 -3.6 温度传感器（DS18B20）电路..................................... - 11 -3.6.1DS18B20简单介绍............................................. - 11 -3.6.2 DS18B20的工作原理.......................................... - 11 -3.6.3 DS18B20供电方式电路图...................................... - 12 - 第四章系统软件的设计................................................ - 14 -4.1 系统主程序初始化流程图........................................ - 14 -4.2 系统烟雾采集设计及流程图..................................... - 14 -4.3 报警子程序设计及流程图........................................ - 15 -4.4 控制按键子程序设计及流程图................................... - 16 - 第五章软硬件调试及结果分析.......................................... - 18 -5.1软硬件调试：.................................................. - 18 -5.2调试中的问题和解决方法：...................................... - 18 -5.3 结果分析...................................................... - 19 -5.3.1 仿真电路及结果分析...................................... - 19 -5.3.2 实物电路及结果分析...................................... - 19 - 第六章设计总结及心得体会............................................ - 23 -6.1 设计总结...................................................... - 23 -6.2 心得体会...................................................... - 23 - 致谢............................................................. - 24 - 参考文献............................................................. - 25 - 附件一：总体原理设计图............................................... - 26 - 附件二：程序源代码................................................... - 27 - 附件三：实物图....................................................... - 38 -第一章绪论1.1设计概述随着时代的进步，高科技行业的带动，在人们智能化的生活和工业生产中出现了越来越来多的隐患比如火灾。

基于单片机的烟雾报警系统设计

基于单片机的烟雾报警系统设计烟雾报警系统是一种常见的安全设备，用于检测和报警环境中的烟雾，以帮助人们及时采取措施避免火灾事故。

本文将介绍一个基于单片机的烟雾报警系统的设计。

烟雾报警系统的主要组成部分包括烟雾传感器、微控制器、报警器和电源。

在本设计中，我们选择了常用的MQ-2烟雾传感器，一个强大的单片机ATmega328P作为微控制器，一个蜂鸣器作为报警器，以及一个直流电源供电。

首先，我们需要将MQ-2烟雾传感器与ATmega328P单片机连接。

烟雾传感器有两个输出引脚，一个是信号输出引脚(AOUT)和一个是数字输出引脚(DOUT)。

我们将AOUT引脚连接到ATmega328P的模拟输入引脚(A0)，以检测烟雾浓度。

DOUT引脚连接到微控制器的数字输入引脚(例如D2)，以检测烟雾是否超过预定阈值。

接下来，我们需要编写程序来读取烟雾传感器的模拟输出和数字输出，并做出相应的反应。

首先，我们需要初始化串口通信，以便将系统状态信息发送到计算机。

然后，我们需要使用模拟输入引脚读取烟雾传感器的输出，并根据传感器的特性将其转换为烟雾浓度。

如果检测到的烟雾浓度超过预设的阈值，系统将触发报警程序。

关于报警程序，我们可以使用ATmega328P的数字输出引脚连接到蜂鸣器。

当烟雾浓度超过阈值时，系统将向蜂鸣器发送一个高电平信号，触发报警。

同时，系统将通过串口通信将报警信息发送到计算机。

此外，我们还可以添加一些额外的功能来增强系统的性能。

例如，可以在系统中使用LCD显示屏来显示烟雾浓度和警报状态。

配备一个人体红外传感器，当有人靠近时可以自动关闭蜂鸣器以避免误报。

还可以添加一个数据存储模块，将系统的状态信息保存下来以便后续分析。

在系统设计过程中，还需要考虑供电问题。

可以使用一个直流电源为整个系统提供所需的电力。

此外，为了确保系统稳定运行，可以添加一个电源管理模块，以防止电池耗尽，并在电池电量不足时提醒用户更换电池。

总结来说，基于单片机的烟雾报警系统设计是一个复杂而重要的项目。

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。

基于单片机的烟雾报警器的设计

①烟雾报警器的工作原理；②单片机最小系统；③ADC0809数模转换器；④子程序流程图。

（2）系统的总体设计主控单片机是采用AT89C52芯片，传感器模块选用ZYMQ-2气体传感器，显示模块选用LCD1602，设立部分选用按键电路。

该系统的整体框架图如图1所示：图1 系统整体框架图二、硬件电路设计1. AT89C52单片机简介本系统重要是由AT89C52单片机作为其核心，选用11.0592MHZ的晶振，使得单片机的运营速度可以较为合理。

AT89C52单片机最小系统电路设计如图2所示。

图2 单片机最小系统电路图单片机最小系统由单片机，晶振电路，复位电路，电源电路等四部分所组成。

1.晶振：大小由单片机时钟周期的规定而决定（用于计时，与两个电容并联使用，电容大小由你的晶振决定，一般用22pF）2.复位电路：用于对对当前电路的状态进行复位3.电源：用于供电，一般用电脑的USB口供电4.烧制程序的口：并口输入，这个要根据由使用单片机的种类决定，本设计采用ATC 可用并口。

2. 总体方案设计本系统重要涉及五个重要的模块编程：第一模块是声光报警电路的编程；第二模块是ADC0809数模转换模块编程；第三模块是液晶显示屏1602的编程；第四模块是单片机最小系统的编程；第五模块是按键设计电路的编程。

图3 原理图三、烟雾报警器的原理1. 主程序流程当烟雾报警器正常运营时，传感器感受周边的烟雾浓度，将这种微小的电压信号通过放大电路放大，转换成可观的模拟电子信号，然后送入到ADC0809中进行数模转换，之后送到ATC89C52单片机中进行解决。

2. 报警电路的子程序流程当单片机接受到ADC0809中的感应信号，发现不为零时，系统就会启动报警模式，此时，LED灯闪亮，并且时间连续30min，知道工作人员手动关闭或者周边环境的烟雾浓度减少到一定数值。

蜂鸣器鸣叫时，LED显示为“1”，于此同时会发出信号，当烟雾浓度连续30s还不下降时，说明不是误报警，此时通过单片机控制，进行紧急灭火解决，否则的话，报警系统只会LED灯亮，自动排烟系统启动，却不会启动灭火模式。

【完整版】基于单片机的烟雾报警器设计与实现可行性研究报告

基于单片机的烟雾报警器设计与实现可行性研究报告摘要随着“信息时代”的到来，作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步,应用领域越来越广泛，对其要求越来越高，需求越来越迫切。

传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。

因此，了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。

本论文以MQ-2半导体传感器和单片机技术为核心设计的气体报警器可实现声光报警功能，是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的烟雾报警器，具有一定的实用价值。

其中选用MQ-2传感器实现对气体的检测，具有灵敏度高、响应快、抗干扰能力强等优点，而且价格低廉，使用寿命长。

经AT89C51单片机处理，并对处理后的数据进行分析，是否大于或等于某个预设值(也就是报警限)，如果大于则会自动启动报警电路发出报警声音，反之则为正常状态，而且在此设计中我们通过ADS1286和AT89C51单片机进行连接，将烟雾信号转换成单片机可识别的数字信号，经过单片机处理并对其进行分析，最终将烟雾的浓度显示在LED 的显示管中。

目录1绪论 (1)1.1 论文研究来源、目的和意义 (1)1.1.1 论文研究来源 (1)1.1.2 论文研究目的和意义 (1)1.2 烟雾报警器的国内外现状及发展趋势 (2)1.2.1 烟雾报警器的国内外现状 (2)1.2.2烟雾报警器的发展趋势 (4)1.3 本论文主要任务 (5)2 烟雾检测报警器的方案设计 (5)2.1 烟雾报警器设计思路 (5)2.2烟雾传感器的选型 (6)2.2.1 烟雾传感器介绍 (7)2.2.2烟雾传感器的选定 (12)2.2.3 MQ-2型烟雾传感器的工作原理 (13)2.2.4 MQ-2型传感器的特性及主要技术指标 (15)2.3烟雾检测报警器整体设计方案 (17)2.3.1烟雾检测报警器工作原理 (17)2.3.2 烟雾报警器的工作结构和原理 (18)2.3.3 烟雾检测报警器的功能 (20)2.4本章小结 (21)3 烟雾检测报警器的硬件设计 (21)3.1单片机的选型 (22)3.1.1单片机的选择 (22)3.1.2 AT89C51单片机的介绍 (23)3.1.3 AT89C51单片机的时钟电路 (28)3.1.4 AT89C51单片机的复位电路 (29)3.2 烟雾检测报警器硬件电路设计 (30)3.2.1 信号采集及前置放大电路 (30)3.2.2 ADS1286与单片机的连接电路 (31)3.2.3 声音报警电路 (32)3.2.4 数码管显示电路 (33)3.2.5 状态指示灯及控制键电路 (34)3.2.6 MQ-2的连接方式 (35)3.3 本章小结 (36)4 烟雾检测报警器的软件设计 (36)4.1 AT89C51系列单片机调试及开发工具 (36)4.2 烟雾检测报警器软件流程及设计 (38)结论 (39)参考文献 (43)附录 (45)致谢............................................................................................. 错误！未定义书签。

基于单片机的烟雾检测报警系统设计

基于单片机的烟雾检测报警系统设计一、本文概述本文旨在探讨基于单片机的烟雾检测报警系统的设计与实现。

我们将详细介绍该系统的整体架构、关键组成部分、设计原理以及在实际应用中的优势。

通过这一设计，我们希望能够构建一个高效、可靠且成本效益高的烟雾检测报警系统，以满足日益增长的火灾预防和安全监控需求。

我们将概述单片机的选择及其在系统中的作用，包括控制核心、数据处理和通信等功能。

接着，我们将详细讨论烟雾传感器的选型、工作原理及其与单片机的连接方式。

报警模块的设计和实现也将是本文的重点之一，包括声音报警和光报警的设计原理和实现方法。

本文还将涉及系统的电源设计、软件编程以及整体系统的集成和调试。

我们将通过实际案例和实验结果来验证系统的性能，包括烟雾检测的准确性、报警的及时性以及系统的稳定性等方面。

我们将总结基于单片机的烟雾检测报警系统的特点和应用前景，以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考。

二、系统总体设计本烟雾检测报警系统以单片机为核心，通过集成烟雾传感器、报报警功能。

系统设计注重稳定性、准确性和实时性，以满足各种应用场景的需求。

在硬件设计方面，单片机作为中央处理器，负责接收烟雾传感器采集的数据，并进行处理和分析。

烟雾传感器采用高灵敏度的光电式烟雾探测器，能够快速响应烟雾浓度的变化，并将模拟信号转换为单片机可处理的数字信号。

系统还配备了报警模块和显示模块，当烟雾浓度超过设定阈值时，报警模块会发出声光报警，同时显示模块会显示烟雾浓度值，以便用户及时了解环境状况。

在软件设计方面，采用模块化编程思想，将系统划分为数据采集、数据处理、报警控制和显示控制等模块。

数据采集模块负责从烟雾传感器读取数据，并进行预处理；数据处理模块根据预设算法对采集到的数据进行分析和判断，确定是否触发报警；报警控制模块在接收到报警指令后，控制报警模块发出声光报警；显示控制模块则负责将烟雾浓度值显示在显示屏上。

在系统设计过程中，还充分考虑了低功耗、抗干扰等因素。

基于单片机的烟雾报警器设计_毕业设计论文

毕业设计论文基于单片机的烟雾报警器设计摘要随着社会和经济的发展，防火工作越来越重要，但是目前国内的许多研发都侧重于大型场所的火灾报警。

因此，我们就有必要研制一种结构简单、经济实用的家庭烟雾报警器以适应市场的需求。

基于供家庭使用的烟雾报警器应该具备的基本要求和功能，文章设计了一种比较适合的烟雾报警器。

本设计以传感器和单片机作为烟雾报警器设计的核心器件，配合其它器件即可实现声光报警、自动排烟换气和消防灭火等功能。

设计中单片机选用AT89C51作为控制器件，传感器选用QM-N5型气体传感器实现对烟雾的检测。

烟雾报警器主要由烟雾信号采集及前置放大电路、模数转换电路、单片机控制电路、显示电路、声光报警电路和安全保护电路构成，设计合理、简单易懂、价格低廉，使单片机在烟雾报警系统的控制中得到充分应用，具有一定的实用价值。

论文主要针对烟雾报警系统中的各个组成部分及功能进行了详细的介绍和说明，并对其主控电路和外围设备电路之间的接口连接方式，以及系统软件设计进行了重点的分析和讲解。

关键词：烟雾报警器；单片机；传感器Design of Smoke Alarm Based onMicrocontrollerAbstractWith the development of social and economic，the prevention of fire are more and more important.However, in the present, most of research and development of fire alarm systems only focus on large sites. Therefore, it is necessary to design a simple, economical and practical family Smoke Alarm to meet the market demand. Taking both the basic requirement and the function of family Smoke Alarms should have into account, thesis designs a suitable smoke alarm for household using.Which the sensor and the microcontroller of the design is the most important part of alarm devices, with other devices can achieve alarming with sound and light, automatically reducing smoke and fighting fire ,etc. IN design, microcontroller used AT89C51 and select QM-N5 Gas Sensor to detect smoke. Smoke alarm mainly by the signal acquired circuit, A/D converted circuit, MCU controlled circuit,displayed circuit and alarming with sound and light circuit,reasonable design, simple structure, easy to use, inexpensive. As a result, the microcontroller in the control of the smoke alarm system is fully applied. Therefore, this design about smoke alarm has practical value. Thesis give detailed introduction for the function and theory of the various component parts of the alarm system, focus on the interface technology between its main controlled circuit and peripheral circuit, also give explanation of the software .Key words：Smoke Alarm;MCU; sensor目录摘要Abstract1 绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 设计烟雾报警器的目的及意义 (1)1.3火灾报警器的现状及特点 (2)1.4火灾报警器的发展趋势 (3)2 系统的总体方案设计 (4)2.1烟雾报警器的工作结构和原理 (4)2.2烟雾传感器的选型 (5)2.2.1烟雾传感器的介绍 (5)2.2.2 QM-N5半导体气体烟雾传感器 (8)2.3单片机的选型 (9)2.4烟雾报警器的主要功能设计 (12)3 系统的硬件电路 (13)3.1 系统电源电路 (13)3.2 AT89C51的时钟电路和复位电路 (13)3.3信号采集及前置放大电路 (14)3.4 A/D转换电路 (16)3.5声音报警及消音键电路 (17)3.6字符显示电路 (18)3.7状态指示灯电路 (19)3.8安全保护电路 (20)3.9报警器故障自诊断电路 (21)3.10烟雾报警器硬件总电路 (21)4 系统的软件的设计 (23)4.1系统主程序设计及流程图 (23)4.2主程序初始化流程图 (24)4.3报警子程序设计及流程图 (24)4.4按键输入设计子程序流程图 (26)5 结论 (27)参考文献致谢基于单片机的烟雾报警器设计1 绪论1.1 概述单片机及烟雾传感器是烟雾报警器系统的两大核心。

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烟雾报警器是一种常见的安全设备，用于检测空气中的烟雾并在发现烟雾时发出警报。

在本文中，我们将基于C51单片机来设计一个简单的烟雾报警器。

首先，我们需要了解烟雾报警器的基本原理。

烟雾报警器通常由三部分组成：传感器、信号处理电路和报警器。

传感器负责检测空气中的烟雾，将检测到的烟雾信号传递给信号处理电路，然后信号处理电路根据接收到的信号来判断是否需要触发报警器。

在我们的设计中，我们将使用MQ-2烟雾传感器来检测空气中的烟雾。

MQ-2传感器是一种常用的可燃气体与烟雾同时检测传感器，通过其内部的检测元件可以检测到空气中的烟雾或可燃气体。

传感器会输出一个电压信号，该信号的大小与检测到的烟雾浓度成正比。

我们将使用C51单片机来实现信号处理电路。

C51单片机是一种常见的8位单片机，非常适合用于嵌入式系统和物联网应用。

我们将使用单片机的模拟输入引脚来接收MQ-2传感器的输出信号，然后根据信号的大小来判断是否需要触发报警器。

接下来，我们需要编写单片机的程序来实现信号处理功能。

我们需要使用单片机的A/D转换功能来将传感器输出的模拟电压信号转换为数字信号，然后使用比较器来判断数字信号的大小。

首先，我们需要配置单片机的A/D转换模块。

我们可以使用单片机的内部参考电压，并选取一个合适的比较器阈值来判断烟雾浓度。

然后，我们可以使用单片机的中断功能来定期读取A/D转换的结果，并进行比较。

当检测到烟雾浓度超过设定的阈值时，我们需要触发报警器。

我们可以使用单片机的IO口来控制一个蜂鸣器或者发光二极管来发出警报。

当发生报警时，我们还可以使用单片机的串口通信功能来发送报警信息到外部设备或者云服务器。

最后，为了便于用户设置烟雾浓度的阈值，我们可以添加一个LCD显示屏和数码调节器。

用户可以通过旋转数码调节器来调整烟雾浓度的阈值，并通过LCD显示屏来显示当前的阈值。

综上所述，我们可以基于C51单片机来设计一个简单的烟雾报警器。

作品基于单片机的烟雾报警器设计

作品基于单片机的烟雾报警器设计摘要：本文设计了一种基于单片机的烟雾报警器。

该报警器通过烟雾传感器检测室内空气中的烟雾浓度，并通过单片机处理模块，触发报警器进行报警。

设计方案采用了AT89C52单片机作为主控芯片，烟雾传感器用于检测烟雾浓度，蜂鸣器用于进行报警。

实验结果表明，该烟雾报警器具有可靠性高、灵敏度高、成本低等优点，可以在家庭和公共场所等多种环境中应用。

一、引言烟雾报警器是一种广泛应用于家庭、办公室、商场等公共场所的安全设备。

其主要功能是在检测到室内空气中的烟雾浓度超过一定阈值时，及时发出声光信号，提醒人们注意火灾的发生，防止火灾事故的发生。

目前市面上的烟雾报警器大多采用电池供电，具有安装简单、使用方便的优点。

然而，由于烟雾报警器需要长期处于待机状态，电池寿命有限，而更换电池的操作繁琐，给用户带来了不便。

另外，低成本、高灵敏度也是烟雾报警器设计中需要关注的问题。

基于以上考虑，本文设计了一种基于单片机的烟雾报警器。

该报警器通过烟雾传感器检测室内空气中的烟雾浓度，并通过单片机处理模块，触发报警器进行报警。

设计方案采用了AT89C52单片机作为主控芯片，烟雾传感器用于检测烟雾浓度，蜂鸣器用于进行报警。

二、设计原理2.1烟雾传感器原理烟雾传感器采用光电敏元件检测方法，工作原理如下：当烟雾浓度较低时，传感器的光束基本不受阻挡，输出电压较高；当有烟雾出现时，烟雾吸收了光束，使得传感器输出电压下降。

通过测量输出电压的变化可以得知烟雾浓度的变化。

2.2单片机控制原理本设计采用AT89C52单片机作为主控芯片。

单片机通过采集烟雾传感器的输出电压，判断室内烟雾浓度是否超过设定阈值。

当烟雾浓度超过阈值时，单片机控制蜂鸣器进行报警。

同时，单片机还可以实现一些其他功能，如控制LED灯进行亮灭。

三、设计步骤3.1硬件设计根据设计原理，硬件设计主要包括烟雾传感器电路、单片机电路以及蜂鸣器电路。

3.2软件设计软件设计主要包括单片机程序编写和调试。

基于单片机的烟雾报警器的设计

基于单片机的烟雾报警器的设计烟雾报警器是一种能够实时监测环境中烟雾浓度并及时发出警报的装置，主要用于家庭、办公室或其他公共场所的火灾预警。

本文将介绍一个基于单片机的烟雾报警器的设计方案。

1.设计思路2.硬件设计（1）单片机选择：根据需要，选择一款适合的单片机，如常见的51单片机系列或STM32系列单片机。

单片机需要提供足够的GPIO口用于连接烟雾传感器、LCD显示屏、蜂鸣器等外部设备。

（2）烟雾传感器：选择一款灵敏度较高、稳定性好的烟雾传感器模块。

常见的烟雾传感器模块有MQ-2、MQ-7等。

传感器模块通常通过模拟输出方式提供检测结果，因此还需要设定一个模拟输入引脚用于接收传感器的输出信号。

（3）LCD显示屏：选择一块适合的LCD显示屏，用于显示当前的烟雾浓度值和其他状态信息。

显示屏可以通过串行或并行方式与单片机进行通信。

（4）蜂鸣器：选择一个适合的蜂鸣器用于发出声音警报。

蜂鸣器通常通过直流脉冲信号进行驱动，可以通过GPIO口进行控制。

（5）电源电路：提供适当的电源电路，以确保整个系统正常工作。

通常可以使用电池或直接使用交流电源。

3.软件设计通过单片机的GPIO口对外部设备进行控制，可以使用C语言或汇编语言进行编程。

下面是一个简单的程序框架：（1）初始化：设置GPIO口的输入输出方向，并初始化LCD显示屏、蜂鸣器等外设，为后续的工作做准备。

（2）检测：通过模拟输入引脚读取烟雾传感器的输出信号，并转换为相应的浓度值。

（3）判断：将检测到的烟雾浓度与预设的阈值进行比较，如果超过阈值，则执行下一步。

（4）警报：通过GPIO口控制蜂鸣器发出声音警报，并在LCD显示屏上显示相应的警报信息。

（5）延时：为了避免频繁触发报警，可以在发出警报后加入适当的延时。

（6）循环：重复执行步骤2至步骤5，实现实时监测和报警功能。

4.其他功能扩展为了增加烟雾报警器的功能和灵活性，可以考虑以下扩展：（1）远程报警：通过串口或网络连接，将报警信息发送到远程设备，如手机、电脑等。

基于单片机的烟雾报警器的设计

1、绪论1.1论文研究来源、目的和意义随着科技的发展，越来越多的巨大的隐患由于工业生产和人们的日常生活而产生。

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，保卫社会主义现代化建设，防止火灾引起燃烧、爆炸等事故，造成严重的经济损失，甚至危及生命安全。

为了减少这类事故的发生，就必须对烟雾进行现场实时检测，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。

因此，研究烟雾的检测方法与研制烟雾报警器就成为传感器技术发展领域的一个重要课题。

烟雾检测报警装置是能够检测环境中的烟雾浓度并具有报警功能的仪器。

该报警装置是石油化学工业、有毒气体泄漏可能的生产工厂及家庭防火防爆必备的仪器。

目前我国已有许多城市铺设了煤气管道，使用人口约达二亿人，煤气发生基地及中转站也达几千家。

如果这些家用燃气和煤气基地及中转站的报警率按10% 计算，烟雾检测报警器的需求量就达2000万台以上。

随着全社会对防火防爆及人身安全的重视程度的提高，这个数字会继续增长。

近十年来，农村的沼气使用也得到了极大的发展。

到2006年底，全国沼气池数量已达近1300万座，这就为检测沼气浓度的仪器提供了市场。

可见，烟雾报警器具有十分广阔的市场前景。

1.2烟雾报警器的国内外现状国外从20世纪30年代开始研究及开发烟雾传感器，且发展迅速，一方面是因为人们安全意识增强，对环境安全性和生活舒适性要求提高；另一方面是因为传感器市场增长受到政府安全法规的推动。

我国在70年代初期开始研制烟雾报警器，生产型号多样、品种较齐全，应用范围也由单一的炼油系统扩展到几乎所有危险作业环境的各种类型报警器，产品数量也在不断增加。

但主要是在引进国外先进的传感器技术和先进的生产工艺基础上，进行研究与开发形成自己的特色。

近年来，在烟雾选择性和产品稳定性上也有很大进步。

燃气报警器可分为民用火灾烟雾报警器、工业用烟雾报警器、有毒有害烟雾报警器三大系列产品。

基于单片机控制的烟雾报警器设计

基于单片机控制的烟雾报警器设计烟雾报警器是一种常见的安全设备，能够及时发出警报并提醒人们注意火灾危险。

传统的烟雾报警器通常采用电子元件进行控制和检测，但由于其功能受限，监测范围和灵敏度有限，故而难以满足实际需要。

本文将基于单片机控制，设计一种功能更加完善的烟雾报警器。

首先，我们需要选择适合的单片机进行控制。

在单片机的选用上，我们可以选择一款价格低廉，资源丰富的单片机，如AT89C51或STM32系列。

这些单片机具有较多IO引脚，易于扩展和配置。

接下来，我们需选择适配的烟雾传感器。

一种常见的烟雾传感器是光学式烟雾传感器，它可以通过测量光的散射来检测空气中的烟雾。

选择一个高品质的烟雾传感器能够提高系统的稳定性和可靠性。

在系统设计方面，我们可以将整个系统分为传感器模块、控制模块和警报模块三部分。

传感器模块负责检测烟雾，控制模块负责处理传感器数据并控制报警器的行为，警报模块则是实际输出警报信号。

传感器模块通过烟雾传感器不断采样并传送数据给控制模块。

控制模块通过IO口读取传感器数据，并进行处理。

我们可以设置一个合适的阈值，当烟雾浓度超过该阈值时，控制模块开始发出警报信号。

此外，我们也可以添加温度传感器，在控制模块中添加对温度的监测，以增加系统的功能性。

警报模块可以选择蜂鸣器或其他能够发出高分贝声音的装置作为警报信号的输出。

当控制模块判断烟雾浓度超过阈值时，我们可以设置蜂鸣器在一段时间内响起，并且通过LCD显示屏显示相应的报警信息。

此外，为了增加系统的可靠性和稳定性，我们还可以在系统设计中添加一些必要的保护电路。

例如，可以添加电池电量检测电路和过电压保护电路，对电路进行监测和保护，避免烟雾报警器本身出现故障。

总结起来，基于单片机控制的烟雾报警器设计需要考虑单片机的选用、烟雾传感器选用、系统模块划分、警报信号的输出以及必要的保护电路等因素。

通过正确设计和配置，我们能够制造出功能更加完善、稳定可靠的烟雾报警器，提高人们的安全意识和应急反应能力。

基于单片机的烟雾报警器设计与实现

器使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡。当环境中存在可燃气体时，传感器的电导率将随可燃气体浓度的增加而增大，若外加简单电路，就可以把传感器电导率的变化转换为与该可燃气体浓度相对应的输出信号。图２所示为烟雾传感
２．３声光报警电路声光报警电路如图４所示，当烟雾浓度或温度
超过限定值时，单片机发出低电平信号，使ＬＥＤ发光二极管闪烁，实现光报警；同时ＳＰＥＡＫＥＲ端口置低电平，使三极管ＣＤ９０１２导通，实现声音报警。
烟雾报警器以单片机ＳＴＣ１２Ｃ５Ａ６０Ｓ２为控制核
器可以检测多种可燃性气体，具有成本低、良好的重复性和长期的稳定性等优点。ＭＱ一２型烟雾传感
心，配合必要的外围电路，共同完成信号采集、状态
显示、浓度显示、温度显示、声音报警、灯光闪烁报
２系统硬件的设计２．１烟雾传感器电路
烟雾传感器选择的型号为ＭＱ一２，因为该传感
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收稿日期：２０１６— ０９—１２
ｖｃｃ
ＶＣＣ
项目来源：２０１５年辽宁省大学生创新创业训练计划项目
（２０１５１１４３００１０）・
危场合的环境进行监测。当烟雾浓度或温度超过限定值后，系统实现声光报警和电话拨号报警。该报警器价格低廉，性能稳