编号CJL-51-2022-008设计简介本设计是基于GSM的火灾报警系统设计主要实现以下功能可通过LCD1602显示温度、烟雾浓度和可燃性气体浓度可通过按键调整温度、烟雾浓度和可燃性气体浓度的最大值可语音播报着火了可通过通过程序自定义发送的内容可通过GSM模块实现发送短信。标签51单片机、LCD1602、GSM模块、语音播报、MQ-9、MQ-2、ADC0832。题目扩展火灾报警系统短信发送系统基于GSM的火灾报警系统设计中控部分、输入部分和输出部分。下面分别对这三部分进行概述中控部分核心控制STC89C52单片机作为整个火灾报警系统的核心控制器负责接收来自输入部分的各项数据包括温度、烟雾浓度、可燃性气体浓度、人体红外检测等。数据处理对接收到的数据进行内部处理包括温度、烟雾浓度和可燃性气体浓度的实时监测与判断以及人体红外信号的检测。根据预设的阈值和逻辑判断当前是否处于火灾或可燃性气体泄漏等危险状态。控制输出根据处理结果控制输出部分的LCD显示、GSM短信发送、语音播报、通风继电器和蜂鸣器等实现火灾报警和应急响应。输入部分温度检测DS18B20温度检测模块用于实时检测当前环境的温度并将数据发送给中控部分的STC89C52单片机。烟雾检测MQ-2烟雾传感器和ADC0832组成的烟雾检测模块用于检测当前的烟雾浓度。烟雾传感器将检测到的模拟信号通过ADC0832转换为数字信号再发送给单片机。可燃性气体检测MQ-9可燃性气体传感器和ADC0832组成的检测模块用于检测当前的可燃性气体浓度。同样可燃性气体传感器将检测到的模拟信号转换为数字信号后发送给单片机。人体红外检测人体红外传感器用于在火灾发生时检测是否有人在场以便及时发出报警信息。独立按键三个独立按键用于切换系统界面、调整温度、烟雾和可燃性气体浓度的最大值等参数设置。供电电路为整个系统提供稳定的电力供应确保各模块正常工作。输出部分LCD显示LCD1602显示模块用于在主界面显示当前环境的温度、烟雾浓度和可燃性气体浓度等信息。在其他界面可以显示温度、烟雾和可燃性气体浓度的最大值等参数。GSM短信发送当温度或烟雾浓度超过预设的最大值且检测到人体红外信号时SIM800C-GSM模块将发送短信“着火了”给预设的手机号码。当可燃性气体浓度过高时也会发送相应的短信报警。语音播报DY-SV17F语音播报模块在火灾或可燃性气体泄漏等危险情况下会播报“着火了”等报警信息以便及时提醒在场人员。通风继电器当检测到的温度、烟雾浓度或可燃性气体浓度超过预设的最大值时通风继电器将打开驱动风扇转动以进行通风换气或降低危险物质的浓度。蜂鸣器报警当检测到危险情况时蜂鸣器将发出响亮的报警声以引起人员的注意并及时采取应对措施。5 实物调试5.1 电路焊接总图首先在AD中根据各个模块画出原理图然后导出PCB进行连线最后通过嘉立创进行打板。板子到手之后就是焊接过程第一部分是电源模块将电源插座、电源开关、10k电阻和一个指示灯依次焊接焊接好之后插入DC 电源指示灯点亮电源模块测试正常。第二部分是显示模块排针焊接好后将LCD1602显示屏插入排针。第三部分是单片机模块本次课题使用的是STC89C52单片机。第四部分是复位电路模块一个复位按键、10uF极性电容、10k电阻为一个模块焊接构成复位电路。第五部分是晶振电路模块由两个30pF瓷片电容、一个11.05926MHz晶振焊接而成。第六部分是下载口焊接下载接口GND、TXD、RXD将HEX文件下载到单片机中查看是否能下载正常,测试验证一切正常。第七部分是温度传感器用的是DS18B20测得温度。第八部分是蜂鸣器直接焊接在板子上。第九部分是SIM800C先焊接两个排母直接插入排母。第十部分是三个独立按键模块用于设置阈值。第十一部分烟雾气体检测模块、第十二部分火焰传感器和第十三部分人体红外也是排母焊接好后将传感器插入排母。第十四部分是一个继电器控制风扇直接焊接在板子上。第十五部分是模数转换芯片ADC0832先焊接一个2*4Pin的底座将芯片插入底座。下图5-1为焊接完的整体实物图图5-1电路焊接总图5.2 设置阈值实物测试如图5-2所示第一次按下第一个按键显示屏显示“Set temp MAX”按下第二个按键温度最大值0.1按下第三个按键温度最大值-0.1。同理可设置烟雾最大值和可燃性气体最大值。图5-2设置阈值实物图5.3 可燃性气体大于最大值实物测试如图5-4所示当可燃性气体浓度大于最大值时蜂鸣器报警继电器控制风扇开始工作过几秒钟手机会收到“可燃性气体浓度过高”的短信。图5-4可燃性气体大于最大值实物图5.3 烟雾大于最大值实物测试如图5-5所示当烟雾大于最大值蜂鸣器报警人体红外触发时语音播报模块播报“着火了”继电器控制风扇开始工作过几秒钟手机会收到“可燃性气体浓度过高”的短信。图5-5烟雾大于最大值实物图5.4 温度大于最大值实物测试如图5-6所示当温度大于最大值蜂鸣器报警人体红外触发时语音播报模块播报“着火了”继电器控制风扇开始工作过几秒钟手机会收到“可燃性气体浓度过高”的短信。图5-6温度大于最大值实物图6 仿真调试6.1仿真总体设计仿真设计总体包括51单片机最小系统、LCD1602显示屏、三个按键、模拟烟雾检测和可燃性气体检测的电位器和ADC0832、模拟人体红外的开关、温度传感器、继电器、蜂鸣器和模拟GSM和语音播报的串口虚拟终端。图6-1 仿真设计总图6.2设置阈值仿真测试如图6-2所示第一次按下第一个按键显示屏显示“Set temp MAX”按下第二个按键温度最大值0.1按下第三个按键温度最大值-0.1。同理可设置烟雾最大值和可燃性气体最大值。图6-2设置阈值仿真图6.3 可燃性气体大于最大值仿真测试如图6-4所示在模拟气体检测模块的电位器的左边也有两个按钮鼠标放上去也会看到“”或“-”的符号鼠标点击后对应的烟雾和可燃气体也会进行加或减,显示屏上的温度也会加或减但是只点按钮是微调数据最方便的是鼠标放在电阻上直接上下滑动或点击。当可燃性气体浓度大于最大值时蜂鸣器报警继电器控制风扇开始工作过几秒钟手机会收到“可燃性气体浓度过高”的短信。图6-4可燃性气体大于最大值仿真图6.3 烟雾大于最大值仿真测试如图6-5所示当烟雾大于最大值蜂鸣器报警人体红外触发时语音播报模块播报“着火了”继电器控制风扇开始工作过几秒钟手机会收到“可燃性气体浓度过高”的短信。图6-5烟雾大于最大值仿真图6.4 温度大于最大值仿真测试如图6-6所示温度传感器的下方有两个红色按钮鼠标放上去就会看到“”或“-”的符号鼠标点击后温度传感器上的温度值就会进行加或减,显示屏上的温度也会加或减。当温度大于最大值蜂鸣器报警人体红外触发时语音播报模块播报“着火了”继电器控制风扇开始工作过几秒钟手机会收到“可燃性气体浓度过高”的短信。图6-6温度大于最大值仿真图设计说明书部分资料如下设计摘要本设计是基于单片机的火灾报警系统此系统是以温度、烟雾和火焰为主要研究对象STC89C52单片机为主要控制关键。使用DS18B20获取当前的温度使用传感器检测当前烟雾浓度和可燃性气体浓度。LCD1602显示屏主要显示两个气体浓度和温度。功能键可以设置温度阈值、烟雾阈值和燃气阈值。当燃气大于阈值时风扇转动发送“可燃性气体浓度过高”的短信当温度和烟雾浓度大于阈值时说明着火了手机会收到“着火了”的短信如果有人的话会语音播报“着火了”。本次设计旨在提高火灾监测的效率和可靠性以减少火灾事故对人身安全和财产造成的损失。该系统采用了低成本的单片机作为核心控制器并结合火灾传感器、声光报警器以及无线通信模块构建了完整的监测报警系统。在系统设计中利用单片机的GPIO口和模拟输入功能实现了对火灾传感器的数据采集和处理通过预设阈值进行火灾判定并触发声光报警器进行报警。此外利用无线通信模块实现了系统与外部监控中心的数据传输及时向监控中心报告火灾发生的信息从而实现远程监控和处理。该系统在火灾检测和报警方面表现出良好的性能和稳定性能够准确、及时地响应火灾事件为防范火灾事故提供了一种有效可行的解决方案。本论文的研究成果对于提高火灾监测和预警的能力保障人民生命财产安全具有一定的实际应用价值和推广意义。关键词单片机可燃性气体检测温度检测GSM模块烟雾检测字数14000目录摘 要ABSTRACT1 引 言1.1 选题背景及实际意义1.2 国内外研究现状1.3 课题主要内容2 系统设计方案2.1 系统整体方案2.2 单片机的选择2.3 电源方案的选择2.4 显示方案的选择2.5 温度检测方案的选择2.5 GSM方案的选择3系统设计与分析3.1 整体系统设计分析3.2 主控电路设计3.2.1 STC89C52单片机3.2.2 晶振电路和复位电路3.3 液晶屏显示模块3.4 DS18B20传感器检测温度模块3.5 人体红外3.6 ADC0832模数转换芯片模块3.8 语音播报模块3.6 GSM模块4 系统程序设计4.1 编程软件介绍4.2 主程序流程设计4.3 按键函数流程设计4.4显示函数流程设计4.5 处理函数流程设计5 实物调试5.1 电路焊接总图5.2 设置阈值实物测试5.3 可燃性气体大于最大值实物测试5.3 烟雾大于最大值实物测试5.4 温度大于最大值实物测试6 仿真调试6.1仿真总体设计6.2设置阈值仿真测试6.3 可燃性气体大于最大值仿真测试6.3 烟雾大于最大值仿真测试6.4 温度大于最大值仿真测试结 论参考文献致 谢