何凡：基于单片机的火灾报警系统设计

烧过程中，会放出大量的热能，对周围空气进行加热，使得空气膨胀，形成压力声波，其频率仅有数赫兹。这种超低频（次声波）的声音现象为物质燃烧所共有。且在这个频率范围内，日常杂音很少，所以，可以在很大程度上避免环境对探测器的干扰。

2.3 技术实现的方法

火灾报警系统是由火灾探测部分和报警部分组成。火灾探测器通过对火灾发出的物理、化学现象——气（燃烧气体）、烟（烟雾粒子）、热（温度）、光（火焰）的探测，将探测到的火情信号转化成火警电信号传递给火灾报警控制器。报警器将接收到火警信号后经分析处理发出报警信号，警示消防控制中心的值班人员，并在屏幕上显示出火灾的位置，整体电路的框图如图2-2所示 ：

单 声音报警 片 状态指示灯 AD放 传感器 大器转换器 通信接口 2.3.1系统硬件结构

该火灾报警系统主要由数据采集模块、控制模块、声光报警模块组成。单片机是此报警系统的核心，其原理是通过现场的传感器（烟感和温感）将非电信号变成电信号，再通过信号调理电路进行调理（放大、滤波等），使之满足A/D转换器的要求，最后A/D转换器在将模拟信号转化为数字信号 ，在由单片机判断现场是否发生火灾。如果发生火灾，就以声光进行报警。

本文设计的用于小型防火单位的单片机火灾报警系统具有以下特点：

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图2-2 火灾报警系统的原理图

机 温度显示 按键 四川理工学院本科毕业设计（论文）

（1）能对室内烟雾（CO2，CO） 及温度突变进行报警，具有声、光双重报警功能。

（2）系统故障报警功能。当系统出现硬件故障时，能发出故障报警信号。 （3）异常报警功能。当环境出现异常(如烟雾浓度过大或是温度较高)时，能发出异常报警信号，引起人们注意，尽可能避免火灾的发生。

（4）火灾报警功能。一旦真出现火灾（烟雾和温度同时出现异常）时，能立即发出语音、光火灾警报[9] 。据类似本系统的报警器现场模拟实验表明，本系统安全可靠，误报率低。且由于其体积小、操作维护方便、成本低廉等，具有广阔的应用前景。

2.3.2系统软件方案

开始 初始化 温度烟雾信号采集 正常 N 报警判断

Y 火灾报警 图2-3 程序流程图

为了便于系统维护和功能扩充，采用了模块化程序设计方法，系统各个模块的具体功能都是通过子程序调用实现的。本系统主要包括数据采集子程序、火灾判断与报警子程序等，系统程序流程图如图2-3所示。

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何凡：基于单片机的火灾报警系统设计

为了降低误报率，系统采用多次采集、多次判断的方法。每次数据采集后根据得到的数据对现场情况进行判断，然后综合多次判断结果做出最终的火情判断。主程序是一个无限循环体，其流程是：首先在上电之后系统的各部分包括单片机各个端口输入输出的设置、外围驱动电路和数据存储电路等完成初始化，其次是对芯片内的程序进行初始化，接下来执行火灾报警系统中的数据采集任务，数据通信任务和查询判断任务。

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四川理工学院本科毕业设计（论文）

第3章 火灾报警系统的硬件设计

3.1 系统芯片介绍 3.1.1 AD590温度传感器

AD590测量热力温度、摄氏温度、两点温度差、多点平均温度的具体电路，广泛应用于不同的温度控制场合。由于AD590精度高、价格低、不需要辅助电源、线性好，常用于测温和热电偶冷端补偿[10]。所以本文选择AD590温度传感器。

AD590是美国Analog Devices公司生产的一种电流型二端温度传感器。电路如图3-1所示。由于AD590 是电流型温度传感器，他的输出同绝对温度成正比，即1μA/k，而数模转换芯片ADC0809 的输入要求是电压量，所以在AD590 的负极接出一个1kΩ的电阻R和一个100Ω的可调电阻W，将电流量变为电压量送入ADC0809。通过调节可调电阻，便可在输出端VT获得与绝对温度成正比的电压量，即10 mV/K。

+5V AD590 VT 100?W 10mv/K 1000? R

图3-1 AD590应用电路图

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