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1、毕业设计（论文）开题报告题 目：基于单片机的火灾远程报警系统的设计与实现系 （部） 计算机应用技术 专 业 计算机科学与技术 学 生 学 号 班 号 指导教师 开题报告日期 一、课题的开发背景与需求分析如需要全套论文、程序和答辩PPT请联系扣扣：八五零七二五四三九对于火灾，在我国古代，人们就总结出“防为上，救次之，戒为下”的经验。随着社会的不断发展，在社会财富日益增多的同时，导致发生火灾的危险性也在增多，火灾的危害性也越来越大。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不到亿元。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
2、2000多人。实践证明，随着社会和经济的发展，消防工作的重要性就越来越突出。“预防火灾和减少火灾的危害”是对消防立法意义的总体概括，包括了两层含义：一是做好预防火灾的各项工作，防止发生火灾；二是火灾绝对不发生是不可能的，而一旦发生火灾，就应当及时、有效地进行扑救，减少火灾的危害。火灾监测报警系统是用来监测火灾的发生，由于在火灾发生的阶段，将伴随产生烟雾、高温和火光。这些烟、热和光可以通过探测器转变为电信号报警或使自动灭火系统启动，及时扑灭火灾。火灾监测报警系统是各行各业必需的一种安全系统网络，可靠的监测与数据传输是该系统非常重要的环节。随着单片机的广泛应用和通信技术的日趋发展，基于单片机的火灾
3、远程监测报警系统，超远程的实时监控越来越倍受人们的关注，尤其在国防和工业生产中更起着无可代替的作用。单片机的应用使以往的火灾报警系统经常会出现总线上的数据冲突、长距离数据传输的不可靠以及不易扩展等问题都得到了一定的改善。与此同时，GSM移动通信网络的迅速发展，基于覆盖面广、数据量较少、监测点分散的GSM数字移动通信的远程监测系统，在环境监测等领域具有较大的实用价值。无线通信方式具有传输距离远、节省传输线缆、价格低廉、硬件简单、安装方便的优点。当有线防火防盗系统的电缆线损坏，或受到人为破坏时，该系统就无法传输报警信息。采用无线火灾报警系统，就能避免因有线电缆的损坏而导致的报警信息传输的丢失，及时
4、的将报警信息发送出去，从而减小或避免了财产的损失和人身受到的伤害。因此国内基于有线通信的火灾报警系统向无线火灾报警系统的转化是将来发展的趋势。火灾报警系统适用于住宅、公寓等居住场所。二、调研分析经过开题期间的文献查阅和实际情况调研，了解到每次火灾其发生原因不外乎以下：在公共场所发生火灾绝大多数都是人为造成的，其中，大多数是由于用电不当，乱扔火种（如烟头等）引起的。如使用功率过大电器、线路安装不当，线路缺乏维护和检修，使用电热设备长期通电，或忘记关闭电源开关，随意吸烟，乱扔烟头或火柴杆等等，都极容易引起火灾。在家庭中，除了上述原因外，煤气、石油气等燃气引起的火灾也极为常见。且火灾高发的时间是18
5、点至22点。人们劳累了一天再在这个时候做事，不仅效率低，而且容易发生误操作。人们在入睡前，如果对火源、电源管理不善，或者对易燃液体、可燃气体管理不到位，就可能引发火灾。发生火灾的环境常伴特征为房间温度过高、常有浓烟和火光产生，针对火灾发生的特征，本系统对室内的温度、烟雾浓度进行监测，一旦发现检测值超过设定安全值，则立即进行报警。本系统是以单片机做为主控芯片，由烟雾检测模块、温度检测模块、声光报警模块、GSM报警模块、键盘控制模块组成，与传统的有线防火报警系统相比，克服了有线防火防盗系统的电缆线损坏，或受到人为破坏时，该系统就无法传输报警信息的缺点。而且采用GSM的短信功能，可以使某种控制达到“
6、零距离”，同时由于短信息的费用低廉，可以取代传统的无线遥控。三、关键技术与解决方案本系统设计主要采用的关键技术有单片机技术、数据采集技术、GSM技术。1）数据采集技术：在采集烟雾、易燃气体浓度的数据时，传感器输出电压范围可能不在A/D转换器的基准电压范围之内，解决方法为使用电位器与传感器进行分压调节，通过调节电位器的阻值，使传感器输出电压在A/D器转换电压范围内。2）GSM技术：模块的供电电压如果低于3.3V会自动关机。同时模块在发射时，电流峰值可高达2A。同时在此电流峰值时，电源电压（送入模块的电压）下降值不能超过0.4V。所以该模块对电源的要求较高，电源的内阻+FFC联接线的电阻必需小于2
7、00m。TC35模块输入输出的TTL正电平逻辑不是+5V，而是+2.9V，因此必要时加端口保护。四、系统完成的功能该系统能够监测室内的温度和烟雾的浓度，温度和烟雾浓度的检测通过单片机来实现。用温度传感器采集当前温度，烟雾传感器采集当前烟雾浓度，通过键盘可设置温度及烟雾浓度安全值，并保存到存储器中。若当前采集值高于系统设定安全值时，系统将产生报警信号，进行声光报警，同时通过GSM模块向监控端发送报警信息，系统可根据报警信息进行灭火。五、系统模块设计1. 系统硬件设计框图与元器件选择火灾远程监测报警系统的硬件选用MCS51系列89C51作为主控中心。为实现对系统的处理，将温度传感器、烟雾传感器采集
8、得到的值，与通过键盘设置的安全值进行比较，系统根据比较结果进行相应的控制操作，将发生火灾的信息通过GSM模块发送给监控端。硬件框图见图1所示：STC89C51温度传感器烟雾传感器A/D转换器声光报警模块GSM模块图1 火灾远程报警系统硬件框图在考虑性能/价格比的前提下,在本次设计中我选择最容易实现产品的指标的几种仿真器件如下：（1）主机：一台奔腾4 PC机，伟福仿真器；（2）主控芯片：MCS-51系列中的89C51芯片；（3）温度传感器：用数字温度传感器DS18B20组成一个温度检测电路；（4）烟雾传感器：MQ-2、50K电位器组成检测电路；（5）A/D转换模块：8位逐次逼近型A/D转换器AD
9、C0809组成A/D转换电路；（6）按键：采用按键、电阻组成电路；（7）GSM：采用TC35IGSM模块组成GSM报警电路；（8）报警器：LED、蜂鸣器、电阻组成电路；2. 系统软件功能模块设计图利用层次图来表示系统中各模块之间的关系。层次方框图是用树形结构的一系列多层次的矩形框描绘数据的层次结构。树形结构的顶层是一个单独的矩形框，它代表完整的数据结构，下面的各层矩形框代表各个数据的子集，最底层的各个矩形框代表组成这个数据的实际数据元素（不能再分割的元素）。随着结构的精细化，层次方框图对数据结构也描绘得越来越详细，这种模式非常适合于需求分析阶段的需要。从对顶层信息的分类开始，沿着图中每条路径反
10、复细化，直到确定了数据结构的全部细节为止。本系统由烟雾监测模块、温度监测模块、声光报警模块、键盘控制模块和GSM报警模块五大模块组成，图2是系统的功能模图。基于单片机的火灾远程报警系统声光报警模块GSM报警模块烟雾监测模块温度监测模块键盘控制模块图2 系统功能模块图六、进度安排本课题的进度安排如表1所示。表1 进度安排表序号名称周数起止时间备注1需求分析1周2017.10.0220172方案论证1周2017.10.1020173硬件设计3周2017.10.1820174软件编码与调试3周2017.11.0920175总体联调2周2017.12.0120176撰写论文3周2017.12.1620
11、17七、设备保障已经具备下列设备保障毕业设计的顺利开展：软件条件：开发工具AEDK-T598D；伟福6000；Protel99SE；硬件条件：电脑一台；AEDK试验平台；伟福仿真器；示波器；万用表；焊接工具等。参考文献1 MCS51单片机原理及应用技术教程人民邮电出版社，2009.2张毅刚 MCS51单片机应用设计.哈尔滨工业大学出版社，2008.3.北京航空大学出版社，2002.4 唐文彦.传感器（第四版）. 机械工业出版社，2007. 5 李家福,余立建.基于GSM网络的智能监控模块设计J.国外电子元器件，2005(12).6樊振方,彭爱华. 基于GSM 网络的汽车防盗报警系统设计J.电子技术应用，2006,32(3).7郎风华.基于GSM 的远程电力监控系统的设计与开发J.无线电工程，2004(4).8李鸿用单片机控制 收发短信息J电子技术应用，2003.9潘斌，J.单片机与嵌入式系统应用，2004(7).
