基于单片机的仓库防火预警系统研究

摘要

仓库是一个企业物资集中储存的重要场所,仓库安全是仓库管理的首要目标,而对仓库安全的威胁主要来自人为的破坏和仓库物资因存储环境的变化或物资本身的自变,其中人为的引起火灾是仓库安全威胁最大的因素。一旦发生火灾,会造成严重的经济损失,还可能造成人员伤亡,后果十分严重。火灾是一种在时间和空间上失去人为控制并造成一定损害的燃烧过程,是严重危害人类生命财产安全、直接影响经济发展与社会稳定的一种最常见的灾害。随着经济的高速发展,城市建筑、物资仓库的日益增多火灾的隐患也大大增加,火灾已成为我国常发性和破坏性最强的灾害之一。
　　 本文研究的是基于单片机的多传感器火灾探测系统,本系统具有采集现场信息,并将信息分析预测,结果传递给相关人员和显示火灾信息的功能,并且能够在现场对火灾进行声光报警的功能。本文针对火灾自动预警系统结合国内外现状进行了深入的研究。全面阐述了火灾自动预警系统的硬件电路和软件设计方案。以下是本文做的主要工作:
　　 1.火灾自动预警系统的控制器主芯片采用美国ATMEL,公司AVR系列的ATmega16单片机,该芯片具有价格低廉、高速度、低功耗等特点。主芯片对传感器送来的数据进行分析处理,随后送液晶显示；所设计的预警系统具有较高的性价比,还具有操作人员管理、探测器管理、预报警、火警处理、通讯等功能。
　　 2.火灾信息的检测采用的是烟雾传感器NIS-09C和温度传感器DS18B20的配合使用,通过非线性和线性时间序列分析算法对现场火灾信息进行预测是否达到预警值。
　　 3.火灾自动预警系统与外部的通信采用的是无线通信方式,采用GSM的TC35i无线通信模块进行了无线通信电路的设计,TC35i无线通信模块具有抗干扰能力强、功耗低等优点；当主芯片对现场采集的信息进行处理后,如果达到了预警值主控制器就会以短信方式通知相关工作人员,并进行现场声光报警。
　　 本文的目的是开发一套价格低廉、结构简单、使用方便而且能及时的发现火情并能有效的避免漏报、误报的火灾自动预警系统。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 火灾自动报警系统的发展

1.2.1 根据发展过程分类

1.2.2 根据应用类型分类

1.3 火灾报警的国内外现状及存在问题

1.3.1 火灾预警系统的国内外现状

1.3.2 国内火灾报警系统存在的问题

1.4 本研究的目的及主要内容

2 系统的总体设计

2.1 火灾的燃烧过程

2.2 火灾探测器的分类

2.2.1 感烟式火灾探测器

2.2.2 感温式火灾探测器

2.2.3 感光式火灾探测器

2.2.4 CO探测器

2.3 系统的总体设计及工作原理

2.4 本章小结

3 火灾预警系统的硬件设计

3.1 ATmega16单片机简介

3.1.1 ATmega16资源及性能

3.2 感烟探测器的选择

3.2.1 烟雾传感器的特点

3.2.2 技术规格

3.2.3 注意事项

3.3 温探测器的选择

3.3.1 DS18B20产品的特点

3.3.2 DS18B20的引脚和工作说明

3.3.3 DS18B20的寄存器

3.3.4 DS18B20常用命令

3.4 系统的无线通信模块

3.4.1 TC35i主要性能和技术特点

3.4.2 TC35i引脚说明

3.4.3 常用的AT指令

3.5 液晶显示模块

3.5.1 液晶显示原理

3.5.2 MS12864R模块特性

3.5.3 模块引脚说明

3.5.4 MS12864R用户指令集

3.6 本章小结

4 时间序列分析算法

4.1 时间序列的含义及分类

4.2 平稳性时间序列预测模型

4.3 单变量非线性时间序列分析

4.3.1 非线性时间序列分析流程

4.3.2 相空间重构

4.3.3 观测时间序列平稳性的检验

4.3.4 基于观测时间序列的系统非线性检验

4.3.5 基于观测时间序列的系统确定性检验

4.4 本章小结

5 系统的软件设计

5.1 系统总体流程

5.2 温度传感器的软件设计

5.2.1 DS18B20的时序

5.2.2 DS18B20的软件程序

5.3 无线通信模块的软件设计

5.3.1 GSM模块的通信模式

5.3.2 收发短信息格式

5.3.3 无线通信模块子程序

5.4.液晶显示子程序

5.5 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

在读期间发表的学术论文

作者简介

致谢

附件