消防智能疏散指示逃生系统设计_毕业设计说明书（可编辑）

1、消防智能疏散指示逃生系统设计_毕业设计说明书 毕业设计说明 消防智能疏散指示逃生系统设计 专 业 机电一体化 班 级 2010级 机电3 班 机械与电子工程系72013年 6月 10 日重庆三峡职业学院毕业设计论文评语及成绩专业班 级姓名题目消防智能疏散指示逃生系统设计指导教师评语签字 年 月 日答辩记录及评语记录员年 月 日综合成绩答辩小组组长签字 系主任签字年 月 日毕业设计任务书专业班级姓名题目消防智能疏散指示逃生系统设计内容本设计是结合光标语音频闪借助消防报警的火灾信息从听觉视觉等感观上引导人们正确逃生的消防智能疏散指示逃生系统本系统主要采用STC89C51单片机为主控芯片集成信号采集

2、执行电路辅助控制等模块组成信号采集由各种传感器光敏传感器气敏传感器在不同环境下进行数据采集通过AD转换得到AD转换的数据传给单片机并由单片机处理和分析然后作出相应的执行动作并把信息通过无线发射器传送至主控中心执行电路在得到单片机的信号后作出相应的动作辅助控制主要在一些特殊情况紧急呼叫紧急火灾下执行相应的辅助功能基本要求 1本系统能在紧急情况夜晚断电火灾等下通过高亮的蓝色led灯组成的逃生引导标志投影在地上和语音提示引导人快速逃离现场在正常情况下起到照明灯作用并能检测烟雾等气体及时给出警报2熟练掌握用Keil uVision4的编程3完整的电路原理图和PCB图4论文不少于1万字重点研究问题在紧急

3、情况夜晚断电火灾等下通过高亮的蓝色led灯组成的逃生引导标志投影在地上和语音提示引导人快速逃离现场在正常情况下起到照明灯作用并能检测烟雾等气体及时给出警报分机与主机上位机的实时数据传输各个传感器模块的协调工作问题 整个系统硬件电路和软件设计问题主要技术指标1本系统的电源最好是12V2A的供电电源2无线模块误差最小的波特率为9600Bps3最小系统的晶振最好是110592MHZ4传感器模块输出信号有数字量和模拟量5最小系统和各个传感器模块工作电压为5V其它要说明的问题无 指导教师签字年 月 日重庆三峡职业学院毕业设计 论文 进度考核表起止日期毕业设计 论文 各阶段工作任务完成情况指导教师签字41

4、4419收集和查阅与设计相关的资料完成420424学习有关的知识并初步系统的需求分析和设计完成425427写好开题报告完成428429进一步进行系统分析和设计同时写出设计提纲完成43052完成元件的采购电路设计系统安装和调试过程目 录引言- 1 -一系统总体设计- 2 -11 设计背景- 2 -12 设计思想- 2 -13 系统功能- 2 -14 系统总体框图- 3 -15系统工作原理- 3 -16 系统实现方案- 4 -二系统硬件设计- 4 -21 总体模块- 4 -com 单片机控制模块- 4 -com 照明指示模块- 6 -com 无线收发模块- 7 -com 各种传感器采集模块- 8

5、-com 辅助输入模块模块- 10 -com 传感器模块辅助芯片- 12 -三系统软件设计- 13 -31 软件模块分析- 13 -32 分机软件模块- 13 -32 主机软件模块- 18 -四系统可靠性设计- 19 -41 系统抗干扰性设计- 19 -com 硬件抗干扰措施- 19 -com 软件抗干扰措施- 19 -42 提高元器件的可靠性- 20 -43 容错技术- 20 -五系统调试- 20 -51 整体调试分析- 20 -52 硬件单元电路调试- 21 -com 最小系统板调试- 21 -com 传感器模块调试- 21 -com 无线模块调试- 21 -53 软件程序调试- 21 -

6、com 软件系统设置- 21 -com 单片机系统软件调试- 22 -54 调试过程中发现的问题及解决方法- 22 -55 联机调试- 22 -六 结论- 23 -参考文献- 23 -附录一 系统原理图- 25 -附录二 系统PCB图- 25 -附录三 分机的程序- 26 -致 谢 词- 50 -消防智能疏散指示逃生系统设计摘 要现代建筑的高层化大型化多功能化及复杂化为消防应急疏散指示逃生提出了一个新的课题消防智能疏散指示逃生系统结合光标语音频闪借助消防报警的火灾信息从听觉视觉等感观上引导人们正确逃生本系统主要采用AT89C51单片机为主控芯片集成信号采集执行电路辅助控制等模块组成信号采集由各

7、种传感器光敏传感器气敏传感器在不同环境下进行数据采集通过AD转换得到AD转换的数据传给单片机并由单片机处理和分析然后作出相应的执行动作并把信息通过无线发射器传送至主控中心执行电路在得到单片机的信号后作出相应的动作辅助控制主要在一些特殊情况紧急呼叫紧急火灾下执行相应的辅助功能关键词 传感器 AD转换 数据无线发送模块 单片机 引言随着时代的进步经济科技的迅猛发展生活质量的日益提高及社会老龄化的趋势建筑楼宇不断追求人性化舒适化大量高层特大型建筑及地下建筑的涌现导致了建筑物的通道更长更复杂现代的建筑已经不再是孤立的个体错综复杂的建筑结构即使在日常行走中也需借助于标志指示灯或是指示牌毋庸说在火灾发生时

8、的混乱局面烟在火灾发生时由于烟雾中有很多二氧化硫一氧化碳等有毒有害气体当人吸入这些气体后会导致人体缺氧呼吸困难思维迟钝在这种情况下能保持清醒的时间大约为50 秒左右加之现代建筑物通道长而复杂逃生就更困难消防智能应急疏散指示逃生系统结合光标语音频闪借助消防报警的火灾信息从听觉视觉等感观上引导人们正确逃生对于消防疏散来说怎样在火灾发生时使逃生更安全更准确更迅速正是时代对建筑防灾提出的新课题消防智能疏散指示逃生系统利用火灾报警系统对于逃生系统内的所有设备进行二十四小时不间断巡检工作状态保证设备时刻处于最佳运行状态消防报警系统联动借助于现场收集到的火警信息凭借逃生系统的逃生疏散网络调整所有的标志指示灯

9、或光标灯使整个系统处在最佳的逃生状态消防智能疏散指示逃生系统结合光标语音频闪借助消防报警的火灾信息从听觉视觉等感观上引导人们正确逃生本系统主要采用HT46单片机为主控芯片集成信号采集执行电路辅助控制等模块组成信号采集由各种传感器光敏传感器气敏传感器在不同环境下进行数据采集通过AD转换得到AD转换的数据传给单片机并由单片机处理和分析然后作出相应的执行动作并把信息通过无线发射器传送至主控中心执行电路在得到单片机的信号后作出相应的动作辅助控制主要在一些特殊情况紧急呼叫紧急火灾下执行相应的辅助功能本作品根据在现有的安全设备的不足之上设计一款消防智能应急疏散指示逃生系统在紧急情况夜晚断电火灾等下通过高亮

10、的蓝色led灯组成的逃生引导标志投影在地上和语音提示引导人快速逃离现场在正常情况下起到照明灯作用并能检测烟雾等气体及时给出警报一系统总体设计11 设计背景目前就现代建筑而言越来越趋向于高层化大型化多功能化及复杂化单有火灾探测与自动报警系统的设置还不够完善我们都意识到了火灾报警系统在现代智能建筑中所起的重要安全保障作用当前火灾报警系统的发展已经到了相当的水平可以灵敏地探测到火灾并且具有防灾和灭火的功能但是随着人们对自身安全意识的加强对安全的关注不再仅仅停留在借助外力的防灾和灭火上除此之外在火灾现场能进行能动的逃生的恰恰是逃生者本人然而火灾现场环境恶劣烟雾火以及逃生者自身的恐慌心理等众多因素都有可

11、能在最后一刻使逃生者逃生的机会但是如果在火灾现场有一套自成一体的火灾逃生系统利用应急疏散标志灯指示灯指引安全的逃生方向降低人们的恐慌心理能动地避开烟雾火就可使逃生者得到生存的机会就目前来说建筑物内的仅仅停留在独立型应急疏散标志灯作为一个整体辅助人们逃生缺是一个空白日前上海宝星灯饰电器Shanghai Bao XingLamp Electric Application Co Ltd 在新一代LED应急标志灯基础上研制的消防智能应急照明疏散指示逃生系统填补了火灾逃生领域的这一空白12 设计思想消防智能应急疏散指示逃生系统结合光标语音频闪借助消防报警的火灾信息从听觉视觉等感观上引导人们正确逃生悬挂在

12、楼道顶部起到一灯多功能作用在正常情况下起到照明和监控的作用在火灾情况下指示灯投影在地上 领导人快速逃离现场在救援中可以快速找到在现场中人员的具体位置从而减少救援时间可以根据各类传感器实时监控火灾报警系统本作品根据在现有的安全设备的不足之上设计一款消防智能应急疏散指示逃生系统在紧急情况夜晚断电火灾等下通过高亮的蓝色led灯组成的逃生引导标志投影在地上和语音提示引导人快速逃离现场在正常情况下起到照明灯作用并能检测烟雾等气体及时给出警报 13 系统功能本作品根据在现有的安全设备的不足之上设计一款消防智能应急疏散指示逃生系统在紧急情况夜晚断电火灾等下通过高亮的蓝色led灯组成的逃生引导标志投影在地上和

13、语音提示引导人快速逃离现场在正常情况下起到照明灯作用并能检测烟雾等气体及时给出警报消防智能应急疏散指示逃生系统结合光标语音频闪借助消防报警的火灾信息从听觉视觉等感观上引导人们正确逃生悬挂在楼道顶部起到一灯多功能作用在正常情况下起到照明和监控的作用在火灾情况下指示灯投影在地上 领导人快速逃离现场在救援中可以快速找到在现场中人员的具体位置从而减少救援时间可以根据各类传感器实时监控火灾报警系统14 系统总体框图图11系统总体匡图15系统工作原理A无紧急情况下在没有例如火灾地震煤气泄漏等突发事件下本系统处于日常工作模式下光敏传感器采集光照强度AD转换将光敏传感器采集到的模拟量转换为数字量并送到单片机里

14、处理以区分白天和夜晚自动选择提供照明气敏传感器时时监测该区域气体中有害气体的浓度将检测到的信号通过AD转换成数字量发送到单片机处理当超过阀值时便发出报警温度传感器实际上是系统的扩展功能采用DS18B20它可以直接输出数字量供单片机处理每个温度传感器都有唯一的ID号这样可以通过NRF401发送多个温度值即省去了大量布线的麻烦又降低了成本将数值传至中央空调处理器方便对该区域的整体温度控制达到节约用电的目的特别适用于企业B紧急情况下只是停电的情况下系统自动启动后备电力继续提供照明不会报警在遇到灾难的情况下会发出报警为了让人们快速脱离险境特别是在浓烟的情况下安全通道引导系统会通过高亮LED组成的逃生标

15、志投影在地面上并且还通过消防语音提示使正在寻找出口的人们快速找到最近的逃生路线当有人因为火势太大或者地震造成逃生通道堵塞而无法逃生时可通过最近的安全通道紧急按钮触发求救信号通过单片机控制NRF401无线发射器发出求救信号和位置坐标有利于消防员快速找到遇难者实施救援而不必担心因为火灾或者地震等原因造成导线断裂求救信号无法发出16 系统实现方案 1 利用各种传感器接收需要异常信号信号的检测与转换传输 2 单片机接收传感器检测信号进行初步处理如记录发生情况的位置何种 报警等等也可以单片机进行现场报警 3 利用无线模块实现各个分机机与主控计算机的串口通讯 4 在主控计算机上接收各个机送来的报警信号发出

16、报警信息二系统硬件设计21 总体模块本系统以AT89C51系统单片机为主控核心通过信号采集控制中心执行电路辅助控制四大模块组成如图所示将现场疏散指示灯具的指示方向和实际环境结合实现避烟避险动态逃生以应对大型公共建筑物人流大通道复杂等因素图21总体结构图com 单片机控制模块经过比较作者决定使用常用廉价的单片机AT89C51作为主控制器单片机AT89C51是由ATMEL公司生产的51单片机简单介绍如下AT89C51是一个低电压高性能CMOS 8位单片机片内含4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器PEROM和128 bytes的随机存取数据存储器RAM器件采用ATMEL公司的高密度非易失性存

17、储技术生产兼容标准MCS-51指令系统片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元内置功能强大的微型计算机的AT89C51提供了高性价比的解决方案 AT89C51是一个低功耗高性能单片机40个引脚32个外部双向输入输出IO端口同时内含2个外中断口2个16位可编程定时计数器2个全双工串行通信口 AT89C51可以按照常规方法进行编程也可以在线编程其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本AT89C51具有PDIPPQFPTQFP及PLCC等三种封装形式以适应不同产品的需求AT89C51的引脚图如下图22所示 图22AT89C51芯片的引脚

18、图VCC供电电压GND接地P0口P0口为一个8位漏级开路双向IO口每脚可吸收8TTL门电流当P1口的管脚第一次写1时被定义为高阻输入P0能够用于外部程序数据存储器它可以被定义为数据地址的第八位在FIASH编程时P0 口作为原码输入口当FIASH进行校验时P0输出原码此时P0外部必须被拉高P1口P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向IO口P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流P1口管脚写入1后被内部上拉为高可用作输入P1口被外部下拉为低电平时将输出电流这是由于内部上拉的缘故在FLASH编程和校验时P1口作为第八位地址接收P2口P2口为一个内部上拉电阻的8位双向IO口P2口缓冲器可接收输出4个TTL

19、门电流当P2口被写1时其管脚被内部上拉电阻拉高且作为输入并因此作为输入时P2口的管脚被外部拉低将输出电流这是由于内部上拉的缘故P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时P2口输出地址的高八位在给出地址1时它利用内部上拉优势当对外部八位地址数据存储器进行读写时P2口输出其特殊功能寄存器的内容P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号P3口P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向IO口可接收输出4个TTL门电流当P3口写入1后它们被内部上拉为高电平并用作输入作为输入由于外部下拉为低电平P3口将输出电流ILL这是由于上拉的缘故P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能

20、口如下所示P30 RXD串行输入口P31 TXD串行输出口P32 INT0外部中断0P33 INT1外部中断1P34 T0记时器0外部输入P35 T1记时器1外部输入P36 WR外部数据存储器写选通P37 RD外部数据存储器读选通P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号RST复位输入当振荡器复位器件时要保持RST脚两个机器周期的高电平时间ALEPROG当访问外部存储器时地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节在FLASH编程期间此引脚用于输入编程脉冲在平时ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号此频率为振荡器频率的16因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的然而要注意的是每当用作外部

21、数据存储器时将跳过一个ALE脉冲如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0此时 ALE只有在执行MOVXMOVC指令是ALE才起作用另外该引脚被略微拉高如果微处理器在外部执行状态ALE禁止置位无效PSEN外部程序存储器的选通信号在由外部程序存储器取指期间每个机器周期两次PSEN有效但在访问外部数据存储器时这两次有效的PSEN信号将不出现EAVPP当EA保持低电平时则在此期间外部程序存储器0000H-FFFFH不管是否有内部程序存储器注意加密方式1时EA将内部锁定为RESET当EA端保持高电平时此间内部程序存储器在FLASH编程期间此引脚也用于施加12V编程电源VPP图23照明指示模块图语音

22、出口标志灯设置于疏散通道末端出口处具有语音播放功能可根据使用环境附之以不同语种的提示音具有频闪功能增强火灾中对烟雾的穿透力实现避烟避险疏散双向可调标志灯设置于疏散走道内具有远程控制指示方向调整功能根据火灾烟雾蔓延走势动态调整疏散指示路径实现避烟避险疏散同时具有频闪功能地面导向光流灯设置于人流密集的主干道内应急启动时形成稳定向前滚动的光带是保持视觉连续的疏散指示标志同时具有调整方向功能应用时设置间距为05 米至15 米之间com 无线收发模块XL02-232AP1 是UART 接口半双工无线传输模块可以工作在433MHz 公用频段 本模块专为用于各种串口设备之间的无线通讯如电脑单片机各种机器设备

23、串口等可以直接在原来的有线连接上升级为无线链接无需额外编程完全兼容有线通讯串口协议XL02-232AP1 的各项参数如输出功率串口速率工作频率产品ID 等相关参数 可以通过软件设置客户如无特别说明模块默认参数为9600 8N1300 米传输距离工作频率在42884351MHz默认43392MHZ 可设置ID范围065535默认ID 22136 串口速率12K-1152KBPS 默认96KBPS 数据格式 8N1 XL02-232AP1 的各项参数如输出功率串口速率工作频率产品ID 等相关参数 电气特性 工作频率 42854351MHz 调制方式 FSK 发射功率 0dBm5dBm10dBm15

24、dBm 默认 15dBm 接收灵敏度 110dBm 工作电压 5V 谐波 60dBc杂散 60dBm 串口速率 12k24k48k96k192k384k576k1152k 默认96K 发射电流 24mA0dBm29mA5dBm38mA10dBm45mA15dBm 接收电流 16mA 接口数据格式 8N1用户接口电平 TTL 工作温度 3070 工作湿度 1090相对湿度无冷凝 外形尺寸 24mm40mm 参考距离 300m 天线如用 172Cm 导线的话距离可达500m 配置接口通讯协议 一 接口 通讯接口 RS232 TTL 通讯速率 9600bps 通讯格式 1 start bit 8 d

25、ata bits no parity bit 1 stop bit 二 命令 写命令 0xF8 数据格式 主机发送 0xF8 串口速率RF 发射功率 RF 频率高字节RF 频率低字节 ID 高字节ID 低字节和校验字节 参数范围 功率 01 04 0dbm5dbm10dbm15dbm RS232 01 06 12kbps24kbps48kbps96kbps192kbps384kbps 频率 4288MHZ 4351MHZ 0x0000 0xfbff ID 0x0000 0xffff com 各种传感器采集模块传感器是一个从系统接收功率通常以另一种形式将功率送到第二个系统中的器件按照这一定义可以

26、说传感器是一种吸收 提取 转换和传送能量的器件严格地说应该区别检测和变换这两个概念前者只是将被测量转移到系统中去而后者从字面上说是将被测量的种类加以改变有时对被测量只进行一次变换还不够必须进行第二次第三次变换一直到所希望的能量形式为止传感器转换能量的理论基础都是利用物理学化学等各种现象和效应来进行能量形式的变换随着微电子和计算机技术的发展传感器输出信号的形式应尽可能是电量传感器的组成按其定义一般是由敏感元件变换元件和测量电路三部分组成除自源型传感器外还需外加辅助电源用框图表示如图27所示由图可知传感器由以下几个部分组成 图24 传感器的组成框图1敏感元件 预变换器 直接感受被测量 一般为非电量

27、 并将其转换为与被测量有确定关系的易变成电量 包括电量 的其它量的元件2转换元件 变换器 它能将其它物理量直接转换为有确定关系的电量的元件3测量电路 变换电路 把转换元件输出的电信号变为便于处理显示记录控制的可用电信号的电路测量电路的类型视转换元件的不同而定经常采用的有电桥电路和其它特殊电路加高阻抗输入电路脉冲电路振荡电路等4辅助电源 供给转换能量5传感器模块主要由光敏传感器如图25图25传感器模块图光敏传感器由P0口的P图26 光敏传感器模块原理图com 辅助输入模块模块该模块主要由消防语音提示模块组成我们采用WT588D语音芯片作为语音模块核心 如图27图27辅助输入模块图WT588D 语

28、音芯片是一款功能强大的可重复擦除烧写的语音单片机芯片WT588D 让语音芯片不再为控制方式而寻找合适的外围单片机电路高度集成的单片机技术足于取代复杂的外围控制电路配套 WT588D VoiceChip 上位机操作软件可随意更换 WT588D 语音单片机芯片的任何一种控制模式把信息下载到 SPI-Flash 上即可软件操作方式简洁易懂撮合了语音组合技术大大减少了语音编辑的时间完全支持在线下载即便是 WT588D 通电的情况下一样可以通过下载器给关联的 SPI-Flash 下载信息给 WT588D 语音芯片电路复位一下就能更新到刚下载进来的控制模式支持插入静音模式插入静音不占用 SPI-Flash

29、 内存的容量一个地址位可插入 10ms25min 的静音 MP3 控制模式下完全迎合市场上 MP3 的播放暂停停止上一曲下一曲音量音量-等功能 按键控制模式下触发方式灵活可随意设置任意按键为脉冲可重复触发脉冲不可重复触发无效按键电平保持不可循环电平保持可循环电平非保持可循环上一曲不循环下一曲不循环上一曲可循环下一曲可循环音量音量-播放暂停停止 播放停止等 15 种触发方式最多可用 10 个按键触发控制输出38 按键组合控制模式下能以脉冲可重复触发的方式触发 24 个地址位语音所触发地址位语音可在 0219 之间设置并口控制模式可用 8 个控制端口进行控制仅限于 WT588D-32LWTW-28

30、P一线串口控制模式可通过发码端控制语音播放停止循环播放和音量大小或者直接触发 0219 地址位的任意语音发码速度 600us2000us 三线串口控制模式和三线串口控制控制端口扩展输出模式之间可通过发码切换三线串口控制模式下能控制语音播放停止 循环播放和音量大小或者直接触发 0219 地址位的任意语音三线串口控制控制端口扩展输出可以扩展输出 8 位在两种模式下切换能让上一个模式的最后一种状态保持着进入下一个模式 图28WT588D 语音芯片管脚图图29WT588D 语音芯片管脚功能介绍图com 传感器模块辅助芯片LN2003也是一个7路反向器电路即当输入端为高电平时ULN2003输出端为低电平

31、当输入端为低电平时ULN2003输出端为高电平继电器得电吸合如图210功能特点高电压输出50V输出钳位二极管输入兼容各种类型的逻辑电路应用继电器驱动器图210 ULN200X逻辑图在大型仪器仪表系统中经常要用到伺服电机步进电机各种电磁阀泵等驱动电压高且功率较大的器件ULN2000ULN2800高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品就属于这类可控大功率器件由于这类器件功能强应用范围语广因此许多公司都生产高压大电流达林顿晶体管阵列产品从而形成了各种系列产品ULN2000ULN2800系列就是美国Texas Instruments公司美国Sprague公司开发的高压大电流达林顿晶体管阵列产品它们的系列型

32、号分类如表1所列生产20002800高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品的公司与型号对照表如表2所列在上述系列产品中ULN2000系列能够同时驱动7组高压大电流负载ULN2800系列则能够同时驱动8组高压大电流负载美国Texas Instruments公司美国Sprague公司生产的ULN2003A由7组达林顿晶体管阵列和相应的电阻网络以及钳位二极管网络构成具有同时驱动7组负载的能力为单片双极型大功率高速集成电路以下介绍该电路的构成性能特征电参数以及典型应用20002800高压大电流达林顿晶体管阵列系列中的其它产品的性能特性与应用可参考ULN2003A ULN2003A的极限参数项目符号数值单位

33、最大输入电压Vi 30V集电极-发射极电压Vo 50V最大基极输入电流IB 25mA输出电流Io500mA贮存温度Ts-65150结温Tj175引线耐焊接温度TD300LN2003A型高压大电流达林顿晶体管阵列电路的输入脉冲占空比输出的路数与输出电流的关系曲线如图3所示从图3可以看出随着输入脉冲的占空比以及输出路数的增加允许的输出电流随之降低也就是说电路的输出路数的增加将导致电路的驱动能力下降ULN2003A型高压大电流达林顿晶体管阵列电路的典型应用电路框图如图所示可以看出该电路的应用非常简单ifndef _MAIN_H_define _MAIN_H_include include 端口定义s

34、bit KM1 P00 继电器控制端口用于普通照明sbit SCL P01 I2C 时钟 sbit SDA P02 I2C 数据sbit DQ P03温度输入口sbit Emergency_lighting_zhong P05 紧急照明sbit Emergency_lighting_zuo P04sbit Emergency_lighting_you P06sbit Pyroelectric P07 热释电信号sbit SOS P32 外部中断0用于紧急求教用typedef unsigned char uint8typedef unsigned int uint16void UART_Send

35、_Byte uint8 dat void delay_ms uint16 n endif各种传感器采集模块主要由光敏传感器气敏传感器组成在遇到灾难的情况下会发出报警为了让人们快速脱离险境特别是在浓烟的情况下安全通道引导系统会通过高亮LED组成的逃生标志投影在地面上并且还通过消防语音提示使正在寻找出口的人们快速找到最近的逃生路线当有人因为火势太大或者地震造成逃生通道堵塞而无法逃生时可通过最近的安全通道紧急按钮触发求救信号通过单片机控制NRF401无线发射器发出求救信号和位置坐标有利于消防员快速找到遇难者实施救援而不必担心因为火灾或者地震等原因造成导线断裂求救信号无法发出includeMAINHi

36、ncludeDS18B20Hdefine nops _nop_ _nop_ _nop_ _nop_ 定义空指令 名称 delay 功能 DS18B20通讯用延时 输入 无 返回值 无void delay uint8 n while n- 名称 DS18b20_reset 功能 18B20复位函数 输入 无 返回值 无void DS18b20_reset void bit flag 1while flag while flag DQ 1delay 1 DQ 0 delay 50 550us DQ 1 delay 6 66us flag DQ delay 45 延时500usflag DQ DQ

37、1 名称 write_byte 功能 18B20写1个字节函数向1-WIRE总线上写一个字节 输入 无 返回值 无void write_byte uint8 val uint8 ifor i 0 i 8 i DQ 1_nop_ DQ 0nops 4usDQ val 0x01 最低位移出delay 6 66usval 1 右移一位 DQ 1delay 1 名称 read_byte 功能 18B20读1个字节函数从1-WIRE总线上读取一个字节 输入 无 返回值 无uint8 read_byte void uint8 i value 0for i 0 i 8 i DQ 1_nop_ value 1

38、DQ 0nops 4usDQ 1nops 4us if DQ value 0x80delay 6 66us DQ 1return value 名称 start_temp_sensor 功能 启动温度转换 输入 无 返回值 无void start_temp_sensor void DS18b20_reset write_byte 0xCC 发Skip ROM命令write_byte 0x44 发转换命令 名称 read_temp 功能 读出温度 输入 无 返回值 无uint16 read_temp void uint8 temp_data2 读出温度暂放uint16 tempDS18b20_re

39、set 复位write_byte 0xCC 发Skip ROM命令write_byte 0xBE 发读命令temp_data0 read_byte 温度低8位temp_data1 read_byte 温度高8位temp temp_data1temp 8temp temp_data0temp 4return temp 32 主机软件模块分机中的各种传感器光敏传感器气敏传感器在不同环境下进行数据采集通过AD转换得到AD转换的数据传给单片机并由单片机处理和分析然后作出相应的执行动作并把信息通过无线发射器传送至主控中心然而主机主要是来监控整个楼层的各个分机所上传的数据进行处理ifndef _MAIN_

40、H_define _MAIN_H_include include 独立按键端口定义以及矩阵按键 行 复用sbit keyindj1 P20sbit keyindj2 P21sbit keyindj3 P22sbit keyindj4 P23sbit keyindj5 P24sbit keyindj6 P25蜂鸣器端口定义sbit REMOVE P05LCD12864串口控制端口定义sbit CS P00 片选信号sbit SID P01数据信号sbit SCLK P02时钟信号 sbit RST P03复位信号sbit CH P04并行串行选择信号DS1302控制端口定义sbit SCK P1

41、0sbit SDA P11sbit RST_DS P12 八位及十六位变量定义typedef unsigned char uint8typedef unsigned int uint16endif四系统可靠性设计消防智能消防智能疏散指示逃生系统系统的报警要求准确无误必须是可靠的因此可靠性是一个很重要的指标因此系统的硬件电路软件系统的设计均应围绕这个中心进行41 系统抗干扰性设计小区安防系统主要进行各层楼道各种突发事件的报警信号会受到各种干扰使系统不能正常工作在抗干扰方面有硬件措施和软件措施也有软硬件结合的措施硬件抗干扰有效率高的有优点但是增加系统的投资和设备的体积软件抗干扰有投资低的优点但会降

42、低系统的工作效率com 硬件抗干扰措施干扰的渠道有供电系统的干扰过程通道的干扰空间的干扰等在印刷电路板设计时考虑到电路板过大时印刷线条长抗噪声能力下降过小时散热不好容易受邻近线干扰所有本系统设计电路板时把相关的器件尽量放靠近些容易产生噪声的器件电流电路大电流电路尽量远离单片机同时整个系统用一个电源并保证其良好的共地com 软件抗干扰措施软件抗干扰属于单片机系统自身防御行为其前提条件是系统中抗干扰软件不会因干扰而损坏1程序结构化功能模块化编程时不能让程序任意跳转否则整个程序会纠缠在一起便于程序维护而且对软件抗干扰方案的实施有着十分重要的意义在系统中把整个程序分解为若干个功能模块每个功能模块是一个

43、正规程序2状态信号的抗干扰输入方法干扰信号多呈毛刺状作用时间短在采集某一状态信号时可以多次重复采集只有连续两次采集结果一致时才视为有效在各次采集状态信号之间增加一段延时能对抗较宽的干扰3CPU抗干扰技术CPU属于高速数字器件易受干扰的有运算器控制器以及控制寄存器当外界干扰串入时很可能通过三总线改写CPU寄存器的内容导致初始化错误寻址失败乃至系统瘫痪当程序受到干扰后和可能打乱CPU的正常执行程序如果拦截失去控制的程序流程如果使系统的损失减少尽可能恢复系统的正常状态是本系统需要考虑的一项重要内容系统采取的措施是在各段程序中对单片机及片外扩展器件的各种功能断口方式状态等采集永久性或临时性的设置系统不

44、仅要保证上电后系统要初始化而且在程序中每次使用某种功能都要再一次对相应的控制寄存器设定动作模式42 提高元器件的可靠性提高单片机应用系统中所有元件的质量以提高系统内在的可靠性这也是关键性的措施采取的措施有1选用质量好的接插件并设计好工艺结构如选用带屏蔽的接插件2选用合格的电子元件并进行严格的测试筛选3设计时技术参数留有一定的余量4提高印刷板的组装质量43 容错技术在提高系统可靠性的同时采取一些容错技术当系统工作出错时系统可自动纠正错误在系统中主要应用了信息冗余技术1奇偶校验系统通信时采用偶校验收方根据校验结果决定是否要求对方重发2循环码校验在发送数据时按一定的规则产生循环冗余码并附加在数据后一

45、起发送接收方按同样的规则根据接收的数据产生循环冗余码并和接收到的循环冗余码进行必比较校验数据传送是否正确五系统调试51 整体调试分析整个调试所使用的测试仪器仪表和工具微机一台示波器万用表直流稳压电源单片机开发系统一套本系统的调试主要分为硬件调试软件调试和联机调试三大部分经过初步的分析设计后在制作硬件电路的同时软件调试也在穿插进行这样有利于问题的分析和解决不会造成问题的积累而且不会因为一个小问题而需要检查整体电路从而可以节约大量的调试时间软件编程中作者首先完成的是单元功能模块的调试然后进行系统调试整体上与硬件调试的方法差不多联机调试是最重要的一部分同时也是本装置成功的关键有许多问题都比较棘手52

46、 硬件单元电路调试com 最小系统板调试首先检测所制作的电路板是否有虚焊短路等现象然后接上5V电源检测各个芯片的电源是否为5V如果是5V的话说明供电正确接上电压看单片机是否发热如不发热说明电源连接正确测单片机30脚ALE是否有脉冲波形输出如果有说明单片机正常工作com 传感器模块调试在进行传感器调试时首先检查各个传感器的接线电路是否正确特别是有三个脚的传感器我们买的是现成的模块所以调试起来很方便只需要把模块的相应的脚接起来然后去改变其条件看单片机是否有相应的动作例如对光敏传感器调试首先把模块的接地和接电源的脚接好用手把光敏电阻的光全部盖住这时用万用表去测模块的输出脚是否为高电平或是低电平这样就

47、可以调试出传感器其他传感器的调试也是如此当四个传感器都能接收异常信号时说明传感器电路是正确的调试以后就没问题了com 无线模块调试首先给模块接上电源把无线模块插入接口座连上 PC 串口把SET 开关置ON 打开电源开关如果模块是XL02232AP1则模块上绿灯长亮如果 为XL03232 或XL05232 则模块上红灯长亮在设置状态XLTTL232 板子上绿灯也长亮打开相应的设置软件进行参数设置如果要退出设置状态进入正常通讯模式请先把电源开关断开再SET 开关置OFF再上电即可53 软件程序调试com 软件系统设置对于本系统而言软件程序所实现的功能比较少程序的调试显得比较简单整个程序使用的是汇编

48、语言在keil c51下编写调试完成的Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机的软件开发系统其中uVision与Ishell分别是C51 for Windows和for Dos的集成开发环境 IDE 可以完成编辑编译连接调试仿真等整个开发流程开发人员可用IDE本身或其它编辑器编辑C或汇编源文件然后分别由C51及A51编译器编译生成目标文件 OBJ 目标文件可由LIB51创建生成库文件也可以与库文件一起经L51连接定位生成绝对目标文件 ABS ABS文件由OH51转换成标准的Hex文件以供调试器dScope51或tScope51使用进行源代码级调试也可由仿真器

49、使用直接对目标板进行调试也可以直接写入程序存贮器如EPROM中程序要通过烧写器烧写到芯片里烧写的过程为假定要写入的文件是testhex首先连接编程器主板到计算机并口然后连接电源编程器指示灯亮将89C51插入ZIF插座锁紧手柄 请注意芯片的插入方向缺口向上朝扳手方向 否则会损坏芯片 然后启动软件鼠标单击在右边的芯片下拉框选择好芯片类型这里选89C51在文件菜单选择打开Hex文件找到testhex文件单击打开窗口中显示文件内容右下角显示校验和单击写芯片按钮编程器的烧写指示灯亮烧写完毕后报告结果写入之前会自动擦除芯片内容写入完毕会自动校验如果是需要加密可以选择加密级别到此为止整个软件程序调试环境就已

50、经配好了com 单片机系统软件调试虽然在前面的硬件电路调试过程中每个模块的调试已经穿插了部分模块的软件调试但是整体单片机系统的调试还是有一定的困难的例如在对AD转换电路的硬件进行测试时是分别对单通道采样测试而整体系统要求的是分时显示三个参数以及他们的上下限因为要显示的数据比较多所以比较麻烦刚开始时由于编程时没有设置好各通道显示的标志位实现不了数码管分时显示的功能于是从主程序开始检查发现AD转换子程序所用的标志位与主程序对子程序调用的标志位不一致54 调试过程中发现的问题及解决方法1硬件电路的详细检测问题硬件电路的正确接线是整个系统能够工作的最基本的前提在调试前一定要详细检查电路的焊接和接线杜绝

51、虚焊短路和断路等现象使硬件调试达到事半功倍的效果在检查过程中由于有几跟焊线比较细焊盘比较小在焊的过程中跟其他线接触到了引起了短路在发现问题后又重新焊了一遍最后检查无误2接地问题作者原先就由于没有处理好接地问题而严重影响了调试的进程地没有接好影响了数据的正确输出和显示所有的地线都应该接在一起这样就不会引起干扰1延时问题本系统为了串口通信的方便采用110592M的晶振延时要比用6M的晶振时要长如果延时不够有可能使得系统显示不稳定2电源问题本系统的无线模块在收发信号的时候需要很大的功率在支持起先不知道最后我们采用了单独供电的方案解决了问题55 联机调试下位机调试完成后就进行联机调试联机调试所需要的设

52、备直流稳压电源两台单机两件 排线若干联机调试是本系统比较关键的部分在整个联机调试过程中也遇到了不少问题例如没注意将程序与上位机的接收程序相联系导致数据不能通过CAN总线传给上位机在进行联机调试时把所有的程序结合起来烧到芯片上在进行编译时有一些程序不能匹配作者就另外修改了一些程序这样编译就通过了在本系统中主要有俩个分机和一个主机进行无线收发数据然后主机进行处理在调试的时候分机的无线模块接收信号不稳定最后我们经过分析发现是电源问题无线模块的电源要求有点高主要是因为收发信号的时候需要很高的功率 六 结论本文设计和实现了一种基于单片机AT89C51的消防智能疏散指示逃生系统消防智能应急疏散指示逃生系统结合光标语音频闪借助消防报警的火灾信息从听觉视觉等感观上引导人们正确逃生悬挂在楼道顶