消防智能疏散指示逃生系统设计_毕业设计说明书

1、ji>t映一_一毕业设计说明书项目名称消防智能疏散指示逃生系统设计机电一体化班 级2010级机电3班机械与电子工程系2013 年 6 月 10 h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业 专名 姓 级 班目 题内容基木要求11 "3、 、 、 t疋处 2 3 4重点研究问题殳 匕匕ff士 f w1il2,3.4.住要技术指标源塞晶输备 、 、 、 、 、 1 2 3 4 5其它 要说 明的 问题无h 刀 赋年重庆三峡

2、职业学院毕业设计（论文）进度考核表起止h期毕业设计（论文）各阶段丁作任务完成情况指导教师签字4.14 4.19收集和查阅与设计相关的资料完成4.20 4.24学习有关的知识，并初步系统的需求分析和设计完成4.25 4.27写好开题报告完成4.28 4.29进步进行系统分析和设计，同时写出设计提纲完成4.30 5.2完成元件的采购完成5.3 5.8电路设计完成5.9 5.10电路版的设计制作完成5159系统程序的编写完成5.20 5.26系统安装和调试过程完成5.27 5.29撰写毕业设计说明书初稿完成5.29 5.31完成第二次毕业设计说明书完成6.1 6.3完成第三次毕业设计说明书完成6.4

3、 6.10完成最终毕业设计说明书准备毕业答辩完成备注注：本表川丁考核学牛毕业设计（论文）的进度及完成情况，是学牛毕业答辩资格认定和成绩评定的依 据之一。引言-1-一、系统总体设计-2-1设计背景-2-1.2设计思想-2-1.3系统功能-2-1.4系统总体框图-3-1.5系统工作原理-3-1.6系统实现方案-4-二、系统硬件设计-4-2.1总体模块42.1.1单片机控制模块2.1.2照明指示模块-6-2.1.3无线收发模块-7-2.1.4各种传感器采集模块.-8-2.1.5辅助输入模块模块-10-2.1.4传感器模块辅助芯片.-12 -三、系统软件设计-13-3.1软件模块分析-13-3.2分机

4、软件模块-13-3.2主机软件模块-18 -四、系统可靠性设计-19-4系统抗干扰性设计-19-4.1.1硕件抗干扰措施4.1.2软件抗干扰措施/94.2提高元器件的可靠性-20-4.3容错技术-20-五、系统调试-20 -5整体调试分析-20-5.2硬件单元电路调试-21-5.2.1最小系统板调试2/5.2.2传感器模块调试-21-5.2.3无线模块调试-21-5.3软件程序调试-21-5.3.1软件系统设置-21-5.3.2单片机系统软件调试.-22-5.4调试过程屮发现的问题及解决方法-22-5.5联机调试-22-六结论-23 -参考文献-24附录一 系统原理图-25-附录二系统pcb图

5、-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a/d转换得到；a/d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

6、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a/d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，大量高层特人型建筑，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 在日常行走屮，也需借助于标志指示灯或是指示牌，毋庸说在火灾发生时的混乱局面。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

7、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。对于消防疏散來说，怎样在火灾发生时使逃生更安全、更准确、更迅速，正是时代 对建筑防灾提岀的新课题。消防智能疏散指示逃生系统利用火灾报警系统对丁逃生系统内 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

8、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止确逃生。木系统主要采用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a/d转换得到；a/d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z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

9、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；在正常情况卜，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1.1设计背景冃前就现代建筑而言，越来越趋向于高层化、大型化、多功能化及复杂化。单有火灾 探测与白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屮 所起的垂要安全保障作用，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，并月具有防灾和灭火的功能。但是，随着人们对白身安全意识的加强。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

10、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。就口前來说，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。h前，上海宝星灯饰电器有限公司（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

11、一宇白。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 上和语咅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

12、，及时给出警报。1.3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（夜晚断屯、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。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i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

13、器实时监控火灾报警系统。1.4系统总体框图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，a/d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a/d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ds18b20o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td号，这样可以通过nrf401发送多 个温度值，即省去

14、了人量布线的麻烦乂降低了成本，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，达到节约用电的冃的（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3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

15、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。1.6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) 警等等，(3)(4)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 也可以单片机进行现场报警。利用无线模块实现各个分机机与主控计算机的串口通讯。在主控计算机上接收各个机送來的报警信号，发出报警信息。二、系统硬件设计2.1总体模块木系统以at89c51系统单片机为主控核心，通过信号采集，控制屮心，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，

16、以应对人型公共建筑物人流人、通道复杂等因素。无线发送模块各传感器采集模块> 单片机/cpu照明指示模块辅助输入模块图2. 1总体结构图2.1.1单片机控制模块经过比较，作考决定使用常用、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，髙性能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flas

17、h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iii (i/o) 端口，同时内含2个外屮断口，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木。at89c51具有pdip、pqfp/tqfp及plcc等三种封装形式，以适应不同产品的需求。at89c51的引脚图如卜图2. 2所不:pi. o c pi. 1 c p1. 2 c p

18、1. 3 c pl.4 c p1. 5 pl.6 c p1. 7 creset c rxd/p3. 0 c txd/p3. 1 c int0/p3.2 int1/p3. 3 ct0/p3. 4 ct1/p3. 5 cwp3. 6 cwp3. 7 cxtal2 xtal1 c pdip vss 0123456789012 3 4 56789111111111120987654321098765432143333333333222222222vccpo. o/adopo. 1/ad1po. 2/ad2po. 3/ad3p0.4/ad4po. 5/ad5po.6/ad6po. 7/ad7ea/vpp

19、ale/progpsenp2. 7/ad 15p2.6/ad14p2. 5/ad 13p2.4/ad12p2. 3/ad 11p2. 2/ad 10p2 1/ad9p2. 0/ad8图2.2at89c51芯片的引脚图vcc：供电电压。gnd：接地。p0 口： p0 口为一个8位漏级开路双向i/o 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ftasii编程时，p0 口作为原码输入口，当ftasii进行校验时，p0输岀原码，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

20、位双向i/o 口，p1 口缓冲器能接收输ii! 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，将输出屯流，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i/o 口，p2 口缓冲器可接收，输出4个 ttl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”

21、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t/0 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，由丁外部下拉 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-些特殊功能口，如下所示:p3. 0 rxd （串行输入口）p3. 1 txd （串行输出口）p3. 2 /into （外部中断0）p3. 3 /inti （外部中断1）p

22、3.4 to （记时器0外部输入）p3. 5 t1 （记时器1外部输入）p3.6 /wr （外部数据存储器写选通）p3.7 /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。ale/prog：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，此引曲用于输入编程脉冲。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1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时h的。 然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ale脉

23、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movx, movc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。在出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。/ea/vpp：当/ea保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（ooooh-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

24、施加12v编程电源（vpp）。2.1.2照明指示模块主要用节能灯和高亮绿色led灯组成。节能灯在正常情况下运行，高亮绿色led灯在遇 到灾难情况下自动启动。如图2.3：照明指示模块图2. 3照明指示模块图语音出口标志灯：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z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

25、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0. 5米 至15米z间。2.1.3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，各种机器设备串口等，可 以直接在原來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 8n1o300米传输距离工作频率在 428.8-435. 1mhz,（默认 433. 92mh

26、z ）可设置id：范围0 65535,默认id: 22136串 口速率 1.2k-115. 2kbps.（默认 9. 6kbps）数据格式8n1xl02-232ap1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 调制方式 发射功率 接收灵敏度 工作电压 谐波 杂散吊口速率9. 6k）发射屯流 接收电流428. 5-435. 1mhzfskodbm /5dbm /lodbm /15dbm（默认 15dbm）-11odbm+5v< -60dbc< -60dbm1. 2k/2. 4k/4. 8k/9. 6k/19. 2k/38. 4k/57. 6k/1

27、15. 2k （默认24ma0dbm> 29ma5dbm 、 38ma10dbm、 45ma15dbm16nia接口数据格式 8n1用户接口电平 ttl工作温度-30°c70°c工作湿度10%90%相对湿度，无冷凝外形尺寸24mmx40mm参考距离300m （天线如用17.25导线的话距离可达500m）配置接口通讯协议接口通讯接口：rs232 - ttl通讯速率：9600bps通讯格式：1 start bit , 8 data bits , no parity bit , 1 stop bit.命令写命令：0xf8数据格式：主机发送：0xf8+串口速率+rf发射功率+

28、 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rs232 01 -频率id01 - 04 ； odbm, 5dbm, lodbm, 15dbm-06 ； 1. 2kbps, 2. 4kbps, 4. 8kbps, 9. 6kbps, 19. 2kbps, 38. 4kbps428.8mi1z - 435. hfllz； 0x0000 - oxfbff0x0000 - oxffff2.1.4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屮的器件。按照这一定义，可以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

29、，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來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、变换元件和测量屯路三部分组成。除自源 型传感器外，还需外加辅助电源，用框图表示，如图2. 7所示。由图可知，传感器出以下 几个部分组成：图2. 4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

30、般为非屯量）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）的英它量的元件。(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)把转换元件输岀的电信号变为便丁处理、显示、记录、 控制的可用电信号的电路。测屋电路的类型视转换元件的不同而定.经常釆用的有电桥电 路和其它特殊电路，加高阻抗输入电路、脉冲电路、振荡屯路等。(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2. 5传感器采集模块lz图2. 5传感器模块图光敏传感器由at89c51的p0 口的p0. 5作为光敏传感器模块的输出信号端，其光敏传 感器模块原理图:如

31、图2.62.1.5辅助输入模块模块该模块主要由消防语音捉示模块组成。我们采用wt588d语音芯片作为语音模块核心。如图2. 7：辅助输入模块消防语音提示模块（wt588d）图2. 7辅助输入模块图wt588d语音芯片是一款功能强人的可重复擦除烧写的语音单片机芯片。wt588d让语 咅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 voiccchip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

32、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语咅芯 片电路复位一匚 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内存的容量，一个地址位可插入ioiiis25min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illi、咅量 +、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

33、-、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；3x8按键组合控制模 式下能以脉冲可重复触发的方式触发24个地址位语咅，所触发地址位语咅可在0219 z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-32l. wtw-28p； 一线串口控制模式可通过发码端控制语咅播放、停止、循环播放和咅量大小，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，能控制语咅播放、停止、循环播放和咅量大小，或者直接触发021910地址位的任意语咅，三

34、线串口控制控制端口扩展输岀可以扩展输出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。vdd-simp16p15p14p13vsspwmvdd- spkpwm +/dacwt588d-18p图2. 8wt5881）语音芯片管脚图封装引脚弓1脚标号简述功能描述1p00ki按键2p01k2/data按矽 2 麵输入脚3p02k3/cs按矽m片选输入脚4 p03k4/clk/data按矽争册/-线艷输入脚5vddvdd电源输入脚6p17busy语音播放忙信号输出脚7cvddcvddvdd电源调准脚8oscioscirc震荡输入脚9/reset/reset复位脚，低电平保持5

35、ms有效10pwm+/dacpwm+/dacpwm+/dac音频输岀脚,视功能设而定11vdd-spkvdd-spk音频电源输入脚12pmw-pwmpwm-w频输出脚13vssvss地册14p13dospi-flash通讯数据输岀脚15p14dispi-flash通讯数据输入脚16p15csspi-flash通讯片选脚17p16clkspi-flash通讯时钟脚18vdd-simvdd-sim串口电源管理脚图2. 9wt588d语咅芯片管脚功能介绍图2.1.4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, 当输入端为低电平时uln200

36、3输出端为高电平，继电器得电吸合。如图2. 10: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1b2b3b4b5b6b7bcom1c2c3c4c5csc7c图2. 10 uln200x逻辑图在人型仪器仪表系统中，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。uln2000. uln2800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,uln2000> uln2800系列就是美国 texas in

37、struments公司、美国sprague公司开发的高圧大电流达林顿晶体管阵列产品。 它们的系列型号分类如表1所列，生产2000、2800髙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，为单片双极型人功率高速集成电 路。以下介绍该电路的构成、性能特征、电参数以及典型应用。200

38、0、2800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町参考uln2003aouln2003a的极限参数：表2.1项目符号数值单位最大输入电压vi(max)30v|集电极-发射极电 压vo(max)50v最人基极输入电流ib(max)25|ma输出电流lo500ma贮存温度ts-65150°c|结温tj175°c引线耐焊接温度td300°c表2. 1u12003的极限参数表ln2003a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

39、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。7略丸功卓 負核（步通电机.电电塚，yzj电善<*>*）图2. 11ul2003典型电路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2. 11所示。 可以看出，该屯路的应用非常简单。三.系统软件设计本系统的软件设计主要是采集每个分机的各种传感器的报警信号和火灾信号，再通过 无线模块收发装置实时把数据发送给总控室的上位机上。3.1软件模块分析通过上面分析，决定选用c51系列单片机作为控制器，那么它的软件编写就要按照单 片机语言：c语言或汇编语言来编写，这里选用执行效率高的汇编语言编写。开发

40、工具为 keil c51,它的功能强人，支持c语言和汇编语言的编写与调试，其软件模拟i/o 口也会 给软件调试带来极大的方便。3. 2分机软件模块本系统的软件设计的分机主耍是采集齐种传感器的报警信号和火灾信号，再通过无线 模块收发装置实时把数据发送给总控室的上位机上。分机的程序的主程序为：#ifndef_main_h_#define _main_h_#include<reg5 2.h>#include <intrins.h>/端口定义sbit km 1 = p0a0;/继电器控制端口 ,用于普通照明sbit scl = poa1;/i2c 时钟sbit sda = p0

41、a2;/i2c 数据sbit dq = p0a3;/温度输入口sbit emergency_lighting_zhong = p0a5;/紧急照明sbit emergency_lighting_zuo = p0a4;sbit emergency_lighting_you = p0a6;sbit pyroelectric = p0a7;/热释 电信号sbit sos = p3a2;/外部中断0,用于紧急求教用typedef unsigned char uint8;typedef unsigned int uintl 6;void uart_send_byte(uint8 dat);void de

42、lay_ms(uintl6 n);#endif各种传感器采集模块：主要由光敏传感器，气敏传感器纽成。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 语咅提示。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。#includehm

43、ain.hh#include,dsi8b20.hh#define nops(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); /定义空指令* 名称：delay*功能：ds18b20通讯用延时*输入：无*返冋值：无void delay(uint8 n)while (n-);*名称*功能*输入ds18b20_reset18b20复位函数 无*返回值：无void ds 18b20_reset(void)bit flag = 1;while (flag)while (flag)dq= 1;delay(l);dq = 0; delay(50); / 550usdq= 1;de

44、lay(6); / 66us flag = dq;delay(45); 延时 500us flag 二dq;dq=1;* 名称：write byte*功能：18b20写1个字节函数，向1-w1re总线上写一个字节*输入：无*返回值：无void write_byte(uint8 val) uint8 i;for(i=0; iv8; i+)dq= 1;_nop_();/最低位移出/66us/右移一位dq = 0; nops(); /4usdq = val &0x01;delay(6); val »= 1;dq= 1;delay(l);* 名称:read byte*功能：18b20

45、读1个字节函数，从1-wtre总线上读取一个字节*输入：无*返回值：无vw>w>w>w>w>w>w>w>w>w>w>w>w>w>k£>w>w>k£>kyk|>/彳、彳、彳、彳、彳、zjs xtx xjszts zts ?s zt zj zj zt /uint8 read_byte(void)uint8 i，value=0;for (i=0; i<&i+)_nop_();value »= 1;dq = o;nops(); /4usdq= 1

46、;nops(); /4usif(dq)valuel=0x80;delay(6);/66usdq=1;return(value);* 名称 ：start temp sensor*功能：启动温度转换 *输入 *返冋值：无/>1% p 1% p 1%p 1% p 1%p 1% p 1%1% p 1%1% p 1%1% p 1%/void start_temp_sensor(void)ds18b20_reset();readtempwrite_byte (oxcc) ; / 发 skip rom 命令 write_byte(0x44); / 发转换命令*名称读出温度*功能*输入 *返冋值：无ui

47、ntl6 read_temp(void)uint8 temp_data2j; / 读出温度暂放uintl6 temp;ds18b20_reset(); / 复位 write_byte(oxcc); / 发 skip rom 命令 write_byte(oxbe); / 发读命令 temp_datao=read_byte(); /温度低 8 位 temp_data 1 =read_byte(); /温度高 8 位temp = temp_datal;temp «= 8;temp 1= temp_datao;temp »= 4;return temp;3. 2主机软件模块分机屮的

48、各种传感黠(光敏传感器，气敏传感器)在不同环境下进行数据采集通过a/d 转换得到；a/d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黠传送至主控屮心。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_h_#define _main_h_# include<reg52.h># include<intrins.h>/独立按键端口定义以及矩阵按键 行 复用 sbit keyindj 1 = p2a0;sbit keyindj2 = p2a1;sbit keyindj3 = p2a2;sbit

49、 keyindj4 = p2a3;sbit keyindj5 = p2a4;sbit keyindj6 = p2a5;/蜂鸣器端口定义 sbit remove = p0a5;/lcd12864串口控制端口定义sbit cs = p0a0;/片选信号sbit sid=poa1;/数据信号sbit sclk = p0a2;/时钟信号sbit rst= p0a3;/复位信号sbit ch= p0a4;/并行、串行选择信号/ds1302控制端口定义 sbit sck = p1ao;sbit sda=p1a1;sbit rst_ds = p1a2;/八位及十六位变量定义 typedef unsigned

50、 char uint& typedef unsigned int uintl6;#endif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。4.1系统抗干扰性设计小区安防系统主要进行各层楼道齐种突发事件的报警。信号会受到各种干扰，使系统 不能正常工作。在抗干扰方面，有硬件描施和软件措施，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，但会降低 系统的工作效率。4.1.1硬件抗干扰措施干扰的渠道有：供电系统的干扰，过

51、程通道的干扰，空间的干扰等。在卬刷电路板设 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。4.1.2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讣程序任意跳转，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耍的意义。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

52、一个正规程序。(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。(3) cpu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，尽可能恢复系统的止常状态是木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

53、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。4. 2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。4. 3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

54、主要应用了信息兀余技术。(1) 奇偶校验。系统通信时采用偶校验，收方根据校验结果，决定是否耍求对方垂 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 起发送；接收方按同样的规则根据接收的数据产生循环兀余码，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5.1整体调试分析整个调试所使用的测试仪器仪表和工具：1 微机一台;2. 示波器；3. 万用表；4. 直流稳压电源；5. 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人部分。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

55、解决，不会造成问题的积累，而r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。联机调试是最垂要的一部分，同时 也是本装置成功的关键，有许多问题都比较棘手。5.2硬件单元电路调试5. 2. 1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。5.2.2传感器模块调试在进行传感