消防智能疏散指示逃生系统设计说明

1、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专 业机电一体化班 级2010级机电3班学生姓名X X指导教师XXX机械与电子工程系2013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、执行

2、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。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

3、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 占 研 究 问 题1. 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. 分机与主机（上位机）的实时数据传输。3. 各个传感器模块的协调工作问题。4. 整个系统硬件电路和软件设计问题。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、4.29进一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5.11 5.19系统程序的编写完成5.20 系统安装和调试过程完成主要技术指标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9600Bps ；3、 最小系统的晶振最好是11.0592MHZ ；4、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：年月日年 月 日重庆三峡职业学院毕业设计（论文）进度考核表5.265.27 5.29撰写毕业设计说

5、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 6.10完成最终毕业设计说明书准备毕业答亠、丄辩完成备注注：本表用于考核学生毕业设计 （论文）的进度及完成情况，是学生毕业答辩资格认定和成绩评定的依 据之一。目录引言-7 -、系统总体设计 -7 -7 -8 -8 -9 -9 -10 -10 -10 -1.1设计背景1.2设计思想1.3系统功能1.4系统总体框图1.5系统工作原理1.6系统实现方案 、系统硬件设计 2.1 总体模块2.1.1 单片机控制模块-10 -2.1.2 照明指示模块-12 -无线收发模块-13 -2.1.4 各种传

6、感器采集模块 -14 -2.1.5 辅助输入模块模块 -16 -传感器模块辅助芯片 -17 -三、系统软件设计 -19 -3.1 软件模块分析 - 19 -3.2 分机软件模块 - 19 -3.2 主机软件模块 - 24 -四、系统可靠性设计 - 25 -4.1 系统抗干扰性设计 - 25 -4.1.1 硬件抗干扰措施 - 25 -4.1.2 软件抗干扰措施 - 25 -4.2 提高元器件的可靠性 - 26 -4.3 容错技术 - 26 -五、系统调试 - 26 -5.1 整体调试分析 - 26 -5.2 硬件单元电路调试 . - 27 -5.2.1 最小系统板调试 - 27 -5.2.2 传

7、感器模块调试 - 27 -5.2.3 无线模块调试 - 27 -5.3 软件程序调试 - 27 -5.3.1 软件系统设置 - 27 -5.3.2 单片机系统软件调试 - 28 -5.4 调试过程中发现的问题及解决方法 - 28 -5.5 联机调试 - 28 -六 结论 - 29 -参考文献 - 30 -附录一 系统原理图 - 31 -附录二 系统 PCB 图 - 31 -附录三 分机的程序 - 32 -致 谢 词 - 59 -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

8、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

9、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

10、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

11、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。一、系统总体

12、设计1.1 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

13、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一空白 。1.2 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

14、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。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（夜晚断电、

15、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。1.4系统总体框图图1.1系统总体匡图1.5系统工作原理A :无紧急情况下：在没有例如火灾，地震

16、，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

17、）。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。1.6系统实现方案(1) 利用各种传感器接

18、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，发出报警信息。二、系统硬件设计2.1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2.1总体结构图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

19、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(I/O )端口，同时内含2个外中断口，2个

20、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的引脚图如下图2.2所示:1 1- 1- 1- 1- | JT FFPFPFPFRESET EMD/P3 0 THD/P3. I IW0/P3. 2 面!/氏$ LIQ/F3 4 T1/P3. 5【歴/岀.吕W/FS. 7 KTAL2 KTAL1 PLTF V55 C0 12 $4

21、 5 6 7 8 9 0 12 3 5 s- T 9 3 1 1 1 1 1111 1 11 z_5 & 5432143933333333222 2 22222-1 V CCJ PO. O/ADOPO. 1/AI1J PO. 2/AI2PO. 3/AiaFQ.4/AS4J FX 5/AJ51 PO.B/ATBJ PO. 7/AD7J EA/Vrp.J ALE/OD&J PSEPJ FZ. r/AJ15J F2.6/AJJ141 P2. 5/ADI 3 J P 2. 4/ADI 2 J Pi. 3/ATlL J P2. 2/AI10 J P2. 1/AD9 J 仏 O/AJS图2

22、.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I/O 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

23、 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 ”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

24、 口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O 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的一些特殊功能口，如下所示：P3.0 RXD （串行输入口）P3.1 TXD （串行输出口）P3.2 /INT0 （外部中断 0 ）P3.3 /INT1 （外部中断 1 ）P3.4 T0 （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

25、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 1/6 。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

26、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。/EA/VPP :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）。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 l

27、ed 灯在 遇到灾难情况下自动启动。如图 2.3 :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 0.5 米 至 1.5 米之间。2.1.3 无线收发

28、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 8N1 。300 米传输距离工作频率在 428.8 435.1MHz ，（默认 433.92MHZ ） 可设置 ID ：范围 0 65535, 默认 ID: 22136串口速率

29、 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 数工作频率428.5 435.1MHz调制方式FSK发射功率0dBm /5dBm /10dBm /15dBm（接收灵敏度- 110dBm工作电压+5V谐波<- 60dBc电气特性默认 15dBm）杂散 串口速率 认 9.6K）发射电流< -60dBm1.2k/2.4k/4.8k/9.6k/19.2k/38.4k/57.6k/115.2k（ 默24mA0dBm 、29mA5dBm 、38mA10dBm 、45mA15dB

30、m接收电流16mA接口数据格式 8N1 用户接口电平 TTL工作温度-30 C 70 C工作湿度10%90% 相对湿度，无冷凝外形尺寸24mm x 40mm参考距离300m（ 天线如用 17.2Cm 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RS2320

31、1-频率ID01- 04 ; 0dbm,5dbm,10dbm,15dbm06 ; 1.2kbps,2.4kbps,4.8kbps,9.6kbps,19.2kbps,38.4kbps428.8MHZ- 435.1MHZ ;0x0000- 0xfbff0x0000- 0xffff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

32、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2.7所示。由图可知，传感器由以下几个部分组成：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（一般为非电量）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。(

33、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 2.5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2.1.5 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 2.7 ：图 2.7 辅助输入模块图WT588D 语音芯片是一款功能强大的可重复擦除

34、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

35、 SPI-Flash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；3 X 8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 0 21

36、9 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-32L 、 WTW-28P ；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 600us 2000us ；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。/D161514DSWID W VP

37、PPPVPVPPOOP01P02VDDPL7CVDD og /RE 庄 TWT588D-18P图2.8WT588D 语音芯片管脚图封装脚引阳标号简述功 8|1PDOKIP01竝/DATA现三找数据输AU4P02K3/CSK4/CLK/DATA按键/三线龙神/F数抵瑜入嵐VDDVDD6P17BUSY谱音硝战忙仁号端出訓n7CVDDCVDDVDD电頑调带脚osaOSCIRC爲荡輪入脚/RESET/RESET整位込低电珂融朽冊宵如10PWM+/DA 匚卩WM+/DA匚PWM+/DAC育頻辙出算*视切能设置而走11VDD-SPKVDD-SPK音频亀源諭入脚12PMW-PWM-PWM1咅頻输出膵J13v

38、ssVSS14 .P13DO5PI-FLA5H通酒嘩输出脚15P14QSP1 FLASH16Pl 5CS£P卜FLASH通讯片选脚17PlfiCLKSRI-FLASH通讯时忡脚ISVDD-S1MVDD-SIM宦口电源管耀畀图2.9WT588D 语音芯片管脚功能介绍图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ULN2003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1B 178 IJ>C图2.10 ULN200X

39、 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。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 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。它们的系列型号分类如表 1所列,生产2000、2800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,ULN

40、2000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。2000、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可参考 ULN2003A 。ULN2003A 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最大基极

41、输入电流IB(MAX)25mA输出电流Io500mA贮存温度Ts-65 150C结温Tj175C引线耐焊接温度TD300C表2.1ul2003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。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，该电路的应用非常简单。三、系统软件设计本系统的软件设计主要是采集每个分机

42、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。开发工具为keil c51 ，它的功能强大，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要是采集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。分机的程序的主程序为：#ifndef _MAIN_H_#defi ne _

43、MAIN_H_#in clude<reg52.h>#in clude vintrin s.h>/ 端口定义sbit KM1 =P0A0;/ 继电器控制端口，用于普通照明sbit SCL =P0A1;/I2C 时钟sbit SDA =P0A2;/I2C 数据sbit DQ= P0A3; / 温度输入口sbit Emergency_lighting_zhong =卩0八5;/ 紧急照明sbit Emergency_lighting_zuo = P0A4;sbit Emergency_lighting_you = P0A6;sbit Pyroelectric = P0A7;/ 热释

44、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 uint16;void UART_Send_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

45、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。#include"MAIN.H"#include"DS18B20.H"#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* 返回值 : 无*/void d

46、elay(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 = 1;while (flag)while (flag)DQ = 1; delay(1);DQ = 0; delay(50); / 550usDQ = 1;delay(6); / 66us flag = DQ;delay(45); / 延时 500us flag = DQ;DQ=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

47、 输入 : 无返回值 : 无* void write_byte(uint8 val) uint8 i;for(i=0; i<8; 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(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, val

48、ue=0;for (i=0; i<8; i+)DQ=1;_nop_();value >>= 1;DQ = 0;nops(); /4usDQ = 1;nops(); /4us if (DQ) value|=0x80;/66usdelay(6);DQ=1;return(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);

49、 /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)读出温度暂放uint8 temp_data2; /uint16 temp;DS18b20_reset(); / 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_data1; temp <<= 8;temp |=

50、 temp_data0; temp >>= 4;return temp;3.2 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 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。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 keyi n

51、djl = P2A0;sbit keyi ndj2 =卩2八1；sbit keyindj3 = P2A2;sbit 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=POP;/片选信号sbit SID=POA1;/数据信号sbit SCLK=P0A2;/时钟信号sbit RST= POA3;/复位信号sbit CH= P0A4;/并行、串行选择信/DS1302控制端口定义sbit SCK =P1A0;sbit SDA =

52、P1A1;sbit RST_DS = P1A2;/ 八位及十六位变量定义 typedef unsigned char uint8; typedef unsigned int uint16;#endif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。4.1 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