论文总字数：23287字

摘 要

随着当今社会经济的快速发展，人们的生活水平得到了大幅度地提高，但随之而来的隐患也跟着增加，火灾就是其中的一种，所以防范火灾的工作就显得越来越重要。那么就很有必要来设计一种在功能和使用方面都相对实用的烟雾报警器来满足人们的需求，将隐患及时地消灭掉，让各种损失都大幅度地减小。

本次设计以单片机为控制核心，用MQ-2传感器来检测空气中的烟雾浓度并通过A/D转换器转换为数字信号后输入到单片机，通过单片机来判断烟雾浓度是否超过预定值，若超过预定值则会发出声光报警，并且通过显示屏显示当前浓度，此外，本次设计还安装了GSM模块，报警时该模块会向指定的手机发送短信来实现远程报警。

本次设计的烟雾报警器使用在各个防火地点，是一种高效灵活，经济实惠的报警器，有较高的实用价值。

关键词：单片机 MQ-2传感器 GSM模块 报警器

Design of smoke alarm

Abstract

With the rapid development of social economy,people's living standards have been greatly improved,but the ensuing hidden danger also follow to increase,fire is one of them,So it is more and more important to guard against the fire and it is very necessary to design a practical smoke alarm to meet the needs of the people in the aspect of function and use,to eliminate the hidden danger in time,let all kinds of losses are greatly reduced.

This design with single chip microcomputer as the control core,using MQ-2 sensor to detect the concentration of smoke in the air and through the A/D converter into a digital signal input to the microcontroller,through the MCU to determine whether the smoke concentration exceeds the predetermined value,If more than a predetermined value, the sound and light alarm will be issued and display the current concentration through the display screen,In addition,the design also included the GSM module,When the alarm, the module will send a message to the designated mobile phone.

In short, the design of smoke alarm applied to each place need to guard against the fire,which is a highly efficient and flexible, affordable alarm, there is a high practical value.

Key Words:Singlechip;MQ-2 sensor;GSM module;Alarm

目 录

摘要-------------------------------------------------------------I

ABSTRACT---------------------------------------------------------II

第一章 前言 1

1.1 烟雾报警器的研究背景和意义 1

1.2 烟雾报警器的国内和国外研究现状 2

1.2.1 国内研究现状 2

1.2.2 国外研究现状 2

1.3 烟雾报警器的研究思路 3

第二章 烟雾报警器研究方案的论证 4

2.1 设计原理框图 4

2.2 方案的选择 4

2.2.1 烟雾传感器的选择 4

2.2.2 A/D芯片的选择 5

2.2.3 单片机芯片的选择 6

2.2.4 显示模块的选择 7

2.2.5 GSM模块的选择 7

2.3 系统设计方案的确定 8

第三章 硬件的设计与实现 10

3.1 单片机最小系统的设计 10

3.1.1 晶振电路 10

3.1.2 复位电路 10

3.2 烟雾检测电路与信号处理电路 11

3.3 声光报警电路 11

3.4 显示屏电路 11

3.5 GSM远程报警电路 12

3.5.1 GSM通信模块 12

3.5.2 SIM卡接口电路 13

3.6 系统的整体硬件结构图 14

第四章 软件的实现 15

4.1 编译环境的介绍 15

4.2 系统的软件设计流程 17

4.2.1 系统主程序设计及流程框图 17

4.2.2 主程序初始化流程框图 18

4.2.3 主程序代码 19

4.2.4 AD转换子程序及流程框图 21

4.2.5 LCD1602显示屏显示子程序及流程框图 23

第五章 系统的调试 26

5.1 系统的调试步骤 26

5.2 软硬件的调试 27

5.2.1 软件的调试 27

5.2.2 硬件的调试 27

5.3 系统成功测试的结果 28

第六章 结论和展望 30

6.1 结论 30

6.2 展望 31

参考文献 32

致谢 34

第一章 前言

1.1 烟雾报警器的研究背景和意义

随着社会经济的快速发展，人们的物质生活水平得到了很大的提高，各种先进又方便的高科技产品逐渐进入人们的日常生活中，并且有的产品还成为人们生活不可或缺的一部分，比如说燃气灶，用来加热一日三餐的食物；热水器，用来加热洗澡水。它们的共同之处就在于都要用到火，而火的诞生着标志着人类文明的一大进步。原始社会人们发明用钻木取火，从而用来加热或烘烤生冷的食物，达到烹熟食物和杀菌的主要目的，而且在冬季火也用来取暖。总之，火给人类带来了文明，光明和温暖，是人类不可或缺的生活的一部分^[1]。

但是，任何事物都有两面性，如果火失去了控制，那么就会变成灾难，那就是火灾，尤其在室内（木质材料多的地方），火灾发生的同时还会伴随着大量烟雾的产生。相比于其它灾难，比如地震，海啸等等，火灾是最容易发生的，并且人为因素占大部分^[2]，相信任何人都不愿意看见火变成火灾，但是由于人们的大意和疏忽，比如随地乱扔烟头就会是引发火灾的一大罪魁祸首，然而很多人却不以为然，再加上现代家庭用火用电量的逐渐增加，火灾发生的频率越来越高，火灾不仅会毁坏人们的生活，并且还会给人们的生命造成很大的危险，每年都会有很多好端端的家庭因为火灾而家破人亡。在火灾中，很多人还不是被火吞噬，而是被烟雾所窒息；许多工厂因为火灾造成巨大的经济损失并引发安全事故，这些都给人们的心理和身体造成极大的伤害。所以说，预防火灾的发生已经成为一个刻不容缓的事情，首先，人们在思想上就应该提高警惕，注意保护周围的环境安全，比如不要随地扔烟头，这是对别人也是对自己负责。其次，为了更好的做到防范于未然，比如说在家庭中，人们不可能全天二十四小时注意力都集中在防范火灾发生上面；在大型的工厂中，尤其在生产易燃易爆的工厂中，工人们也不可能同时对所有重要设备都进行安全检查。当火灾发生时，尤其是在可燃物较多的地方，比如建筑室内，当燃烧时都会伴随着烟雾的产生，而且在可燃物燃烧的前期，烟雾就逐渐增多了，只有在燃烧末期时，烟雾才逐渐减少，但等到那个时候发现也晚了，所以，我们要做到未雨绸缪，即刚刚产生烟雾时我们就能被察觉，及时把火灾消灭掉，这时，我们就需要一种设备帮助我们进行全天候的监测，所以，烟雾报警器就应运而生了，并且烟雾报警器具有高效灵活的监测与报警功能，因此得到了广泛的运用。烟雾报警器一般安装在可燃物较集中的地方，当有火情发生时，烟雾便会产生，这时烟雾传感器对烟雾浓度信息的检测，当空气中烟雾浓度超过报警器预先设定的值时，便会自动通过GSM模块向人们远程报警，提醒人们有险情发生了，所以这便是烟雾报警器的优势所在。

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