消防智能疏散指示逃生系統(tǒng)設計說明

1、畢業(yè)設計說明書項目名稱消防智能疏散指示逃生系統(tǒng)設計專 業(yè)機電一體化班 級2010級機電3班學生姓名X X指導教師XXX機械與電子工程系2013年 6月 10日重慶三峽職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）評語及成績專業(yè)班級姓名題目消防智能疏散指示逃生系統(tǒng)設計指導教師評語：簽字：年月日答辯記錄及評語：記錄員：年月日綜合成績：答辯小組組長簽字：系主任簽字：年月日畢業(yè)設計任務書專業(yè)班級姓名題目消防智能疏散指示逃生系統(tǒng)設計內 容本設計是結合光標、語音、頻閃，借助消防報警的火災信息，從聽覺、視覺等感觀上引 導人們正確逃生的消防智能疏散指示逃生系統(tǒng)。本系統(tǒng)主要采用 STC89C51 單片機為主控芯片，集成信號采集、執(zhí)行

2、電路、輔助控制 等模塊組成。信號采集由各種傳感器（光敏傳感器，氣敏傳感器）在不同環(huán)境下進行數(shù)據(jù)采 集通過A/D轉換得到；A/D轉換的數(shù)據(jù)傳給單片機，并由單片機處理和分析，然后作出相應的 執(zhí)行動作。并把信息通過無線發(fā)射器傳送至主控中心。執(zhí)行電路在得到單片機的信號后，作 出相應的動作；輔助控制主要在一些特殊情況（緊急呼叫，緊急火災）下執(zhí)行相應的輔助功 能?；?本 要 求1、本系統(tǒng)能在緊急情況（夜晚斷電、火災等）下通過高亮的藍色led燈組成的逃生引導標志投影在地上和語音提示引導人快速逃離現(xiàn)場；在正常情況下，起到照明燈作用，并能 檢測煙霧等氣體，及時給出警報；2、 熟練掌握用Keil uVision4

3、的編程；3、 完整的電路原理圖和 PCB圖；4、論文不少于1萬字；重 占 研 究 問 題1. 在緊急情況（夜晚斷電、火災等）下通過高亮的藍色led燈組成的逃生引導標志投影在地上和語音提示引導人快速逃離現(xiàn)場；在正常情況下，起到照明燈作用，并能檢測煙霧等氣體，及時給出警報。2. 分機與主機（上位機）的實時數(shù)據(jù)傳輸。3. 各個傳感器模塊的協(xié)調工作問題。4. 整個系統(tǒng)硬件電路和軟件設計問題。起止日期畢業(yè)設計（論文）各階段工作任務完成情況指導教師簽字4.14 4.19收集和查閱與設計相關的資料完成4.20 4.24學習有關的知識，并初步系統(tǒng)的需求分析和設計完成4.25 4.27寫好開題報告完成4.28

4、4.29進一步進行系統(tǒng)分析和設計，同時寫出設計提綱完成4.30 5.2完成元件的采購完成5.3 5.8電路設計完成5.9 5.10電路版的設計制作完成5.11 5.19系統(tǒng)程序的編寫完成5.20 系統(tǒng)安裝和調試過程完成主要技術指標1、本系統(tǒng)的電源最好是 12V2A的供電電源；2、 無線模塊誤差最小的波特率為9600Bps ；3、 最小系統(tǒng)的晶振最好是11.0592MHZ ；4、傳感器模塊輸出信號有數(shù)字量和模擬量；5、 最小系統(tǒng)和各個傳感器模塊工作電壓為5V ；其它 要說 明的 問題無指導教師簽字：年月日年 月 日重慶三峽職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）進度考核表5.265.27 5.29撰寫畢業(yè)設計說

5、明書初稿完成5.29 5.31完成第二次畢業(yè)設計說明書完成6.1 6.3完成第三次畢業(yè)設計說明書完成6.4 6.10完成最終畢業(yè)設計說明書準備畢業(yè)答亠、丄辯完成備注注：本表用于考核學生畢業(yè)設計 （論文）的進度及完成情況，是學生畢業(yè)答辯資格認定和成績評定的依 據(jù)之一。目錄引言-7 -、系統(tǒng)總體設計 -7 -7 -8 -8 -9 -9 -10 -10 -10 -1.1設計背景1.2設計思想1.3系統(tǒng)功能1.4系統(tǒng)總體框圖1.5系統(tǒng)工作原理1.6系統(tǒng)實現(xiàn)方案 、系統(tǒng)硬件設計 2.1 總體模塊2.1.1 單片機控制模塊-10 -2.1.2 照明指示模塊-12 -無線收發(fā)模塊-13 -2.1.4 各種傳

6、感器采集模塊 -14 -2.1.5 輔助輸入模塊模塊 -16 -傳感器模塊輔助芯片 -17 -三、系統(tǒng)軟件設計 -19 -3.1 軟件模塊分析 - 19 -3.2 分機軟件模塊 - 19 -3.2 主機軟件模塊 - 24 -四、系統(tǒng)可靠性設計 - 25 -4.1 系統(tǒng)抗干擾性設計 - 25 -4.1.1 硬件抗干擾措施 - 25 -4.1.2 軟件抗干擾措施 - 25 -4.2 提高元器件的可靠性 - 26 -4.3 容錯技術 - 26 -五、系統(tǒng)調試 - 26 -5.1 整體調試分析 - 26 -5.2 硬件單元電路調試 . - 27 -5.2.1 最小系統(tǒng)板調試 - 27 -5.2.2 傳

7、感器模塊調試 - 27 -5.2.3 無線模塊調試 - 27 -5.3 軟件程序調試 - 27 -5.3.1 軟件系統(tǒng)設置 - 27 -5.3.2 單片機系統(tǒng)軟件調試 - 28 -5.4 調試過程中發(fā)現(xiàn)的問題及解決方法 - 28 -5.5 聯(lián)機調試 - 28 -六 結論 - 29 -參考文獻 - 30 -附錄一 系統(tǒng)原理圖 - 31 -附錄二 系統(tǒng) PCB 圖 - 31 -附錄三 分機的程序 - 32 -致 謝 詞 - 59 -消防智能疏散指示逃生系統(tǒng)設計摘 要： 現(xiàn)代建筑的高層化、大型化、多功能化及復雜化，為消防應急疏散指示逃生 提出了一個新的課題。消防智能疏散指示逃生系統(tǒng)結合光標、語音、頻

8、閃，借助消防報警 的火災信息，從聽覺、視覺等感觀上引導人們正確逃生。本系統(tǒng)主要采用 AT89C51 單片 機為主控芯片，集成信號采集、執(zhí)行電路、輔助控制等模塊組成。信號采集由各種傳感器 （光敏傳感器，氣敏傳感器）在不同環(huán)境下進行數(shù)據(jù)采集通過 A/D 轉換得到； A/D 轉換 的數(shù)據(jù)傳給單片機 ,并由單片機處理和分析 , 然后作出相應的執(zhí)行動作。并把信息通過無線 發(fā)射器傳送至主控中心。執(zhí)行電路在得到單片機的信號后，作出相應的動作；輔助控制主 要在一些特殊情況（緊急呼叫，緊急火災）下執(zhí)行相應的輔助功能 。關鍵詞： 傳感器 A/D 轉換 數(shù)據(jù)無線發(fā)送模塊 單片機引言隨著時代的進步， 經(jīng)濟、科技的迅猛

9、發(fā)展， 生活質量的日益提高及社會老齡化的趨勢， 建筑樓宇不斷追求人性化、舒適化，大量高層特大型建筑，及地下建筑的涌現(xiàn)導致了建筑 物的通道更長、更復雜。現(xiàn)代的建筑已經(jīng)不再是孤立的個體，錯綜復雜的建筑結構，即使 在日常行走中，也需借助于標志指示燈或是指示牌，毋庸說在火災發(fā)生時的混亂局面。煙 在火災發(fā)生時，由于煙霧中有很多二氧化硫、一氧化碳等有毒有害氣體，當人吸入這些氣 體后，會導致人體缺氧、 呼吸困難、 思維遲鈍。 在這種情況下能保持清醒的時間大約為 50 秒左右。加之現(xiàn)代建筑物通道長而復雜，逃生就更困難。消防智能應急疏散指示逃生系統(tǒng) 結合光標、語音、頻閃，借助消防報警的火災信息，從聽覺、視覺等感

10、觀上引導人們正確 逃生。對于消防疏散來說，怎樣在火災發(fā)生時使逃生更安全、更準確、更迅速，正是時代 對建筑防災提出的新課題。消防智能疏散指示逃生系統(tǒng)利用火災報警系統(tǒng)對于逃生系統(tǒng)內 的所有設備進行二十四小時不間斷巡檢工作狀態(tài)，保證設備時刻處于最佳運行狀態(tài)。消防 報警系統(tǒng)聯(lián)動，借助于現(xiàn)場收集到的火警信息，憑借逃生系統(tǒng)的逃生疏散網(wǎng)絡，調整所有 的標志指示燈或光標燈，使整個系統(tǒng)處在最佳的逃生狀態(tài)。消防智能疏散指示逃生系統(tǒng)結合光標、語音、頻閃，借助消防報警的火災信息，從聽 覺、視覺等感觀上引導人們正確逃生。本系統(tǒng)主要采用 HT46 單片機為主控芯片，集成信 號采集、執(zhí)行電路、輔助控制等模塊組成。信號采集由

11、各種傳感器（光敏傳感器，氣敏傳 感器）在不同環(huán)境下進行數(shù)據(jù)采集通過 A/D 轉換得到； A/D 轉換的數(shù)據(jù)傳給單片機 ,并由 單片機處理和分析 ,然后作出相應的執(zhí)行動作。并把信息通過無線發(fā)射器傳送至主控中心。 執(zhí)行電路在得到單片機的信號后，作出相應的動作；輔助控制主要在一些特殊情況（緊急 呼叫，緊急火災）下執(zhí)行相應的輔助功能。本作品根據(jù)在現(xiàn)有的安全設備的不足之上，設計一款消防智能應急疏散指示逃生系統(tǒng) 在緊急情況（夜晚斷電、火災等）下通過高亮的藍色 led 燈組成的逃生引導標志投影在地 上和語音提示引導人快速逃離現(xiàn)場；在正常情況下，起到照明燈作用，并能檢測煙霧等氣 體，及時給出警報。一、系統(tǒng)總體

12、設計1.1 設計背景 目前就現(xiàn)代建筑而言，越來越趨向于高層化、大型化、多功能化及復雜化。單有火災 探測與自動報警系統(tǒng)的設置還不夠完善。我們都意識到了火災報警系統(tǒng)在現(xiàn)代智能建筑中 所起的重要安全保障作用，當前火災報警系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)到了相當?shù)乃?，可以靈敏地探 測到火災，并且具有防災和滅火的功能。但是，隨著人們對自身安全意識的加強。對安全 的關注不再僅僅停留在借助外力的防災和滅火上，除此之外在火災現(xiàn)場，能進行能動的逃 生的恰恰是逃生者本人。然而，火災現(xiàn)場環(huán)境惡劣，煙、霧、火以及逃生者自身的恐慌心 理等眾多因素都有可能在最后一刻使逃生者逃生的機會。但是，如果在火災現(xiàn)場有一套自成一體的火災逃生系統(tǒng)，利

13、用應急疏散標志燈指示燈 指引安全的逃生方向，降低人們的恐慌心理，能動地避開煙、霧、火，就可使逃生者得到 生存的機會。就目前來說，建筑物內的僅僅停留在獨立型應急疏散標志燈作為一個整體輔 助人們逃生缺是一個空白。 日前，上海寶星燈飾電器有限公司 （Shanghai Bao XingLamp & Electric Application Co., Ltd）在新一代 LED 應急標志燈基礎上研制的消防智能應急照明疏散指示逃生系統(tǒng)填補了火災逃生領域的這一空白 。1.2 設計思想 消防智能應急疏散指示逃生系統(tǒng)結合光標、語音、頻閃，借助消防報警的火災信息， 從聽覺、視覺等感觀上引導人們正確逃生。懸掛

14、在樓道頂部起到一燈多功能作用，在正常 情況下起到照明和監(jiān)控的作用，在火災情況下，指示燈投影在地上 領導人快速逃離現(xiàn)場； 在救援中可以快速找到在現(xiàn)場中人員的具體位置，從而減少救援時間；可以根據(jù)各類傳感 器實時監(jiān)控火災報警系統(tǒng)。本作品根據(jù)在現(xiàn)有的安全設備的不足之上，設計一款消防智能應急疏散指示逃生系統(tǒng) 在緊急情況（夜晚斷電、火災等）下通過高亮的藍色 led 燈組成的逃生引導標志投影在地 上和語音提示引導人快速逃離現(xiàn)場；在正常情況下，起到照明燈作用，并能檢測煙霧等氣 體，及時給出警報。1.3 系統(tǒng)功能 本作品根據(jù)在現(xiàn)有的安全設備的不足之上，設計一款消防智能應急疏散指示逃生系統(tǒng) 在緊急情況（夜晚斷電、

15、火災等）下通過高亮的藍色 led 燈組成的逃生引導標志投影在地 上和語音提示引導人快速逃離現(xiàn)場；在正常情況下，起到照明燈作用，并能檢測煙霧等氣 體，及時給出警報。消防智能應急疏散指示逃生系統(tǒng)結合光標、語音、頻閃，借助消防報 警的火災信息，從聽覺、視覺等感觀上引導人們正確逃生。懸掛在樓道頂部起到一燈多功 能作用，在正常情況下起到照明和監(jiān)控的作用，在火災情況下，指示燈投影在地上 領導 人快速逃離現(xiàn)場；在救援中可以快速找到在現(xiàn)場中人員的具體位置，從而減少救援時間； 可以根據(jù)各類傳感器實時監(jiān)控火災報警系統(tǒng)。1.4系統(tǒng)總體框圖圖1.1系統(tǒng)總體匡圖1.5系統(tǒng)工作原理A :無緊急情況下：在沒有例如火災，地震

16、，煤氣泄漏等突發(fā)事件下，本系統(tǒng)處于日常工作模式下：光敏傳感器采集光照強度，A/D轉換將光敏傳感器采集到的模擬量轉換為數(shù)字量，并送到單片機里處理，以區(qū)分白天和夜晚，自動選擇提供照明。氣敏傳感器時時監(jiān)測該區(qū)域氣體中有 害氣體的濃度，將檢測到的信號通過 A/D轉換成數(shù)字量，發(fā)送到單片機處理，當超過閥 值時，便發(fā)出報警。溫度傳感器實際上是系統(tǒng)的擴展功能，采用DS18B20。它可以直接輸出數(shù)字量，供單片機處理，每個溫度傳感器都有唯一的ID號，這樣可以通過NRF401發(fā)送多個溫度值，即省去了大量布線的麻煩又降低了成本，將數(shù)值傳至中央空調處理器方 便對該區(qū)域的整體溫度控制，達到節(jié)約用電的目的（特別適用于企業(yè)

17、）。B：緊急情況下：只是停電的情況下系統(tǒng)自動啟動后備電力，繼續(xù)提供照明不會報警。在遇到災難的情況下，會發(fā)出報警。為了讓人們快速脫離險境（特別是在濃煙的情況下），安全通道引導系統(tǒng)會通過高亮LED組成的逃生標志投影在地面上，并且還通過消防語音提示。使正在 尋找出口的人們快速找到最近的逃生路線。當有人因為火勢太大或者地震造成逃生通道堵 塞而無法逃生時，可通過最近的安全通道緊急按鈕觸發(fā)求救信號，通過單片機控制 NRF401無線發(fā)射器，發(fā)出求救信號和位置坐標，有利于消防員快速找到遇難者，實施救 援。而不必擔心因為火災或者地震等原因造成導線斷裂，求救信號無法發(fā)出。1.6系統(tǒng)實現(xiàn)方案(1) 利用各種傳感器接

18、收需要異常信號，信號的檢測與轉換傳輸。(2) 單片機接收傳感器檢測信號，進行初步處理，如記錄發(fā)生情況的位置，何種報警等等，也可以單片機進行現(xiàn)場報警。(3) 利用無線模塊實現(xiàn)各個分機機與主控計算機的串口通訊。(4) 在主控計算機上接收各個機送來的報警信號，發(fā)出報警信息。二、系統(tǒng)硬件設計2.1總體模塊本系統(tǒng)以AT89C51系統(tǒng)單片機為主控核心，通過信號采集，控制中心，執(zhí)行電路， 輔助控制，四大模塊組成，如圖所示。將現(xiàn)場疏散指示燈具的指示方向和實際環(huán)境結合， 實現(xiàn)避煙、避險動態(tài)逃生，以應對大型公共建筑物人流大、通道復雜等因素。圖2.1總體結構圖單片機控制模塊經(jīng)過比較，作者決定使用常用、廉價的單片機

19、AT89C51作為主控制器。單片機 AT89C51是由ATMEL公司生產(chǎn)的51單片機。簡單介紹如下：AT89C51是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內含4k bytes的可反復擦 寫的只讀程序存儲器(PEROM )和128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM )，器件采 用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，內置功能強大的微型計算機的 AT89C51提供 了高性價比的解決方案。AT89C51是一個低功耗高性能單片機，40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出(I/O )端口，同時內含2個外中斷口，2個

20、16位可編程定時計數(shù)器,2個 全雙工串行通信口，AT89C51可以按照常規(guī)方法進行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲器結合在一起，特別是可反復擦寫的Flash存儲器可有 效地降低開發(fā)成本。AT89C51具有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三種封裝形式，以適應不同產(chǎn)品的需求。AT89C51的引腳圖如下圖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.呂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圖2

22、.2AT89C51芯片的引腳圖VCC :供電電壓。GND :接地。P0 口： P0 口為一個8位漏級開路雙向I/O 口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1 口 的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被 定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行 校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1 口： P1 口是一個內部提供上拉電阻的 8位雙向I/O 口，P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL門電流。P1 口管腳寫入1后，被內部上拉為高，可用作輸入，P1 口被外部下拉為 低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。在

23、 FLASH編程和校驗時，P1 口作為 第八位地址接收。P2 口： P2 口為一個內部上拉電阻的8位雙向I/O 口，P2 口緩沖器可接收，輸出4 個TTL門電流，當P2 口被寫“ 1 ”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因 此作為輸入時，P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內部上拉的緣故。P2 口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2 口輸出地址的高八位。 在給出地址“1 ”時，它利用內部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2 口輸出其特殊功能寄存器的內容。P2 口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號 和控制信號。P3 口： P3

24、 口管腳是8個帶內部上拉電阻的雙向I/O 口，可接收輸出4個TTL門電 流。當P3 口寫入“ 1 ”后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部 下拉為低電平，P3 口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3 口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下所示：P3.0 RXD （串行輸入口）P3.1 TXD （串行輸出口）P3.2 /INT0 （外部中斷 0 ）P3.3 /INT1 （外部中斷 1 ）P3.4 T0 （記時器 0 外部輸入）P3.5 T1 （記時器 1 外部輸入）P3.6 /WR （外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7 /RD （外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）P3 口同時

25、為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。RST ：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG ：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位 字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6 。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定 時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如想禁止 ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器

26、在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN ：外部程序存儲器的選通信號。 在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期 兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN信號將不出現(xiàn)。/EA/VPP :當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH ）， 不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式 1時，/EA將內部鎖定為RESET ；當/EA端 保持高電平時，此間內部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程 電源（ VPP）。2.1.2 照明指示模塊主要用節(jié)能燈和高亮綠色 led 燈組成。節(jié)能燈在正常情況下運行，高亮綠色 l

27、ed 燈在 遇到災難情況下自動啟動。如圖 2.3 :圖 2.3 照明指示模塊圖語音出口標志燈:設置于疏散通道末端出口處。具有語音播放功能，可根據(jù)使用環(huán)境 附之以不同語種的提示音。具有頻閃功能，增強火災中對煙霧的穿透力，實現(xiàn)避煙、避險 疏散。雙向可調標志燈:設置于疏散走道內。具有遠程控制指示方向調整功能，根據(jù)火災煙 霧蔓延走勢，動態(tài)調整疏散指示路徑， ，實現(xiàn)避煙、避險疏散。同時具有頻閃功能。地面導向光流燈:設置于人流密集的主干道內。應急啟動時，形成穩(wěn)定向前滾動的光 帶，是保持視覺連續(xù)的疏散指示標志， 同時具有調整方向功能， 應用時，設置間距為 0.5 米 至 1.5 米之間。2.1.3 無線收發(fā)

28、模塊XL02-232AP1 是 UART 接口半雙工無線傳輸模塊，可以工作在 433MHz 公用頻 段。 本模塊專為用于各種串口設備之間的無線通訊，如電腦，單片機，各種機器設備串 口等，可以直接在原來的有線連接上升級為無線鏈接，無需額外編程，完全兼容有線通訊 串口協(xié)議， XL02-232AP1 的各項參數(shù)如：輸出功率、串口速率、工作頻率、產(chǎn)品 ID 等 相關參數(shù)可以通過軟件設置，客戶如無特別說明模塊默認參數(shù)為 9600 8N1 。300 米傳輸距離工作頻率在 428.8 435.1MHz ，（默認 433.92MHZ ） 可設置 ID ：范圍 0 65535, 默認 ID: 22136串口速率

29、 1.2K-115.2KBPS. （ 默認 9.6KBPS）數(shù)據(jù)格式 8N1XL02-232AP1 的各項參數(shù)如：輸出功率、串口速率、工作頻率、產(chǎn)品 ID 等相關參 數(shù)工作頻率428.5 435.1MHz調制方式FSK發(fā)射功率0dBm /5dBm /10dBm /15dBm（接收靈敏度- 110dBm工作電壓+5V諧波<- 60dBc電氣特性默認 15dBm）雜散 串口速率 認 9.6K）發(fā)射電流< -60dBm1.2k/2.4k/4.8k/9.6k/19.2k/38.4k/57.6k/115.2k（ 默24mA0dBm 、29mA5dBm 、38mA10dBm 、45mA15dB

30、m接收電流16mA接口數(shù)據(jù)格式 8N1 用戶接口電平 TTL工作溫度-30 C 70 C工作濕度10%90% 相對濕度，無冷凝外形尺寸24mm x 40mm參考距離300m（ 天線如用 17.2Cm 導線的話距離可達500m）配置接口通訊協(xié)議接口通訊接口 ：RS232- TTL通訊速率：9600bps通訊格式：1 start bit , 8 data bits , no parity bit , 1 stop bit二.命令寫命令:0xF8數(shù)據(jù)格式：主機發(fā)送：0xF8+ 串口速率+RF發(fā)射功率+ RF頻率高字節(jié)+RF頻率低字節(jié)+ ID 高字節(jié)+ID 低字節(jié)+和校驗字節(jié)參數(shù)范圍：功率RS2320

31、1-頻率ID01- 04 ; 0dbm,5dbm,10dbm,15dbm06 ; 1.2kbps,2.4kbps,4.8kbps,9.6kbps,19.2kbps,38.4kbps428.8MHZ- 435.1MHZ ;0x0000- 0xfbff0x0000- 0xffff各種傳感器采集模塊傳感器是一個從系統(tǒng)接收功率，通常以另一種形式將功率送到第二個系統(tǒng)中的器件。 按照這一定義，可以說傳感器是一種吸收 （提取）、轉換和傳送能量的器件。嚴格地說，應 該區(qū)別檢測和變換這兩個概念。前者只是將被測量轉移到系統(tǒng)中去，而后者從字面上說是 將被測量的種類加以改變。有時，對被測量只進行一次變換還不夠，必須進

32、行第二次、第 三次變換，一直到所希望的能量形式為止。傳感器轉換能量的理論基礎都是利用物理學、 化學等各種現(xiàn)象和效應來進行能量形式的變換。隨著微電子和計算機技術的發(fā)展，傳感器 輸出信號的形式應盡可能是電量。傳感器的組成按其定義一般是由敏感元件、變換元件和測量電路三部分組成。除自源型傳感器外，還需外加輔助電源，用框圖表示，如圖2.7所示。由圖可知，傳感器由以下幾個部分組成：圖2.4傳感器的組成框圖（1 ）敏感元件（預變換器）直接感受被測量（一般為非電量）并將其轉換為與被測量有確定關系的易變成電量（包括電量）的其它量的元件(2 )轉換元件(變換器)它能將其它物理量直接轉換為有確定關系的電量的元件。(

33、3 )測量電路(變換電路)把轉換元件輸出的電信號變?yōu)楸阌谔幚?、顯示、記錄、控 制的可用電信號的電路。測量電路的類型視轉換元件的不同而定經(jīng)常采用的有電橋電路 和其它特殊電路，加高阻抗輸入電路、脈沖電路、振蕩電路等。(4 )輔助電源 供給轉換能量。(5)傳感器模塊主要由光敏傳感器如圖 2.5圖2.5傳感器模塊圖光敏傳感器由AT89C51的P0 口的P0.5作為光敏傳感器模塊的輸出信號端，其光敏2.1.5 輔助輸入模塊模塊 該模塊主要由消防語音提示模塊組成。我們采用 WT588D 語音芯片作為語音模塊核 心。 如圖 2.7 ：圖 2.7 輔助輸入模塊圖WT588D 語音芯片是一款功能強大的可重復擦除

34、燒寫的語音單片機芯片。 WT588D 讓語音芯片不再為控制方式而尋找合適的外圍單片機電路，高度集成的單片機技術足于取 代復雜的外 圍控制 電 路。配套 WT588D VoiceChip 上位機操 作軟件可隨 意更換 WT588D 語音單片機芯片的任何一種控制模式， 把信息下載到 SPI-Flash 上即可。 軟件 操作方式簡潔易懂，撮合了語音組合技術，大大減少了語音編輯的時間。完全支持在線下 載，即便是 WT588D 通電的情況下，一樣可以通過下載器給關聯(lián)的 SPI-Flash 下載信 息，給 WT588D 語音芯片電路復位一下，就能更新到剛下載進來的控制模式支持插入靜 音模式，插入靜音不占用

35、 SPI-Flash內存的容量，一個地址位可插入10ms25min 的 靜音；MP3 控制模式下，完全迎合市場上 MP3 的播放/ 暫停、停止、上一曲、下一曲、音 量+、音量 -等功能；按鍵控制模式下觸發(fā)方式靈活，可隨意設置任意按鍵為脈沖可重復觸發(fā)、脈沖不可重 復觸發(fā)、無效按鍵、電平保持不可循環(huán)、電平保持可循環(huán)、電平非保持可循環(huán)、上一曲不 循環(huán)、下一曲不循環(huán)、上一曲可循環(huán)、下一曲可循環(huán)、音量 +、音量-、播放/ 暫停、停止、 播放/停止等15種觸發(fā)方式，最多可用10個按鍵觸發(fā)控制輸出；3 X 8按鍵組合控制 模式下能以脈沖可重復觸發(fā)的方式觸發(fā) 24 個地址位語音，所觸發(fā)地址位語音可在 0 21

36、9 之間設置；并口控制模式可用 8 個控制端口進行控制，僅限于 WT588D-32L 、 WTW-28P ；一線串口控制模式可通過發(fā)碼端控制語音播放、停止、循環(huán)播放和音量大小， 或者直接觸發(fā) 0219 地址位的任意語音，發(fā)碼速度 600us 2000us ；三線串口控制模式和三線串口控制控制端口擴展輸出模式之間可通過發(fā)碼切換，三線 串口控制模式下， 能控制語音播放、 停止、 循環(huán)播放和音量大小， 或者直接觸發(fā) 0219 地址位的任意語音，三線串口控制控制端口擴展輸出可以擴展輸出 8 位，在兩種模式下 切換，能讓上一個模式的最后一種狀態(tài)保持著進入下一個模式。/D161514DSWID W VP

37、PPPVPVPPOOP01P02VDDPL7CVDD og /RE 莊 TWT588D-18P圖2.8WT588D 語音芯片管腳圖封裝腳引陽標號簡述功 8|1PDOKIP01竝/DATA現(xiàn)三找數(shù)據(jù)輸AU4P02K3/CSK4/CLK/DATA按鍵/三線龍神/F數(shù)抵瑜入嵐VDDVDD6P17BUSY譜音硝戰(zhàn)忙仁號端出訓n7CVDDCVDDVDD電頑調帶腳osaOSCIRC爲蕩輪入腳/RESET/RESET整位込低電珂融朽冊宵如10PWM+/DA 匚卩WM+/DA匚PWM+/DAC育頻轍出算*視切能設置而走11VDD-SPKVDD-SPK音頻亀源諭入腳12PMW-PWM-PWM1咅頻輸出膵J13v

38、ssVSS14 .P13DO5PI-FLA5H通酒嘩輸出腳15P14QSP1 FLASH16Pl 5CS£P卜FLASH通訊片選腳17PlfiCLKSRI-FLASH通訊時忡腳ISVDD-S1MVDD-SIM宦口電源管耀畀圖2.9WT588D 語音芯片管腳功能介紹圖傳感器模塊輔助芯片LN2003也是一個7路反向器電路，即當輸入端為高電平時ULN2003輸出端為低電 平，當輸入端為低電平時ULN2003輸出端為高電平，繼電器得電吸合。如圖 2.10: 功能特點：高電壓輸出50V輸出鉗位二極管輸入兼容各種類型的邏輯電路應用繼電器驅動器1B 178 IJ>C圖2.10 ULN200X

39、 邏輯圖在大型儀器儀表系統(tǒng)中，經(jīng)常要用到伺服電機、步進電機、各種電磁閥、泵等驅動電壓 高且功率較大的器件。ULN2000、ULN2800高壓大電流達林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品就屬 于這類可控大功率器件，由于這類器件功能強、應用范圍語廣。因此，許多公司都生產(chǎn)高壓 大電流達林頓晶體管陣列產(chǎn)品,從而形成了各種系列產(chǎn)品,ULN2000、ULN2800系列就是 美國Texas Instruments公司、美國Sprague公司開發(fā)的高壓大電流達林頓晶體管陣列產(chǎn)品。它們的系列型號分類如表 1所列,生產(chǎn)2000、2800高壓大電流達林頓晶體管陣列 系列產(chǎn)品的公司與型號對照表如表 2所列。在上述系列產(chǎn)品中,ULN

40、2000系列能夠同時驅 動7組高壓大電流負載,ULN2800系列則能夠同時驅動8組高壓大電流負載。美國Texas Instruments公司、美國Sprague公司生產(chǎn)的ULN2003A 由7組達林頓晶體管陣列和相應的電阻網(wǎng)絡以及鉗位二極管網(wǎng)絡構成，具有同時驅動7組負載的能力，為單片雙極型大 功率高速集成電路。以下介紹該電路的構成、性能特征、電參數(shù)以及典型應用。2000、2800高壓大電流達林頓晶體管陣列系列中的其它產(chǎn)品的性能特性與應用可參考 ULN2003A 。ULN2003A 的極限參數(shù)：表2.1項目符號數(shù)值單位最大輸入電壓Vi(max)30V集電極-發(fā)射極電壓Vo(max)50V最大基極

41、輸入電流IB(MAX)25mA輸出電流Io500mA貯存溫度Ts-65 150C結溫Tj175C引線耐焊接溫度TD300C表2.1ul2003的極限參數(shù)表LN2003A型高壓大電流達林頓晶體管陣列電路的輸入脈沖占空比、輸出的路數(shù)與輸 出電流的關系曲線如圖3所示,從圖3可以看出，隨著輸入脈沖的占空比以及輸出路數(shù)的增 加,允許的輸出電流隨之降低，也就是說：電路的輸出路數(shù)的增加將導致電路的驅動能力下 降。圖2.11UL2003 典型電路ULN2003A型高壓大電流達林頓晶體管陣列電路的典型應用電路框圖如圖2.11所示。可以看出，該電路的應用非常簡單。三、系統(tǒng)軟件設計本系統(tǒng)的軟件設計主要是采集每個分機

42、的各種傳感器的報警信號和火災信號，再通過 無線模塊收發(fā)裝置實時把數(shù)據(jù)發(fā)送給總控室的上位機上。3.1軟件模塊分析通過上面分析，決定選用 C51系列單片機作為控制器，那么它的軟件編寫就要按照 單片機語言：C語言或匯編語言來編寫，這里選用執(zhí)行效率高的匯編語言編寫。開發(fā)工具為keil c51 ，它的功能強大，支持c語言和匯編語言的編寫與調試，其軟件模擬I/O 口也會給軟件調試帶來極大的方便。3.2分機軟件模塊本系統(tǒng)的軟件設計的分機主要是采集各種傳感器的報警信號和火災信號，再通過無線 模塊收發(fā)裝置實時把數(shù)據(jù)發(fā)送給總控室的上位機上。分機的程序的主程序為：#ifndef _MAIN_H_#defi ne _

43、MAIN_H_#in clude<reg52.h>#in clude vintrin s.h>/ 端口定義sbit KM1 =P0A0;/ 繼電器控制端口，用于普通照明sbit SCL =P0A1;/I2C 時鐘sbit SDA =P0A2;/I2C 數(shù)據(jù)sbit DQ= P0A3; / 溫度輸入口sbit Emergency_lighting_zhong =卩0八5;/ 緊急照明sbit Emergency_lighting_zuo = P0A4;sbit Emergency_lighting_you = P0A6;sbit Pyroelectric = P0A7;/ 熱釋

44、電信號sbit SOS = P3A2;/ 外部中斷 0 ，用于緊急求教用typedef unsigned char uint8;typedef unsigned int uint16;void UART_Send_Byte(uint8 dat);void delay_ms(uint16 n);#endif各種傳感器采集模塊：主要由光敏傳感器，氣敏傳感器組成。 在遇到災難的情況下，會發(fā)出報警。為了讓人們快速脫離險境(特別是在濃煙的情況 下)，安全通道引導系統(tǒng)會通過高亮 LED 組成的逃生標志投影在地面上，并且還通過消防 語音提示。使正在尋找出口的人們快速找到最近的逃生路線。當有人因為火勢太大或者

45、地 震造成逃生通道堵塞而無法逃生時，可通過最近的安全通道緊急按鈕觸發(fā)求救信號，通過 單片機控制 NRF401 無線發(fā)射器， 發(fā)出求救信號和位置坐標， 有利于消防員快速找到遇難 者，實施救援。而不必擔心因為火災或者地震等原因造成導線斷裂，求救信號無法發(fā)出。#include"MAIN.H"#include"DS18B20.H"#define nops(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); / 定義空指令 /* 名稱 : delay* 功能 : DS18B20 通訊用延時* 輸入 : 無* 返回值 : 無*/void d

46、elay(uint8 n)while (n-);*名稱:DS18b20_reset*功能:18B20復位函數(shù)*輸入: 無*返回值 :無* 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); / 延時 500us flag = DQ;DQ=1;*名稱 : write_byte功能 : 18B20 寫 1 個字節(jié)函數(shù) , 向 1-WIRE 總線上寫一個字節(jié)

47、 輸入 : 無返回值 : 無* 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);/* 名稱 : read_byte* 功能 : 18B20 讀 1 個字節(jié)函數(shù) ,從 1-WIRE 總線上讀取一個字節(jié)* 輸入 : 無* 返回值 : 無 */ 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);/* 名稱 : start_temp_sensor* 功能 : 啟動溫度轉換* 輸入 : 無* 返回值 : 無 * void start_temp_sensor(void)DS18b20_reset();write_byte(0xCC); /發(fā) Skip ROM 命令write_byte(0x44);

49、 /發(fā)轉換命令/* * 名稱 : read_temp* 功能 : 讀出溫度* 輸入 : 無* 返回值 : 無* uint16 read_temp(void)讀出溫度暫放uint8 temp_data2; /uint16 temp;DS18b20_reset(); / 復位write_byte(0xCC); / 發(fā) Skip ROM 命令 write_byte(0xBE); /發(fā)讀命令temp_data0=read_byte();/ 溫度低 8 位temp_data1=read_byte();/ 溫度高 8 位temp = temp_data1; temp <<= 8;temp |=

50、 temp_data0; temp >>= 4;return temp;3.2 主機軟件模塊分機中的各種傳感器 （光敏傳感器，氣敏傳感器）在不同環(huán)境下進行數(shù)據(jù)采集通過 A/D 轉換得到；A/D轉換的數(shù)據(jù)傳給單片機，并由單片機處理和分析，然后作出相應的執(zhí)行動作。 并把信息通過無線發(fā)射器傳送至主控中心。然而主機主要是來監(jiān)控整個樓層的各個分機所 上傳的數(shù)據(jù)進行處理。#ifndef _MAIN_H_#define _MAIN_H_#include<reg52.h>#include<intrins.h>/ 獨立按鍵端口定義以及矩陣按鍵 行 復用 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；/ 蜂鳴器端口定義 sbit REMOVE = P0A5；/LCD12864 串口控制端口定義sbit CS=POP;/片選信號sbit SID=POA1;/數(shù)據(jù)信號sbit SCLK=P0A2;/時鐘信號sbit RST= POA3;/復位信號sbit CH= P0A4;/并行、串行選擇信/DS1302控制端口定義sbit SCK =P1A0;sbit SDA =

52、P1A1;sbit RST_DS = P1A2;/ 八位及十六位變量定義 typedef unsigned char uint8; typedef unsigned int uint16;#endif四、系統(tǒng)可靠性設計消防智能消防智能疏散指示逃生系統(tǒng)系統(tǒng)的報警要求準確無誤，必須是可靠的，因此 可靠性是一個很重要的指標，因此，系統(tǒng)的硬件電路、軟件系統(tǒng)的設計均應圍繞這個中心 進行。4.1 系統(tǒng)抗干擾性設計 小區(qū)安防系統(tǒng)主要進行各層樓道各種突發(fā)事件的報警。信號會受到各種干擾，使系統(tǒng) 不能正常工作。在抗干擾方面，有硬件措施和軟件措施，也有軟硬件結合的措施。硬件抗干擾有效率 高的有優(yōu)點，但是增加系統(tǒng)的投資和設備的體積；軟件抗干擾有投資低的優(yōu)點，但會降低 系統(tǒng)的工作效率。4.1.1 硬件抗干擾措施 干擾的渠道有：供電系統(tǒng)的干擾，過程通道的干擾，空間的干擾等。在印刷電路板設 計時，考慮到電路板