第一章 绪 论
1.1 课题来源及背景
火灾和煤气泄漏是世界上发生频率较高的灾害，几乎每天都有火灾或煤气泄漏事件发生，一旦发生火灾和煤气泄露，将对人的生命财产造成极大的危害，于是人们开始寻求一种预先发现灾害的方法，以便控制和扑灭火灾，减少损失，保障生命安全。安保系统就是为了满足这一需求而研制出来的，并越来越被人们所接受，其自身技术水平也随着人们需求的不断提高，在功能、结构、形式等方面不断地完善。 国内外安保系统的现状及发展情况
家用安保系统的发展历程
家用安保系统，从发展过程来看，大体可分为三个阶段:
第一阶段为多线型安保系统，每个探测电路除需提供两根电源线外，还需要提供一根报警信号线，探测电路电源由报警系统提供，探测电路的信号线均连接到报警显示盘上，报警时点 亮相应的指示灯，如日本“日探”公司生产的CPF火灾报警系统。此类系统的功能一般以报警为主，辅以一些简单的联动功能(也为多线制)，如驱动警铃等，其报警器队外围探测电路，无故障检测功能，只会对电源线的断线作出故障反应，安装此类系统比较繁锁，特别是校线工作量较大。
第二阶段为总线型安保系统，已采用微处理器控制。其线制一般为四线制、三线制、二线制。探测电路和模块通过总线与控制器实现信号传送。其探测电路的输出形式为开关量，它的灵敏度在制造时，通过硬件决定，不可调整。此类系统可通过各种模块对各联动设备实行较复杂的控制。此类系统已具有系统自检以及对外围器件的故障检验等功能，但对故障类型不能区分。目前国内生产的火灾自动报警系统大多数为此类产品。由于此类产品具有先进的报警和控制功能施工、安装较为方便，且价格较低，己被大量使用。
第三阶段为智能型安保系统，由于采用了先进的计算机控制技术，传感器输出信号的调理具有智能性，其智能化程度大大提高。探测电路的输出形采用模拟量，并可通过软件对其灵敏度根据使用场合、时间进行设定和调整，可设定白天、夜间、休息日不同灵敏度。对探测电路的使用环境参数变化较大的所，灵敏度设定相对低一些，对环境较稳定或一些重要的场所，灵敏度设定相高一些，这一功能可提高系统的稳定性及可靠性，减少误报。
家用安保系统在国外的发展情况
国外一些较发达的国家，具有火灾及煤气泄漏预防、报警、扑救、善后处理等比较完善的消防体系。政府每年都要拨出大笔资金用于消防设备更新、人员培训以及消防设施维护。德国、日本、美国等国家就采用计算机与用户终端的传感器或者用户终端信号采集器相连，对火灾及煤气泄漏自动报警设备实时监控以及故障远程传输。例如：美国、加拿大、英国、澳大利亚、日本等国家在建设和应用城市火灾及煤气泄漏自动报警监控系统方面均有可供借鉴的成功经验。他们将自动火灾及煤气泄漏报警作为公共报警手段接入监控系统，并有效运行多年，使消防指挥中心能够快速准确判断危害地点、类型，并调度消防部队迅速到达现场，自动报警监控系统在此起到了很大的作用。此外，这些国家在监控系统管理方面比较规范，专门成立一个监控服务机构，该机构的责任是保证火灾及煤气泄漏报警数据通信畅通，为用户服务，对用户负责，同时向消防部队传送可靠的报警信息，而消防部门的主要责任是对此类服务机构进行资质审查及监督管理。这种管理运作方式已经取得了良好的效果。
家用安保系统在国内的发展情况
我国火灾及煤气泄漏报警系统起步较发达国家晚几十年，从上世纪70年代我国才开始研制生产火灾及煤气泄漏报警系统产品。进入80年代后，国内主要厂家也多是模仿国外产品，或是引进国外技术进行生产，没有真正意义上的核心技术，并且市场也刚刚开始发育。火灾及煤气泄漏报警产品真正发展是在90年代以后，随着政府逐渐开放国门，国外企业开始大量进入中国消防市场，带来先进技术的同时也促进了市场的成熟。这时期，我国生产火灾及煤气泄漏报警产品的企业也得到了快速发展，部分企业进行了合资生产、技术合作，取得了不菲的成绩，也造就了现今市场上许多有实力的商家，部分技术已接近或赶上了国际水平。
1.3 课题研究内容及意义
课题研究内容
本文设计的家用安保系统是以AT89C51单片机作为控制中心，接受、处理火灾和煤气泄露探测电路输出的报警信号并进行声音报警，同时执行相应的辅助控制等任务。本论文一共分为四部分介绍。第一部分是绪论；第二部分是系统简介；第三部分是家用安保系统硬件设计，分别介绍传感器电路、A/D转换电路、单片机机控制电路、声音报警控制电路、排
气控制电路，温度显示电路以及小区联动等；第四部分是家用安保系统软件设计，介绍各部分软件流程及整体软件设计；第五部分是结论与展望。
课题研究意义
家用安保系统是将探测与报警并加以控制处理的系统。为了及时发现火灾及煤气泄漏隐患并报警，家庭住宅已采用家用安保报警系统。随着我国经济建设的发展，住宅对火灾报警和煤气泄漏报警系统提出了更高的要求。家用安保系统己成为家庭住宅中必不可少的保安装置。因此，设计简单实用的家用安保系统有着防止和减少火灾危害、保护人身安全和财产安全的重要意义。
第二章 系统方案论证
本次设计的内容是基于单片机的家用安保系统，就是利用传感器对所需要的模拟信号(温度、气体信号)进行采集，并用A/D转换器将其转变成对应的数字信号，再由单片机对其进行处理，并向控制电路发出相应的控制信号(显示与报警等)，同时可用数字键盘设置温度报警和煤气泄露报警等级等。系统方案论证如下：
概述
使用家用安保系统的目的就是及早报告火灾及煤气泄漏的发生，从而迅速有效的控制火灾及煤气泄漏，把损失降到最低。而通常设计的安保系统存在以下问题：
1.安保系统的维护保养和持续性的技术支持是目前最严重的问题，比例分别为31％和27％。而造成上述问题的罪魁祸首就是由于缺乏规范、统一的通讯标准。
2.安保系统误报、漏报现象也是目前主要存在的问题，环境中各种因素，如：静电、灰尘颗粒、气流、杀虫剂、磁场、气温剧烈变化、水蒸气等都会与火灾及煤气泄漏发生时的状况接近，从而使安保设备发生误判而报警。
针对以上这些问题，能够对灾情做出快速、精确探测和有效控制是目前急需解决的问题，所以本课题的目标是：设计一套简单实用、抗干扰能力强、性价比高的家用安保系统。
系统方案分析
根据设计要求，设计的家用安保系统包括探测电路、A/D转换电路、单片机控制电路、显示电路、声音报警电路、键盘电路、排气电路等，下面将对各部分电路进行简单分析。
一、探测电路
探测电路用于对住宅空间内各区域的火灾信号及煤气泄漏信号进行探测，传感器就是能感知环境中此类信号参数的器件，也是构成探测电路的核心器件。探测火灾信号的传感器目前主要有气敏型、感温型、感烟型、感光型、感声型五大类。由于建筑结构和功能的多元化，为了准确、及时地探测火灾，并进行报警，对火灾探测元件提出了更高的要求。选择火灾探元件器时必须充分考虑火灾探测元件的性能、建筑空间形状、火灾特点和可能发生的危险。
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