论文题目：基于单片机技术的无线智能报警系统设计
摘要：基于单片机技术,研制了一种新型多功能无线智能消防报警系统。系统在实现传统烟雾报警的同时,使用MQ-2气体敏感元件来实现对一些可燃气体浓度的检测,通过热敏电阻构成温度采集模块,使用火焰传感器,通过捕捉火焰发出的红外线来进行火焰识别与监控。系统对上述四种监测信号进行多信号采集与处理之后发送给单片机。系统通过搭建BP神经网络来进行数据处理,进一步提高报警的准确性。系统在实际测试中达到预期设计目标,体现在当监测参数超过系统预设阀值,系统即进行报警。系统基于LORA无线通信协议,使用433无线模块来进行短距离无线通讯,同时使用GPRS模块来进行远距离传输。系统具备集成度高,通信方式多样化,消防报警功能全,运行功耗低,易于普及和移植的特点,可满足多种场合的烟雾检测、可燃气体浓度报警、温度监控、火焰识别的功能。
关键词：单片机;消防报警;多信号采集;BP神经网络;无线通信
学科专业：安全工程（专业学位）
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究目的和意义
1.3 国内外研究现状
1.3.1 国内报警器发展现状
1.3.2 国外报警器发展现状
1.3.3 报警器发展趋势
1.4 研究内容及主要工作
1.5 论文结构
第2章 无线智能报警系统的设计方案
2.1 无线智能报警系统的概述
2.2 系统总体设计方案与结构
2.3 系统硬件架构设计
2.3.1 独立式无线报警器
2.3.2 集中控制器
2.3.3 监控终端
2.4 系统软件架构设计
2.5 系统功能结构
2.6 系统性能需求分析
2.6.1 报警精度与反应时间要求
2.6.2 可靠性与安全性要求
2.6.3 兼容性与扩展性要求
2.6.4 故障处理要求
2.7 硬件设计平台和程序编辑环境介绍
2.4.1 AD软件简介
2.4.2 KEIL软件简介
2.8 系统应用方案介绍
2.9 本章小结
第3章 系统的硬件电路设计
3.1 电源模块
3.2 单片机的选择以及外围最小系统电路的设计
3.2.1 单片机的选择
3.2.2 单片机外围电路设计
3.3 可燃气体检测模块
3.3.1 MQ-2的工作原理
3.3.2 可燃气体浓度检测模块的电路设计
3.4 红外火焰监控模块
3.4.1 红外火焰传感器的工作原理
3.4.2 红外火焰监控模块的电路设计
3.5 烟雾监控模块
3.5.1 烟雾监控传感器的工作原理
3.5.2 烟雾监控模块的电路设计
3.6 温度监控模块
3.6.1 温度监控模块的工作原理
3.6.2 温度监控模块的电路设计
3.7 声光报警模块
3.7.1 蜂鸣器驱动电路设计
3.7.2 LED驱动电路设计
3.8 无线信号传输模块
3.8.1 433短距离传输模块电路设计
3.8.2 GPRS远距离传输模块电路设计
3.9 本章小结
第4章 系统的软件设计与抗干扰能力
4.1 系统报警逻辑
4.2 人机界面设计
4.3 报警器的干扰源
4.4 报警系统抗干扰措施
4.5 本章小结
第5章 BP神经网络数据分析
5.1 系统BP神经网络搭建
5.1.1 样本数据
5.1.2 BP神经网络架构设计
5.2 数据预处理
5.3 输出数据分析
5.4 输出数据处理
5.5 本章小结
第6章 系统样机的综合调试
6.1 系统测试环境
6.2 系统功能测试
6.2.1 可燃气体浓度检测
6.2.2 火焰监控与识别
6.2.3 烟雾浓度检测
6.2.4 温度采集与监控
6.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录1 独立式无线报警器电路设计原理图
附录2 现场集中控制器电路设计原理图
附录3 无线智能报警系统实物图
附录4 系统报警原始采集数据
附录5 BP神经网络输出数据