及早期烟雾报警系统的设计思路是在火灾发生初期就提出火灾警报，从而引起人们的注意，及早发现火灾源并采取相应的措施，将损失降低到最小。及早期烟雾报警系统的发展经历了三个阶段，第一代的极早期烟雾报警器采用的是以氙气光灯作为探测光源；第二代的极早期烟雾报警器采用的是以红外激光装置作为探测光源；第三代的极早期烟雾报警器采用的是以短波长蓝光作为探测光源。以氙气光灯作为探测光源，可以观察到大小不同的各种颗粒，灵敏度极高，程序编写简单，但是维修成本高，氙气管需要定期更换，而且更换价格也比较昂贵。以红外激光装置作为探测光源，维修成本降低，且不需要经常进行维修，弥补了第一代的缺点，然而却不能探测微小颗粒，需要有专门的软件对其进行编程，设计比较繁琐。以短波长蓝光作为探测光源，拥有前两代探测光源的优点，能区分灰尘和燃烧产物，且编程简单易于操作。及早期烟雾报警系统采用的是吸气式的烟雾探测器，可以主动探测周围空气的烟雾浓度，通过探测装置内部的小型抽气泵，将检测范围之内的空气通过采样管采集进入到探测器内，通过过滤装置将灰尘等滤掉，进入到探测器的分析装置，通过对空气中燃烧产物的分析，确定此时空气中具体的烟雾浓度，与事先设置好的阈值比较，从而给出正确的烟雾显示。

列车车厢内采用及早期烟雾报警系统的优势主要有：

（1）及早预警灾情和探测烟雾浓度广。主动型吸气式烟雾报警器可以主动探测周围空气的浓度，比传统式烟雾报警系统的灵敏度高很多，除此之外，吸气式烟雾报警系统的稳定性高，产生误报率的可能性低，可以尽快探测到车厢内的火灾险情，还可以通过分析燃烧产物的颗粒，确定此时空气中的烟雾浓度，从而及早作出警示。

（2）实现火灾多级预警。及早期烟雾报警系统的灵敏度极高，所以很大程度上可以实现对灾情的多级报警，根据探测器内部的分析装置，给出正确的烟雾浓度显示，从而提供多级预警。而且，烟雾报警器设置的烟雾浓度阈值可以预先设置，也可以根据不同环境、不同情况进行手动控制。

（3）系统设计更加灵活。因为吸气式烟雾探测器是通过采样管将空气采集送入探测器的分析装置，所以我们可以通过控制采样管来探测车厢内各个部分的烟雾浓度，从而更好的探测车厢内烟雾浓度，做到预警功能。

1.3 国内外研究现状与发展趋势

1.3.1 国内外研究现状

1.3.2 发展趋势

1.4 论文主要工作与内容安排

本文设计了一个基于单片机的列车车厢烟雾报警系统，采用的是80C51单片机，在此过程中，需要了解烟雾报警系统的组成结构、工作原理、模块系统等，通过硬件设计、软件编程实现烟雾报警功能，并进行程序调试，流程如下[4]：

第一步：综合分析烟雾报警器系统的组成和工作原理，选择合适的单片机，数模转换器，晶体管组成烟雾报警系统各模块电路，并查清楚各个元件的引脚功能和连接方式；

第二步：硬件设计，本文以80C51单片机为中央处理器，设计烟雾传感器硬件电路，使其功能充分完善。硬件电路包括烟雾采集电路，前置放大器电路，单片机处理电路，液晶显示电路，驱动电路五部分电路。

第三步：软件编程，按照综合分析烟雾报警器的结果实现需要完成的功能，分为主程序和各部分子程序，分别为初始化子程序、键盘处理子程序、数码管浓度显示子程序、报警阈值设置子程序、CLK振荡信号子程序。

第四步：系统调试，烟雾报警系统软硬件设计完成之后要进行调试，运行处正确的结果，出错时要搞清楚出错的原因并加以解决，做出最后的结果。