畢業設計火災自動報警系統設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 適 合 適 合 總之，探測器選擇應根據實際環境情況選擇合適的探測器，以達到及時、準確報警的目的。 火災探測器的設置 (1) 探測區域內每個房間至少應布置一只火災探測器。 (2) 感煙探測器、感溫探測器的保護面積和保護半徑應該滿足表 的規定。 表 感煙、感溫探測器的保護面積和保護半 徑 [4] 火災探測器 地面面積 房間高度 h(m) 一只探測器的保護面積 A 和保護半徑 R 房 間 坡 度 θ θ≤ 15176。 15176。 θ＞ 第 8 頁 共 49 頁 8 的 種 類 S（ m2） ＜θ≤ 3176。 30176。 A （ m2） R (m) A (m2) R (m) A (m2) R (m) 感煙探 測 器 S≤ 80 h≤ 12 80 6.7 80 7.2 80 8.0 S＞ 80 6＜ h≤12 80 6.7 100 8.0 120 9.9 h≤ 6 60 5.8 80 7.2 100 9.0 感溫探 測 器 S≤ 30 h≤ 8 30 4.4 30 4.9 30 5.5 S＞ 30 h≤ 8 20 3.6 30 4.9 40 6.3 (3) 一個探測區域內所需設置的探測器數量，應由下式計算： N ASK? ? ()式中： N— 一個探測區域所需設置的探測器數量 (只 )， N? 1(取整數 )； S— 一個探測區域的面積 (m2)。 A— 一個探測器的保護面積； K— 修正系數，重點保護建筑 K 取 ～ ，普通保護建筑 K 取 。 (4) 在寬度小于 3m 以內的走廊頂棚上設置探測器時宜居中布置。感溫探測器的安裝間距 L 不應超過 10m，感煙探測器的安裝間距 L 不應超過 15m，探測器至端墻的距離不應大于探測器間距的 1/2。 (5) 探測器至墻壁、梁的水平距離不應小于 ，并且探測器的周圍 內不應有遮擋物。 (6) 房間被書架、隔斷、設備等分隔且至頂棚或梁的距離小于房間凈高 5％時，則每個被格開的部分至少安裝一只探測器。 (7) 探測器宜水平安裝，如必須傾斜安裝時，傾斜角不應大于 45 。當屋頂坡度θ大于 45 時，應加木臺或 類似方法安裝探測器。 第 9 頁 共 49 頁 9 火災探測器的原理和原理圖 火災探測與報警是火災監控系統的基礎和核心 ,主要實現火災參數的檢測和數據處理 ,為消防控制系統提供相關的輸入信息 ,燃燒伴隨有煙、光、熱的現象 ,高溫 ,高熱、強光、強輻射等便成為火災的基本特征 [2 ] 。火災探測就是基于以上基本特征 ,獲取火災發生初期的信息 ,把這種信息轉化為電信號進行處理 ,目前火災探測器主要有感煙式、感溫式和感光式 (火焰探測式 ) 三大類 ,分別基于火災的溫度、產生的煙氣、火焰光譜特征。為了提高報警準確性減少誤報 ,在此基礎上出現了感煙、感溫和感光相 結合的復合式探測器。除此之外 ,近年來還出現了圖象式和空氣采樣式火災探測器。圖象式探測器通過攝象采集監控區域的光輻射圖象 ,然后通過圖象識別技術判斷火災的發生 ,具有較強的識別和抗干擾能力。空氣采樣式探測器則通過對空氣粒子的采集 ,分析特定粒徑粒子的濃度來判斷火災的發生 ,大大提高了探測器的靈敏度 ,解決了期火災預報困難的問題，為大家的生命和財產做了保證。 其原理框圖如圖 所示。 圖 1 探測器框圖 放大器 采樣保持模塊 Ad 模塊 火警處理模塊 通信模塊 數據存儲模塊 指示燈 溫度探測模塊 第 10 頁 共 49 頁 10 火災探測器的方法 對火災的探測是以物質在燃燒過程 中產生的各種現象為依據的，并應以早期發現火災為前提。因為火災的早期發現，是充分發揮措施、減少火災損失、保護生命財產的重要條件。 火災探測方法從原理上可分為：溫度探測法、空氣離化法、火焰檢測法及可燃氣體檢測法。目前使用得較多的火災探測器有感溫式、感煙式、感光式、可燃性氣體探測式及多鑒式等類型，而在每種類型中又可分為不同的形式。在實際使用時，可根據不同的防火場所去選擇合適的方法，以發揮火災探測器的效能，有效地探測火災，從而實現早期發現火災、早期報警的目的。 火災報警控制器的分類 火災報警控制器種類繁 多，根據不同的方法可分成不同的類別。 1．感煙式火災報警控制器 2．感光式火災報警控制器 3．感溫式火災報警控制器 火災報警控制器的工作原理 控制器把火災探測器傳來的信號進行處理、報警。從原理上講無論是區域報警控制器還時集中報警控制器都遵循同一工作模式，即收集探測信號－輸入單元－自動監控單元－輸出單元。工作原理如圖所示。 圖 2 控制器的工作原理圖 探測源回路 鍵盤 輸入 轉換 輸入控制接口單元 時鐘顯示單元 自動監控單元 輸出控制接口單元 聲光報警 單元 報警信息中斷 第 11 頁 共 49 頁 11 第三章 設計方案的論證 及 硬件設計 本設計 火災報警器溫控系統主要采用 AT89C52 作為微處理器， 選 用 PT100 作為溫度傳感器 本文設計的“ 火災報警器溫控系統 ”系統工作電源為正負 5V，主要功能是通過對現場探測器的實時檢測，來控制消防減災設備和滅火設備。通過系統硬件部分的電源電路、信號輸出電路、前端控制電路、數模轉換電路、單片機及其周邊電路和顯示電路，軟件部分程序對采樣到的數據進行處理，當溫度達到一定數值時實現火災自動檢測、報警等控制功能。 采用了 ICL7135 芯片作為測溫電路與單片機的轉換通道。報警顯示部分采用發光二極管 和蜂鳴器 。 系統接線少，價格低廉，工程布線靈活性，安裝調試簡便，效率高，抗干擾能力強，而且對 遠程開關的功耗、線阻、壓降等等一些指標要求低 ,針對設計的應用環境及各種探測器的特點，本設計用的是選感溫火災探測器。電氣連接簡單，工程調試方便，價格低廉，但性能可靠，信價比較高。 系統元件的選擇 及元件特點 單片機的選擇 單片機是本方案的靈魂，所以我們選擇是需要慎之又慎，下面我們來拿 8031 和AT89C51 與 AT89c52 做一下比較。 8031 片內不帶程序存儲器 ROM，使用時用戶需外接程序存儲器和一片邏輯電路 373，外接的程序存儲器多為 EPROM 的 2764 系列。用戶若想對寫入到 EPROM 中的程序進行 修改，必須先用一種特殊的紫外線燈將其照射擦除，之后再可寫入。寫入到外接程序存儲器的程序代碼沒有什么保密性可言。 由于上述類型的單片機應用的早，影響很大，已成為事實上的工業標準。后來很多芯片廠商以各種方式與 Intel 公司合作，也推出了同類型的單片機，如同一種單片機的多個版本一樣，雖都在不斷的改變制造工藝，但內核卻一樣，也就是說這類單片機指令系統完全兼容，絕大多數管腳也兼容；在使用上基本可以直接互換。我們統稱這些與 8051內核相同的單片機為 51 系列單片機 。 在眾多的 51系列單片機中，要算 ATMEL 公司的 AT89C51 更實用，因他不但和 8051指令、管腳完全兼容，而且其片內的 4K 程序存儲器是 FLASH 工藝的，這種工藝的存儲器用戶可以用電的方式瞬間擦除、改寫，一般專為 ATMEL AT89Cx 做的編程器均帶有這些功能。顯而易見，這種單片機對開發設備的要求很低，開發時間也大大縮短。寫入單片機內的程序還可以進行加密，這又很好地保護了你的勞動成果。而且 AT89C51 目前的售價比 8031 還低，市場供應也很充足。 單對 AT89C51 來說，在實際電路中可以直接互換 8051 和 8751，替換 8031 只是第31腳有區別， 8031 因內部沒有 ROM， 31腳需接地（ GND），單片機在啟動后就到外面程 第 12 頁 共 49 頁 12 序存儲器讀取指令；而 8051/8751/89c51 因內部有程序存儲器， 31 腳接高電平（ Vcc），單片機啟動后直接在內部讀取指令。也就是 51 芯片的 31 腳控制著單片機程序從內部讀取還是從外部讀取， 31 腳接電源，程序從內部讀取， 31 腳接地，程序從外部讀取，其他無須改動。另外， AT89C51 替換 8031 后因不用外存儲器，不必安裝原電路的外存儲器和 373 芯片。 AT89C52 與 AT89c51 的區別 : （ 1） 、 RAM 空間增大： AT89C51 有 128 字節的內部 RAM，稱之為 DATA 存儲區。AT89C52 的內部 RAM 擴展為 256 字節，其中高 128 字節，位于從 80H 開始的地址空間中，稱之為 IDATA 存儲區，但 IDATA 區的訪問只能是間接尋址方式。 （ 2） 、內部 FLASH 變大： AT89C51 有 4K 字節的內部 FLASH PERAM，而。 AT89C52 的內部 FLASH PERAM 增加 1倍，達到 8K。 （ 3） 、中斷源增加：在 AT89C52 中 和 還可分別作為定時器 /計數器 2 的外部計數輸入（ ）和（ ），也就是說， 同時可作為定時器 /計數器 T2 的外部計數輸入，和輸出占空比 50% 的時鐘脈沖端口， 同時可作為定時器 /計數器 T2 捕獲 /重新裝載觸發和方向控制端口。故， AT89C52 除了具備 AT89C51 的定時器 /計數器 T0 和定時器 /計數器 T1，還額外增加了一個定時器 /計數器 T2。而定時器 /計數器 T2 的控制和狀態位單獨位于 T2CON、 T2MOD，定時器 /計數器 T2 在 16 位捕獲方式或自動重新裝載方式下的捕獲 /重載寄存器組是（ TCAO2H、 RCAP2L）。 （ 4）． At89c52 價格要略低些性能更優越目前應用更廣泛所以本設計選用 AT89c52單片機 AD 轉換器的選擇 A/D 轉換器的種類很多，就位數來分，有 8 位、 10 位、 12 位、 16 位等。位數越高其分辨率也越高，但價格也越貴， Icl7315 它是一種四位半的雙積分 A/D 轉換器， 較其他轉換器 具有精度高（精度相當于 14 位二進制數）、價格低廉、抗干擾能力強等優點。 溫度傳感的選擇 鉑電阻溫度傳感器較其它溫度傳感器，因其測量范圍大，復現性好，穩定性強等特點而被廣泛應用 模擬開 關 4052 概述、特點 模擬開關介紹與應用 第 13 頁 共 49 頁 13 模擬開關是一種三穩態電路，它可以根據選通端的電平，決定輸 入 端與輸出端的狀態。當選通端處在選通狀態時，輸出端的狀態取決于輸 入 端的狀態；當選通端處于截止狀態時，則不管輸 入 端電平如何，輸出端都呈高阻狀態。模擬開關在電 子設備中主要起接通信號或斷開信號的作用。由于模擬開關具有功耗低、速度快、無機械觸點、體積小和使用壽命長等特點。因而，在自動控制系統和計算機中得到了廣泛應用。 (1)模擬開關的電路組成及工作原理 模擬開關電路由兩個或非門、兩個場效應管及一個非門組成。模擬開 關真值表見表。 模擬開關的工作原理如下 當選通端Ｅ和輸 入 端Ａ同為 1時，則 S2端為０，Ｓ 1端為１，這時ＶＴ 1導通，ＶＴ 2截止，輸出端Ｂ輸出為１，Ａ =Ｂ，相當于輸入端和輸出端接通 當選通Ｅ為 0時，而輸 入 端Ａ為０時，則 S2端為 1， S1 端為０，這時ＶＴ 1截止，VT2導通，輸出端Ｂ為０，Ａ＝Ｂ，也相當于輸人端和輸出端接通。 當選通端Ｅ為０時，這時ＶＴ 1和ＶＴ 2 均為截止狀態，電路輸出呈高阻狀態。 從上