【正文】 示及報警子程序 ................................................................29 聯(lián)動消防 ................................................................................30 延時子程序 ............................................................................31 5 總結(jié) ................................................................................................32 全文工作總結(jié) ........................................................................32 系統(tǒng)展望 ................................................................................32 致謝 ....................................................................................................34 參考文獻(xiàn) ............................................................................................35 附錄 ....................................................................................................36 火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計 1 1 緒論 課題背景 火災(zāi)是世界上發(fā)生頻率較高的一種災(zāi)害，幾乎每天都有火災(zāi)發(fā)生。發(fā)達(dá)國家的火災(zāi)較多，死亡人數(shù)卻相對較少，這與發(fā)達(dá)國家的生活水平高以及消防設(shè)施完善有關(guān)。我國火災(zāi)事故相對于發(fā)達(dá)國際而言偏少，但是火災(zāi)帶來的人員和財產(chǎn)損失卻相對很高。 近年來，隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，我國生產(chǎn)力水平 達(dá)到了前所未有的高度?；馂?zāi)也成為我國常發(fā)性和破壞性以及影響力最強(qiáng)的災(zāi)害之一。經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的快速發(fā)展，城市高層、地下建筑以及大型綜合性建筑日益增多，火災(zāi)隱患也大大增加，火災(zāi)發(fā)生的數(shù)量及其造成的損失呈逐年上升趨勢。例如，以高層建筑來說，其都有建筑高、建筑面積大、用電設(shè)備多、供電要求高、人員集中等特點(diǎn)。在這樣的地方場所內(nèi)，各種電氣電子設(shè)備高度集中且處于長期運(yùn)行狀態(tài)，電器設(shè)備過載、過熱、短路的火災(zāi)隱患較多；另外，由于人群的集中，也從客觀上存在著火災(zāi)隱患。一旦發(fā)生火災(zāi)將很難及時救助，勢必給國家和個人帶來不可估量的損 失。 為此，火災(zāi)報警系統(tǒng)就是為了滿足這一需求而研制出來的，并越來越被人們所接受，其自身技術(shù)水平也隨著人們需求的不斷提高，在功能、結(jié)構(gòu)、形式等方面不斷地完善。現(xiàn)在，火災(zāi)自動報警系統(tǒng)已經(jīng)是隨時警惕火災(zāi)、及時報警以及可以達(dá)到可以輸出聯(lián)動滅火型號的忠實(shí)哨兵，是早期報警的有力手段。實(shí)踐證明，設(shè)置先進(jìn)的火災(zāi)報警以及自動滅火系統(tǒng)是自防自救的關(guān)鍵。 現(xiàn)有火災(zāi)自動報警系統(tǒng)比較 隨著傳感器技術(shù)及火災(zāi)特征性研究的發(fā)展，復(fù)合探測技術(shù)逐漸成熟，將來勢必從根本上解決由于特征分析無法辨識火災(zāi)與非火災(zāi)參數(shù)而引起的各種問題。 我國自 1985 年以來，單片機(jī)的開發(fā)和應(yīng)用取得了一定的進(jìn)展，火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計 2 尤其進(jìn)入 90 年代以后，在自動控制、智能儀表、自動測試、家電、通訊領(lǐng)域得到了很好的應(yīng)用，其中用單片機(jī)開發(fā)的火災(zāi)自動報警器就是很好的一例。火災(zāi)自動報警器最初是以晶體管繼電器為分立元件的產(chǎn)品， 80 年代末， 90 年代初隨著微型計算機(jī)的開發(fā)應(yīng)用，出現(xiàn)了以微機(jī)為核心的通用火災(zāi)報警器。它的應(yīng)用使人們對火災(zāi)的控制能力大大增強(qiáng)，使危害大大降低?；馂?zāi)報警器的主要心臟部件就是單片機(jī)，通過它接收來自火災(zāi)探測器的報警信號，經(jīng)過確認(rèn)后，進(jìn)行相應(yīng)的處理?？梢姡瑥男盘柕慕邮仗幚淼綀缶?甚至消防，完全實(shí)現(xiàn)了自動控制，單片機(jī)在其中起到了關(guān)鍵的作用。 傳統(tǒng)火災(zāi)探測技術(shù) 傳統(tǒng)的火災(zāi)探測報警技術(shù)是由火災(zāi)探測器感知現(xiàn)場的某種火災(zāi)參數(shù) (如煙濃度、溫度等 )，當(dāng)被感知的火災(zāi)參數(shù)達(dá)到某個限度值后，火災(zāi)探測器通過一定的方式向火災(zāi)報警控制器發(fā)出火災(zāi)報警信號，火災(zāi)報警控制器收到報警信號后，立即發(fā)出聲光報警。這種信號處理方式的火災(zāi)報警設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中有幾個不足之處： (1)探測器的靈敏度固定，不易改變，這樣在不同場合、不同環(huán)境中使用就不能選擇最佳的火災(zāi)探測靈敏度，選擇高了容易誤報警，選擇低了一旦發(fā)生火 災(zāi)，報警不及時會損失嚴(yán)重。 (2)火災(zāi)探測報警系統(tǒng)缺乏故障的自診斷、自排除能力。火災(zāi)報警系統(tǒng)是長年不間斷運(yùn)行的設(shè)備，要求具有高度可靠的性能。 (3)火災(zāi)報警的判據(jù)單一，對環(huán)境背景的干擾影響無法消除，這樣在一些場合就不能提供準(zhǔn)確的報警。傳統(tǒng)的火災(zāi)探測報警系統(tǒng)的火災(zāi)判據(jù)僅僅是根據(jù)某種火災(zāi)參數(shù)是否達(dá)到某一定值來確定，這一判別工作是在火災(zāi)探測器中由硬件電路實(shí)現(xiàn)的，這樣就有可能由于環(huán)境背景的影響，或火災(zāi)探測器內(nèi)部電路的緩慢漂移，產(chǎn)生誤報。 智能火災(zāi)探測技術(shù) 為了克服傳統(tǒng)火災(zāi)探測技術(shù)的弊病，近年來發(fā)展了智能 型火災(zāi)報警技術(shù)，完全擺脫了傳統(tǒng)的火災(zāi)報警信號處理方式，使得火災(zāi)報警系統(tǒng)的可靠性有較大提高，這種智能分幾個方面： (1)探測智能：采用單片機(jī)作為信號處理芯片，通過對現(xiàn)場的火火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計 3 災(zāi)參數(shù)采集，模 /數(shù)轉(zhuǎn)換，地址編碼，然后傳送給火災(zāi)報警控制器，由火災(zāi)報警控制器中的計算機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算處理，判斷現(xiàn)場是否發(fā)生火災(zāi)，這種信號處理方式將計算機(jī)用于火災(zāi)模式判別，可以根據(jù)火災(zāi)發(fā)生時，火災(zāi)參數(shù)的發(fā)展變化規(guī)律來識別真假火災(zāi)，改變傳統(tǒng)單一的定值判別方式，有利于提高火災(zāi)判別的準(zhǔn)確性。 (2)監(jiān)控智能：在傳統(tǒng)的百家系統(tǒng)中監(jiān)控功能智能由硬件邏輯 電路來完成。不僅增加成本，而且許多系統(tǒng)內(nèi)部的故障都不能報警。采用智能技術(shù)后，系統(tǒng)的正常維護(hù)工作由計算機(jī)自身的軟件完成，周期地運(yùn)行自診斷程序，可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的任何微小的故障，大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性能。 (3)抗干擾智能：由于系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境比較復(fù)雜，有時線路上和環(huán)境空間存在著嚴(yán)重的干擾信號，這些在傳統(tǒng)的報警系統(tǒng)中難以濾除，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行?？垢蓴_智能采用各種消除干擾的軟件技術(shù) (如數(shù)字濾波等 )，把干擾信號限制到最低限度，提高和系統(tǒng)的抗干擾能力。 火災(zāi)報警系統(tǒng)在國內(nèi)的發(fā)展情況 我國火災(zāi)報警系統(tǒng)起步較 發(fā)達(dá)國家晚幾十年，從上世紀(jì) 70 年代我國才開始研制生產(chǎn)火災(zāi)報警系統(tǒng)產(chǎn)品。進(jìn)入 80 年代后，國內(nèi)主要廠家也多是模仿國外產(chǎn)品，或是引進(jìn)國外技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，沒有真正意義上的核心技術(shù)，并且市場也剛剛開始發(fā)育?；馂?zāi)報警產(chǎn)品真正發(fā)展是在 90 年代以后，隨著政府逐漸開放國門，國外企業(yè)開始大量進(jìn)入中國消防市場，帶來先進(jìn)技術(shù)的同時也促進(jìn)了市場的成熟。這時期，我國生產(chǎn)火災(zāi)報警產(chǎn)品的企業(yè)也得到了快速發(fā)展。 也就是說， 我國的火災(zāi)報警器控制系統(tǒng)經(jīng)歷了從無到有、從簡單到復(fù)雜的發(fā)展過程，其智能化程度也越來越高。目前已有多家科研院所和廠家致力于研 發(fā)適合我國消防領(lǐng)域特點(diǎn)的火災(zāi)自動報警監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品，在部分城市建立了火災(zāi)報警監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在消防監(jiān)控和滅火救援方面發(fā)揮了重要作用。雖然我國應(yīng)用自動報警裝置的時間并不長，但是據(jù)不完全統(tǒng)計，準(zhǔn)確報警火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計 4 事例已達(dá)數(shù)千次。資料顯示，凡裝有自動報警系統(tǒng)的建筑物中，當(dāng)火情發(fā)生時，由于能夠及時報警，把火災(zāi)消滅在初期，從而大大減少了火災(zāi)的危害。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，火災(zāi)探測與報警技術(shù)也在不斷提高。作為一門多專業(yè)、多學(xué)科的綜合性火災(zāi)探測與報警技術(shù)，近幾年得到了迅速發(fā)展，已成為人類與火災(zāi)作斗爭的重要手段。 本設(shè)計研究 的主要任務(wù)及意義 本設(shè)計研究的火災(zāi)報警系統(tǒng)，它主要應(yīng)用在賓館、酒店的場合。其中，火災(zāi)報警控制器是一種能接收、顯示和傳遞火災(zāi)報警等信號的報警裝置，它是火災(zāi)報警系統(tǒng)的主要組成部分?；馂?zāi)報警探測器是監(jiān)視周圍環(huán)境狀況的 “感覺器官 ”，而火災(zāi)報警控制器則是系統(tǒng)的 “神經(jīng) ”、 “大腦 ”，是整個系統(tǒng)的核心?；馂?zāi)報警控制器擔(dān)負(fù)著監(jiān)視探測器及系統(tǒng)自身的工作狀況、處理火災(zāi)探測器輸出的報警信號、進(jìn)行聲光報警、指示報警的具體部位、時間及執(zhí)行相應(yīng)的輔助控制等任務(wù)。 研制火災(zāi)報警控制器的目的是為了立足于掌握核心開發(fā)技術(shù)，降低系統(tǒng)成本。 但是，鑒于筆者的知識水平所限，本設(shè)計研究的目的僅限于：能綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論、基本知識、基本技能；分析、解決本專業(yè)實(shí)際問題的能力；全面分析、考慮問題的思維方式、工作方法；計算、繪圖和編寫設(shè)計文件的能力以及實(shí)際工作能力、社會活動能力。當(dāng)然選擇這個課題，是立足于自動化控制的培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)了本專業(yè)工程訓(xùn)練的要求。 自動化專業(yè) 的靈魂是控制，控制的核心思想是反饋，反饋的前提是檢測，《火災(zāi) 報警系統(tǒng)的設(shè)計》這一題目也能反應(yīng)出學(xué)習(xí)的結(jié)晶。 火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計 5 2 系統(tǒng)原理及總體方案設(shè)計 系統(tǒng)原理 火災(zāi)報警系統(tǒng)，一般由火 災(zāi)探測器和控制器組成。其中火災(zāi)探測器是識別火災(zāi)是否發(fā)生的專門儀器，根據(jù)建筑物或?qū)嵉貓鏊囊?，安裝不同類型的火災(zāi)探測器?；馂?zāi)探測器主要分為感煙探測器、感溫探測器和光輻射探測器三大類，其中離子感煙探測器穩(wěn)定性能較好，誤報率低，壽命長等優(yōu)點(diǎn)，在火災(zāi)報警系統(tǒng)中被廣泛使用。此設(shè)計即是從離子感煙探測器出發(fā)進(jìn)行研究的。 火災(zāi) 報警系統(tǒng)如圖 21 所示?，F(xiàn)場火災(zāi)報警器通過對探測器火情信息的檢測，使用智能識別算法實(shí)現(xiàn)對火災(zāi)的監(jiān)測。當(dāng)報警器監(jiān)測到火情信息后，產(chǎn)生聲光報警信號，同時打開聯(lián)動消防裝置。 圖 21 火災(zāi) 報警系統(tǒng)原理圖 離子感煙傳感器 信號調(diào)理電路 采樣比較 信號調(diào)理電路 離子感煙傳感器 采樣比較 采樣比較 采樣比較 離子感煙傳感器 離子感煙傳感器 信號調(diào)理電路 信號調(diào)理電路 災(zāi)火 控制器模塊 聲光報警 顯示記錄 聯(lián)動消防 火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計 6 系統(tǒng)設(shè)計 系統(tǒng)各模塊的設(shè)計 第一，傳感器的設(shè)計。傳感器的作業(yè)環(huán)境是非常關(guān)鍵的一環(huán)，這決定了在具體環(huán)境中傳感器的選型問題。傳感器所要達(dá)到的任務(wù)目標(biāo)必須準(zhǔn)確無誤地反應(yīng)傳感器在規(guī)定的工作環(huán)境中的作用。