【正文】 ......... 22 ....................................................................................................................... 23 第 4章．系統(tǒng)軟件設(shè)計 .......................................................................................................... 24 ............................................................................................................. 24 ......................................................................................................... 24 ......................................................................................................... 26 ............................................................................................... 26 ................................................................................................................ 26 ............................................................................................................. 27 IV ....................................................................................................................... 27 第 5 章．總結(jié)與展望 .............................................................................................................. 28 ....................................................................................................................... 28 ....................................................................................................................... 30 致 謝 ........................................................................................................................................ 32 參 考 文 獻(xiàn) ............................................................................................................................ 33 附 錄 ........................................................................................................................................ 34 基于單片機的火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1 第 1 章 ．緒論 概述 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。火災(zāi)早已成為我國常發(fā)性和破壞性以及影響力最強的災(zāi)害之一 ，對人們的生命財產(chǎn)造成極大的危害。隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快，我國的火災(zāi)發(fā)生次數(shù)、造成的損失呈上升趨勢。 對于火災(zāi)，在我國古代，人們就總結(jié)出 “ 防為上，救次之，戒為下 ” 的經(jīng)驗。于是人們開始尋求一種早期發(fā)現(xiàn)火災(zāi)的方法 ，以便控制和撲滅火災(zāi)，減少損失 。 火災(zāi)報警系統(tǒng)就是為了滿足這一需求的 而研制出來的，它能準(zhǔn)確地判斷火警、預(yù)報火警，從而保障生命和財產(chǎn)安全。 目前國內(nèi)廠家多偏重用于大型倉庫、商場、高級寫字樓、賓館等場所大型火災(zāi)報警系統(tǒng)的研發(fā) , 他們采用集中區(qū)域報警控制方式 , 其系統(tǒng)復(fù)雜、成本較高。而在居民住宅區(qū)、機房、辦公室等小型防火單位 , 需要設(shè)置一種單一或區(qū)域聯(lián)網(wǎng)、廉價實用的火災(zāi)自動探測報警裝置 , 因此 , 研制一種結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉的語音數(shù)字聯(lián)網(wǎng)火災(zāi)報警器是非常必要的。 發(fā)展趨勢 火災(zāi)報警系統(tǒng)從發(fā)展過程來看，大體可分 為三個階段。 第一階段：多線型火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。每個探測器除需要提供兩根電源線外，還需提供一根報警信號線，探測器電源由報警器提供，探測器的信號線均連接到報警顯示盤上，報警時點亮相應(yīng)的指示燈。 第二階段：總線型火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。 此系統(tǒng)已采用微處理器控制，一般有四線制、三線制、二線制，探測器和模塊均采用地址編碼形式，通過總線與控制器實現(xiàn)信號傳送，其探測器的報警形式為開關(guān)量，它的靈敏度在制造時，通過硬件決定，不可調(diào)整，此類系統(tǒng)可進(jìn)行現(xiàn)場編程，并通過各種模塊對各聯(lián)動設(shè)備實行較復(fù)雜的控制，此類系統(tǒng)已具有系統(tǒng)自檢以及對 外圍器件的故障檢驗等功能，但對故障類型不能區(qū)分，目前國內(nèi)生產(chǎn)的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)大多為此類產(chǎn)品，由于此類產(chǎn)品具有報警和控制功能，它的施工、安裝較為方便，且價格較低，已被大量使用。 第三階段：智能型火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。 由于采用了先進(jìn)的計算機控制技術(shù)，智能化程度大大提高，探測器的報警形式采用數(shù)字量，并可通過軟件對基靈敏度根據(jù)使用場合、時間進(jìn)行設(shè)定和調(diào)整，如可設(shè)定白天、夜間、休息日不同靈敏度。對探測器的使用環(huán)境參數(shù)變化較大的場所，靈敏度設(shè)定相對低一些，對環(huán)境較穩(wěn)定或一些重要的場所，靈敏度設(shè)定相對高一些，這一功能可提高 系統(tǒng) 的穩(wěn)定性及可靠性，減少誤報。 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文 2 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 年代才開始研制生產(chǎn)火災(zāi)報警系統(tǒng)產(chǎn)品。 二十多年前，中國的消防報警產(chǎn)品剛剛起步，無論產(chǎn)品技術(shù)含量、產(chǎn)品系列完整性、使用性，還是社會影響程度都是相當(dāng)?shù)偷?。國外的產(chǎn)品和品牌一統(tǒng)天下，占領(lǐng)中國的大部分市場。由于中國的建設(shè)正在飛速發(fā)展，市場大的驚人，可幸的是中國企業(yè)抓住了機遇，頂住了挑戰(zhàn)，先是一批國家的科研院所，后是一批國營企業(yè)、民營企業(yè)，業(yè)內(nèi)也吸引和凝聚一大批國內(nèi)的技術(shù)和管理精英，花了十多年時間，通過幾次產(chǎn)品更新?lián)Q代，就使自己的產(chǎn)品 緊緊跟上了國際水平，并且奪回了大部分國內(nèi)市場，使得現(xiàn)在大多國外產(chǎn)品只有招架之功 。 當(dāng)然目前而言，我們基本占據(jù)的是國內(nèi)市場，對外還剛啟動。中國企業(yè)正虎視眈眈，準(zhǔn)備進(jìn)軍海外市場。 現(xiàn)狀及特點 國外一些較發(fā)達(dá)的國家，具有火災(zāi)預(yù)防、報警、撲救、善后處理等比較完善的消防體系。德、日、美等國家就采用計算機與用戶終端的傳感器或者用戶終端信號采集器相連 ，對火災(zāi)自動報警設(shè)備實時監(jiān)控以及故障遠(yuǎn)程傳輸。 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，部分企業(yè)進(jìn)行了合資生產(chǎn)、技術(shù)合作，取得了不菲的成績，也造就了現(xiàn)今市場上許多有實 力的商家，部分技術(shù)已接近或趕上了國際水平。 消防報警產(chǎn)品是一個系列產(chǎn)品， 由觸發(fā)器件、火災(zāi)警報裝置以及具有其它輔助功能的裝置組成 ， 是物理傳感技術(shù)、自動控制、計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸和管理、智能樓宇等技術(shù)的綜合集成，屬于高新技術(shù)。依托中國多年的基本建設(shè)的發(fā)展，這個行業(yè)也得到發(fā)展，具備了和國外知名企業(yè)抗衡的能力。在目前中國許多冠名以高新技術(shù)的行業(yè)中，中國企業(yè)大多做的是下游的制造和服務(wù)，分取極少一部分的利潤， 像 消防報警產(chǎn)品那樣又擁有自我知識產(chǎn)權(quán)，又擁有大量市場的行業(yè)其實是很少的。 本章小結(jié) 通過以上論述可以看出， 我國火災(zāi)自動報警裝置具有很大發(fā)展空間，而且也越來越受到重視。由此提出了本題目：基于單片機的火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。 基于單片機的火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 3 第 2 章． 火災(zāi)探測器的簡介 火災(zāi)探測器通常又叫做探頭，是我們監(jiān)視保護(hù)區(qū)域發(fā)現(xiàn)火災(zāi)的第一線感覺器官?；馂?zāi)探測器是把火災(zāi)發(fā)生時燃燒所產(chǎn)生的熱量、煙霧、火焰等特性進(jìn)行 “ 感覺 ”， 并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，傳給“大腦” —— 火災(zāi)報警控制器，由它來處理判斷，一旦信號值大于原來設(shè)定的 閾 值，就立即報警，消防控制室立刻啟動其它消防設(shè)施撲救火災(zāi)。嚴(yán)格說來，這種系統(tǒng)還是一個初步智能系統(tǒng)，它的智能是單向性的。它只在控制機中有 智能功能而在探測器中沒有智能功能，而真正的智能系統(tǒng)應(yīng)該是可以根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境自動調(diào)整運行參數(shù)，具有自我學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力等一系列高級功能的系統(tǒng)。盡管目前火災(zāi)探測器的實報與誤報比例在 10:1 以下，但是隨著火災(zāi)自動探測系統(tǒng)應(yīng)用的日益普遍，其絕對數(shù)量不斷增加，經(jīng)常產(chǎn)生誤報會降低自動探測系統(tǒng)的可信度，造成不必要的損失，影響它的應(yīng)用。因此，尋找適當(dāng)?shù)男盘柼幚硭惴ê吞綔y方式一直是火災(zāi)自動探測研究的首要任務(wù)。 火災(zāi)探測器 的分類 物質(zhì)燃燒時會釋放出熱量、光、燃燒氣體、還有懸浮在空氣中較大的分子團、灰燼和未燃燒的物質(zhì)顆粒。 對于普通可燃燒物質(zhì)的表現(xiàn)形式，首先是產(chǎn)生燃燒氣體，然后是煙霧，在氧氣供應(yīng)充分的條件下，才能達(dá)到全部燃燒，產(chǎn)生火焰，并散發(fā)出大量的熱，使環(huán)境溫度升高，起火過程曲線如圖 21所示 ： 圖 21 起火過程曲線 如圖所示，起火過程中，總是前兩個階段所占有的時間比較長，這是燃燒的開始階段。如果要把火災(zāi)損失控制在最小限度，保證人身不受傷亡，那么火災(zāi)的探測器就應(yīng)該從此階段開始進(jìn)行為宜。因為此階段盡管產(chǎn)生了大量的煙霧，充滿建筑內(nèi)的空間，但環(huán)境溫度并不高，尚未蔓延發(fā)展到嚴(yán)重的程度。 l)感溫式火災(zāi) 探測器 ： 火災(zāi)時物質(zhì)的燃燒產(chǎn)生大量的熱量，使周圍溫度發(fā)生變化。感溫式火災(zāi)探測器是對警戒范圍中某一點或某一線路周圍溫度變化時響應(yīng)的火災(zāi)探測器。它是將溫度的變化轉(zhuǎn)換為電信號以達(dá)到報警目的。根據(jù)監(jiān)測溫度參數(shù)的不同，一般陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文 4 用于工業(yè)和民用建筑中的感溫式火災(zāi)探測器有定溫式、差溫式、差定溫式等幾種。感溫探測器對火災(zāi)發(fā)生時溫度參數(shù)的敏感，其關(guān)鍵是由組成探測器核心部件 —— 熱敏元件決定。感溫式火災(zāi)探測器適宜安裝于起火后產(chǎn)生煙霧較小的場所 ， 平時溫度較高的場所不宜安裝感溫式火災(zāi)探測器 。 2)感煙式火災(zāi)探測器 ： 火災(zāi)的起火過程一般都伴有煙 、熱、光三種燃燒產(chǎn)物。在火災(zāi)初期，由于溫度較低，物質(zhì)多處于陰燃階段，所以產(chǎn)生大量煙霧。煙霧是早期火災(zāi)的重要特征之一，感煙式火災(zāi)探測器是能對可見的或不可見的煙霧粒子響應(yīng)的火災(zāi)探測器。它是將探測部位煙霧濃度的變化轉(zhuǎn)換為電信號實現(xiàn)報警目的一種器件。感煙式火災(zāi)探測器有離子感煙式、光電感煙式、激光感煙式等幾種型式。感煙式火災(zāi)探測器適宜安裝在發(fā)生火災(zāi)后產(chǎn)生煙霧較大或容易產(chǎn)生陰燃的場所 ， 它不宜安裝在平時煙霧較大或通風(fēng)速度較快的場所 。 3)感光式火災(zāi)探測器 ： 物質(zhì)燃燒時，在產(chǎn)生煙霧和放出熱量的同時，也產(chǎn)可見或不可見的光輻射。 感光式火災(zāi)探測器又稱火焰探測器，它是用于響應(yīng)火災(zāi)的光特性。即擴散火焰燃燒的光照強度和火焰的閃爍頻率的一種火災(zāi)探測器。據(jù)火焰的光特性，目前使用的火焰探測器有兩種 ： 一種是對波長較短的光輻射敏感的紫外探測器，另一種是對波長較長的光輻射敏感的紅外探測器。紫外火焰探測器是敏感高強度火焰發(fā)射紫外光譜的一種探測器，它使用一種固態(tài)物質(zhì)作為敏感元件，如碳化硅或硝酸鋁，也可使用一種充氣管作為敏感元件。紅外光探測器基本上包括一個過濾裝置和透鏡系統(tǒng)，用來篩除不需要的波長，而將收進(jìn)來的光能聚集在對紅外光敏感的光電管或光敏電阻上。感光 式火災(zāi)探測器宜安裝在有瞬間產(chǎn)生爆炸的場所 ， 如石油、炸藥等化工制造的生產(chǎn)存放場所 。 4）感焰式 圖像 火災(zāi)探測技術(shù)：感焰型火災(zāi)探測器主要檢測明火出現(xiàn)的情況，其核心是采集后圖像的數(shù)字圖像處理部分，利用攝像頭對現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)視，對攝取的視頻信號由圖像采集卡捕捉為數(shù)字圖像并輸入計算機，根據(jù)火災(zāi)的圖像特征進(jìn)行處理分析，達(dá)到探測火災(zāi)是否發(fā)生的目的。 5)可燃?xì)怏w探測器 ： 可燃?xì)怏w探測器是對單一或多種可燃?xì)怏w濃度響應(yīng)的探測器?？扇?xì)怏w探測器有催化型和半導(dǎo)體型兩種類型。催化型可燃?xì)怏w探測器是利用難熔金屬鉑絲加熱后的電阻變化來測定可燃 氣體濃度。當(dāng)可燃?xì)怏w進(jìn)入探測器時，在鉑絲表面引起氧化反應(yīng) (無焰燃燒 )，其產(chǎn)生的熱量使鉑絲的溫度升高，而鉑絲的電