【正文】 I 目 錄 1 引言 選題的意義 ....................................................... 1 國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢 ......................................... 2 研究概況 ....................................................... 2 發(fā)展趨勢 ....................................................... 2 火災(zāi)報警系統(tǒng)的總體方案 ........................................... 2 2 樓宇自動化 樓宇自動化系統(tǒng)簡介 ............................................... 4 樓宇自動化系統(tǒng)的組成與基本功能 ................................... 4 樓宇自動化控制系統(tǒng)的原理 ......................................... 4 樓宇自動化系統(tǒng)設(shè)備的發(fā)展歷史及相關(guān)產(chǎn)品簡介 ....................... 5 3 硬件設(shè)計 溫度氣體信號采集模塊 ............................................. 6 顯示部分方案設(shè)計 ................................................. 6 報警及執(zhí)行部分方案設(shè)計 ........................................... 7 火災(zāi)報警系統(tǒng)主要器件的選擇 ....................................... 7 主控制芯片的選擇 ............................................... 7 采集系統(tǒng)主要器件的選擇 ......................................... 8 液晶顯示模塊的選擇 ............................................ 11 三端穩(wěn)壓器 7805 ............................................... 12 4 火災(zāi)報警系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計 電源部分電路 .................................................... 13 采集部分電路 .................................................... 14 可燃性氣體濃度采集電路 ........................................ 14 溫度采集電路 .................................................. 15 液晶顯示部分電路 ................................................ 16 控制部分電路 .................................................... 18 復(fù)位電路 ...................................................... 18 II 時鐘電路 ...................................................... 18 控制執(zhí)行電路 .................................................. 19 報警電路 ...................................................... 20 火災(zāi)報警器的電路圖 ........................................ 20 5 系統(tǒng)主要程序的設(shè)計 主程序 .......................................................... 21 溫度測量和處理的軟件設(shè)計 ........................................ 22 可燃氣體濃度采集的軟件設(shè)計 ...................................... 26 液晶顯示的軟件設(shè)計 .............................................. 28 6 結(jié)論 .............................................................. 34 參考文獻 ............................................................ 35 附 錄 附錄 A 程序清單 ................................................... 35 附錄 B 火災(zāi)報警器的原理圖 ......................................... 43 附錄 C 火災(zāi)報警器的 PCB 圖 ......................................... 44 1 樓宇自動化系統(tǒng)設(shè)計（火災(zāi)報警器） 1 引言 選題的意義 樓宇自動化系統(tǒng) (BAS)對整個建筑的所有公用機電設(shè)備，包括建筑的中央空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)，進行集中監(jiān)測和遙控來提高建筑的管理水平，降低設(shè)備故障率，減少維護及營運成本。 設(shè)計樓宇自動化系統(tǒng)的主要目的在于將建 筑內(nèi)各種機電設(shè)備的信息進行分析、歸類、處理、判斷，采用最優(yōu)化的控制手段 ,對各系統(tǒng)設(shè)備進行集中監(jiān)控和管理，使各子系統(tǒng)設(shè)備始終處于有條不紊、協(xié)同一致和高效、有序的狀態(tài)下運行，在創(chuàng)造出一個高效、舒適、安全的工作環(huán)境中，降低各系統(tǒng)造價，盡量節(jié)省能耗和日常管理的各項費用，保證系統(tǒng)充分運行，從而提高了智能建筑的高水平的現(xiàn)代化管理和服務(wù)，使投資能得到一個良好的回報。樓宇機電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，作為智能建筑樓宇自動化系統(tǒng)非常重要的一部分，擔(dān)負著對整座大廈內(nèi)機電設(shè)備的集中檢測和控制，保證所有設(shè)備的正常運行，并達到最佳狀態(tài)。 隨著我 國智能建筑（ IB）業(yè)的發(fā)展，高層建筑及建筑群體越來越多，從而也促進消防系統(tǒng)以迅猛的速度向前邁進。在智能建筑的建筑物自動化系統(tǒng)（ BAS）中消防系統(tǒng)是非常重要的一個子系統(tǒng)，擔(dān)負著保障人員及財產(chǎn)安全的重任。該論文設(shè)計了某綜合樓的消防系統(tǒng)，主要是消防系統(tǒng)的感應(yīng)機構(gòu)，即探測器、手動報警按鈕、報警器、警報器、消火栓按鈕等報警系統(tǒng)，和其執(zhí)行機構(gòu)，即消火栓滅火系統(tǒng)、火災(zāi)事故廣播、應(yīng)急照明、疏散指示標志、防排煙系統(tǒng)、防火卷簾門等滅火系統(tǒng)和各種聯(lián)動控制系統(tǒng)的具體設(shè)置和產(chǎn)品選型，并根據(jù)產(chǎn)品報價和具體的產(chǎn)品用量做了該設(shè)計的預(yù)算書。 隨著現(xiàn)代社會的進步，人們的生活水平也在不斷的提高。以往家庭廚房大都是用木材做燃料來做飯，而現(xiàn)在大多數(shù)家庭都改用罐裝煤氣、液化石油氣或者天然氣。但危險也隨著它們而進入了人們的生活，因為罐裝煤氣、液化石油氣和天然氣都是易燃易爆物品，一旦泄露，隨時都可能給人們造成生命和巨大的財產(chǎn)損失。 考慮到大多數(shù)家庭都存在著以上的安全問題，人們就非常需要一套用來預(yù)防事故發(fā)生的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，而火災(zāi)報警系統(tǒng)就是專門為解決這一問題而設(shè)計的。該裝置能時時監(jiān)控你廚房里的溫度和可燃氣體的濃度，當(dāng)檢測到可燃氣體超標時便會啟動報警裝置并同時 開啟排氣扇將可燃性氣體排出去，為家庭的人身和財產(chǎn)安全提供了保障。 2 國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢 研究概況 我國的火災(zāi)自動報警控制系統(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、價格低廉的火災(zāi)報警器是非常必要的。 隨著 電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各類分立電子元器件已及其所構(gòu)成的相關(guān)功能單元已逐漸被功能更強大，性能更穩(wěn)定，使用更方便的集成電路所取代。由集成電路構(gòu)成的各種自動控制，自動測量，自動顯示電路遍及各種電子產(chǎn)品和設(shè)備，單片微型計算機簡稱為單片機，又稱為微控制器，是微型計算機的一個重要分支。單片機是上個世紀70 年代中期發(fā)展起來的一種大規(guī)模集成電路芯片，是集 CPU、 RAM、 ROM、 I/O 接口和中斷系統(tǒng)于同一個硅片的器件。 80 年代以來，單片機發(fā)展迅速，各類新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，出現(xiàn)了許多高性能新型機種，現(xiàn)已成為自動化和各類控制領(lǐng)域的支柱 產(chǎn)業(yè)之一。 發(fā)展趨勢 ，而且在軟件技術(shù)上應(yīng)研究開發(fā)能根據(jù)被監(jiān)測環(huán)境地點的參數(shù)進行有效的危險性判別、分析和提出專家決策方案。同時系統(tǒng)應(yīng)用軟件應(yīng)向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，按統(tǒng)一的格式向外提供監(jiān)測數(shù)據(jù)。 ，應(yīng)盡快尋找一種解決系統(tǒng)兼容性的途徑或制定相應(yīng)的專業(yè)技術(shù)標準，這對促進住宅監(jiān)控技術(shù)發(fā)展和系統(tǒng)的推廣應(yīng)用均具有十分重要的意義。 。 火災(zāi)報警系統(tǒng)的總體方案 本系統(tǒng)包含了六個小的電路塊，其中復(fù)位電路的工作方式是采 用上電自動復(fù)位，用來對整個工作系統(tǒng)做好工作前的準備，一上電就使得中央處理器 CPU 和系統(tǒng)中的其它部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。時鐘電路采用的是12MHZ 的晶振作為系統(tǒng)軟件及硬件調(diào)試的工作時鐘。對于環(huán)境中溫度及氣體濃度，則通過數(shù)字溫度傳感器及可燃性氣體傳感器來獲取。顯示部分采用的是液晶顯示。當(dāng)采集到的氣體濃度超出正常值時， CPU 便啟動報警電路及外部設(shè)備控制執(zhí)行電路， 3 該部分電路主要由蜂鳴器及繼電器構(gòu)成，用來實現(xiàn)對可燃性氣體濃度超標時的報警和排氣工作。系統(tǒng)的總體方案結(jié)構(gòu)原理框圖如圖 所示。 圖 火災(zāi)報警系統(tǒng)總的結(jié)構(gòu)原理框圖 單片機 AT89C52 復(fù)位電路 時鐘電路 LCD 顯示電路 溫度監(jiān)控電路 報警及執(zhí)行電路 氣體監(jiān)控電路 4 2 樓宇自動化 樓宇自動化系統(tǒng)簡介 樓宇自動化系統(tǒng)也叫建筑設(shè)備自動化系統(tǒng) (BuidingAutomationSystem 簡稱 BAS)，是智能建筑不可缺少的一部分，其任務(wù)是對建筑物內(nèi)的能源使用、環(huán)境、交通及安全設(shè)施進行監(jiān)測、控制等，以提供一個既安全可靠，又節(jié)約能源，而且舒適宜人的工作或居住環(huán)境。 樓宇自動化系統(tǒng)的組成與基本功能 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)通常包括暖 通空調(diào)、給排水、供配電、照明、電梯、消防、安全防范等子系統(tǒng)。根據(jù)我國行業(yè)標準， BAS 又可分為設(shè)備運行管理與監(jiān)控子系統(tǒng)和消防與安全防范子系統(tǒng)。一般情況下，這兩個子系統(tǒng)宜一同納入 BAS 考慮，如將消防與安全防范子系統(tǒng)獨立設(shè)置，也應(yīng)與 BAS 監(jiān)控中心建立通信聯(lián)系以便災(zāi)情發(fā)生時，能夠按照約定實現(xiàn)操作權(quán)轉(zhuǎn)移，進行一體化的協(xié)調(diào)控制。 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)的基本功能可以歸納如下： (1)自動監(jiān)視并控制各種機電設(shè)備的起、停，顯示或打印當(dāng)前運轉(zhuǎn)狀態(tài)。 (2)自動檢測、顯示、打印各種機電設(shè)備的運行參數(shù)及其變化趨勢或歷 史數(shù)據(jù)。 (3)根據(jù)外界條件、環(huán)境因素、負載變化情況自動調(diào)節(jié)各種設(shè)備，使之始終運行 于最佳狀態(tài)。 (4)監(jiān)測并及時處理各種意外、突發(fā)事件。 (5)實現(xiàn)對大樓內(nèi)各種機電設(shè)備的統(tǒng)一管理、協(xié)調(diào)控制。 (6)能源管理：水、電、氣等的計量收費、實現(xiàn)能源管理自動化。 (7)設(shè)備管理：包括設(shè)備檔案、設(shè)備運行報表和設(shè)備維修管理等。 樓宇自動化控制系統(tǒng)的原理 樓控系統(tǒng)采用的是基于現(xiàn)代控制理論的集散型計算機控制系統(tǒng)，也稱分布式控制系統(tǒng) (Distributedcontro systems 簡 稱 DCS)。它的特征是 “集中管理分散控制 ”，即用分布在現(xiàn)場被控設(shè)備處的微型計算機控制裝置 (DDC)完成被控設(shè)備的實時檢測和控制任務(wù)，克服了計算機集中控制帶來的危險性高度集中的不足和常規(guī)儀表控制功能單一的局限性。安裝于中央控制室的中央管理計算機具有 CRT 顯示、打印輸出、豐富的軟件管理和很強的數(shù)字通信功能，能完成集中操作、顯示、報警、打印與優(yōu)化控制等任務(wù)，避免了常規(guī)儀表控制分散后人機聯(lián)系困難、無法統(tǒng)一管理的缺點，保證設(shè)備在最佳狀態(tài)下運行 。 5 樓宇自動化系統(tǒng)設(shè)備的發(fā)展歷史及相關(guān)產(chǎn)品簡介 樓宇設(shè)備自動化系統(tǒng)到目 前為止已經(jīng)歷了四代產(chǎn)品： 第一代： CCMS 中央監(jiān)控系統(tǒng) (20 世紀 70 年代產(chǎn)品 ) BAS 從儀表系統(tǒng)發(fā)展成計算機系統(tǒng)，采用計算機鍵盤和 CRT 構(gòu)成中央站，打印機代替了記錄儀表，散設(shè)于建筑物各處的信息采集站 DGP(連接著傳感器和執(zhí)行器等設(shè)備 )通過總線與中央站連接在一起組成中央監(jiān)控型自動化系統(tǒng)。 DGP 分站的功能只是上傳現(xiàn)場設(shè)備信息，下達中央