【正文】 標(biāo)報(bào)警信息，通知人們及時(shí)疏散 [9]。可燃物以氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)三種形態(tài)存在，助燃物通常是空氣中的氧氣。在產(chǎn)生氣溶膠的同時(shí)，產(chǎn)生分子較大 (直徑 一 10μm)的液體或固體微粒，稱為煙霧。這些熱量通過可燃物的直接燃燒、熱傳導(dǎo)、熱輻射和熱對(duì)流，使火從起火部位向周圍蔓延，導(dǎo)致了火勢的擴(kuò)大，形成火災(zāi)。明火則是火災(zāi)發(fā)生時(shí)燃燒火焰產(chǎn)生的熱量使液體或固體的表面放出可燃?xì)怏w，并形成擴(kuò)散燃燒，同時(shí)發(fā)出含有紅、紫外線的火焰。起火過程中，起初和陰燃兩個(gè)階段所占的時(shí)間比較長，雖然產(chǎn)生大量的煙霧，但是環(huán)境溫度不太高，若探測器就 10 應(yīng)該從此階段開始進(jìn)行探測，就可以火災(zāi)損失控制在最小限度。火災(zāi)探測器通過對(duì)火災(zāi)發(fā)出的物理、化學(xué)現(xiàn)象 —— 氣（燃燒氣體）、煙（煙霧粒子）、熱（溫度）、光（火焰）的探測，將探測到的火情信號(hào)轉(zhuǎn)化成火警電信號(hào)傳遞給火災(zāi)報(bào)警控制器。如果發(fā)生火災(zāi)，系統(tǒng)以聲光的形式報(bào)警。 (3)異常報(bào)警功能。據(jù)類似本系統(tǒng)的報(bào)警器現(xiàn)場模擬實(shí)驗(yàn)表明 , 本系統(tǒng)安全可靠 , 誤報(bào)率低。 圖 程序流程圖 為了降低誤報(bào)率，系統(tǒng)采用多次采集、多次判斷的方法。感溫型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)就是通過判斷周圍溫度變化而產(chǎn)生響應(yīng)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，再把溫度的變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)以達(dá)到判斷報(bào)警的目的。感煙型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)就是對(duì)空氣中可見或不可見的煙霧粒子進(jìn)行探測，然后將煙霧濃度的變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)來觸發(fā)報(bào)警。根據(jù)感應(yīng)的敏感波長，可以將感光型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)分為對(duì)波長較短的光輻射敏感的紫外報(bào)警系統(tǒng)和對(duì)波長較長的光輻射敏感的紅外報(bào)警系統(tǒng)。當(dāng)有煙霧、高溫、火光產(chǎn)生的時(shí)候，它就改變平時(shí)的正常狀態(tài)，引起電流、電壓或機(jī)械部分發(fā)生變化或位移，再通過放大、傳輸?shù)冗^程發(fā)出警報(bào)聲，有的還能同時(shí)發(fā)出燈光信號(hào)并顯示發(fā)生火災(zāi)的部位、地點(diǎn)。一旦有煙霧竄逃外電離室，干擾了帶電粒子的正常運(yùn)動(dòng)，電流、電壓就有所改變，破壞了內(nèi)外電離室之間的平衡，于是就發(fā)出了信號(hào)。這種探測器采用半導(dǎo)體器件，體積小、價(jià)格低、耐震動(dòng)、壽命長，很有發(fā)展前途。一種是利用某些金屬易熔的特性，在探測器里固定一塊低熔點(diǎn)合金，當(dāng)溫度升到它的熔點(diǎn)（ 70～ 90℃）時(shí)，金屬熔化，借助彈簧的作用力，使觸頭相碰，電路接通，發(fā)出信號(hào)。一種是紅外光輻射探測器。它還可以與自動(dòng)滅火設(shè)備一起組成自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)滅火的“自動(dòng)消防隊(duì)”。電路如圖 31 所示。 AD590 的電源電壓范圍為 4V30V。 AD590 共有 I、 J、 K、 L、 M 五檔，其中 M檔精度最高，在 55℃～+150℃范圍內(nèi)，非線形誤差177。如圖 32 所示 ,當(dāng) TGS202 探測到 CO2或 CO 時(shí) ,傳感器的內(nèi)阻變小 ,VA 迅速上升。 地線（ VSSA， VSSD） ： 芯片內(nèi)部的模擬和數(shù)字電路也使用不同的地線，這兩個(gè)腳最好在引腳焊盤上相連。 電平觸發(fā)放 音（ /PLAYL） ： 此端出現(xiàn)下降沿時(shí)，芯片開始放音。 自動(dòng)增益控制（ AGC） ： AGC 動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)器整前置境益以補(bǔ)償話筒輸入電平的寬幅變化，使得錄制變化很大的音量（從耳語到喧嘩囂聲）時(shí)失真都能保持最小。 喇叭輸出（ SP+、 SP） ： 這對(duì)輸出端能驅(qū)動(dòng) 16Ω 以上的喇叭。 外部時(shí)鐘（ XCLK） ： 此端內(nèi)部有下拉元件，不用時(shí)應(yīng)接地。定義好串行口的工作方式（串行口控制寄存器 SCON字節(jié)地址為 98H，可位尋址），當(dāng)由按鍵輸入或其它需要語音輸出時(shí)，串行口向 CPU 申請(qǐng)中斷，響應(yīng)中斷后， CPU 便可以從串行數(shù)據(jù)中識(shí)別出語音段編號(hào)，輸出語音信號(hào)。 （ 2）外接晶振引腳 XTAL1 和 XTAL2 XTAL1（ 19 腳）：接外部石英晶體的一端。當(dāng)采用外部時(shí)鐘時(shí)，對(duì)于 HMOS 單片機(jī)，該引腳作為外部振蕩信號(hào)的 輸入端。當(dāng)單片機(jī)振蕩器工作時(shí)，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平，就可實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，使單片機(jī)復(fù)位到初始狀態(tài)。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器期間， PESN 信號(hào)將不出現(xiàn)。當(dāng) EA 端保持低電平時(shí)，無論片內(nèi)有無程序存儲(chǔ)器，均只訪問外部程序存儲(chǔ)器。當(dāng)接有外部程序存儲(chǔ)器或擴(kuò)展 I/O 口時(shí)， P0 口為地址 /數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用口。對(duì)于 MCS— 52 子系列單片機(jī)， 和 還有第 2功能： 口用作定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的計(jì)數(shù)脈沖輸入端 T2； 用作定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的外部控制端T2EX。對(duì)于 EPROM 編程和進(jìn)行程序校驗(yàn)時(shí)， P2口接收輸入的 8位地址。 ． 4 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，控制或測量對(duì)象的有關(guān)變量，往往是一些連續(xù)變化的模擬量，如溫度、壓力、流量、位移、速度等物理量。 A／ D 轉(zhuǎn)換器 的分辨率以輸出二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)表示； (2) 轉(zhuǎn)換時(shí)間轉(zhuǎn)換時(shí)間指 A／ D轉(zhuǎn)換器從轉(zhuǎn)換控制信號(hào)到來開始，到輸出端得到穩(wěn)定的數(shù)字信號(hào)所經(jīng)過的時(shí)間。是目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的 8位通用 A/D芯片 . A/D轉(zhuǎn)換電路采用了常用的 8位 8通道數(shù)模轉(zhuǎn)換專用芯片 ADC0809， ADC0809由 8路模擬開頭、地址鎖存與譯碼器、 8位 A/D轉(zhuǎn)換器和三態(tài)輸出鎖存緩沖器組成，芯片引腳圖如圖 35所示 , 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 如圖 36所示。 （ 4）具有鎖存控制的 8路模擬選通開關(guān)。 數(shù)碼管顯示電路 23 ICM7218 是 INTERSIL 公司生產(chǎn)的一種性能價(jià)格比較高的通用 8 位 L ED 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路 , 28 腳雙列封裝 ,是一種多功能 L ED 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)芯片 ,可與多種單片機(jī)接口使用。數(shù)據(jù)接收結(jié)束， ICM7218 在掃描控制電路的控制下，按設(shè)定的譯碼模式，以動(dòng)態(tài)掃描顯示方式向段顯示驅(qū)動(dòng)器和位控驅(qū)動(dòng)器發(fā)出控制信號(hào)，直到下一個(gè)控制字寫入前，不停地進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示工作。電路中的外接石英晶體及電容 C C3 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路，系統(tǒng)的晶振電路如圖 所示。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時(shí)才撤銷復(fù)位信號(hào)，以防電源開關(guān)或電源插頭分合過程中引起的抖動(dòng)而影響復(fù)位。單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位方式有：手動(dòng)按鈕復(fù)位和上電復(fù)位，本設(shè)計(jì)采用的是手動(dòng)按鈕復(fù)位。復(fù)位電路中 SWPB 為手動(dòng)復(fù)位開關(guān)，電容 C1 可避免高頻諧波對(duì)電路的干擾。 芯片的幾個(gè)重要管腳功能如下： ALE： 地址鎖存允許輸入線，高電平有效。 EOC： 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。 由于本設(shè)計(jì)中數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片使用的是 ADC0809，其工作的時(shí)鐘信號(hào)為500KHz， 因 其 內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路 ，時(shí)鐘信號(hào)由外部 80C51 的 ALE 端口提供。 D 觸發(fā)器的特性方程為 n1QD? ? 由于當(dāng) CP=1 時(shí)， D 觸發(fā)器有效； CP=0 時(shí)，觸發(fā)器保持原來狀態(tài)。 ADC0809 通道選通如表 。鎖存允許端LE為高電平時(shí)，輸出端 O0~O7 狀態(tài)與輸入端 D0~D7 狀態(tài)相同；當(dāng) LE 由“ 1”變?yōu)椤?0”時(shí)，數(shù)據(jù)輸入鎖存器中。當(dāng) ALE 端口變?yōu)楦唠娖?，?74LS373 輸出端的低 3位地址存入 A/D 的地址鎖存器中，此地址經(jīng)譯碼選通 8路模擬輸入之一到比較器。當(dāng) 80C51 知道A/D 轉(zhuǎn)換完成后， P20 與讀信號(hào) RD 共同控制下的 A/D 端口 OE電平變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到單片機(jī)上。電路圖如上圖 310所示，運(yùn)算放大器接成電壓放大電路。 光報(bào)警電路 圖 311 光報(bào)警電路 AD 轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào)傳輸給 P0 口，讀取 P0 口的內(nèi)容跟設(shè)定的值進(jìn)行判定，如果大于設(shè)定值， 、 輸出高電平， 輸出低電平，控制紅色發(fā)光二級(jí)管的發(fā)光，實(shí)現(xiàn)光報(bào)警功能 . 如果小于設(shè)定值， 、 輸出高電平， 輸出低電平，控制綠色 發(fā)光二級(jí)管的發(fā)光，說明正常，沒有火災(zāi)發(fā)生。 本系統(tǒng)顯示用的 4 位七段數(shù)碼管由數(shù)碼管專用驅(qū)動(dòng)芯片 ICM7218A 驅(qū)動(dòng)，分別接數(shù)碼管的 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g， DIGIT DIGIT DIGIT DIGIT4 為位選，分別控制 4位數(shù)碼管的亮滅， ID07為數(shù)據(jù)線，接單片機(jī) P0口 .WRITE、 MODE是寫控制位和模式控制位，分別接單片機(jī) 、 。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方面，可以使用結(jié)構(gòu)體和數(shù)組，能夠處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)，可用于實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能 體現(xiàn)高級(jí)語言的優(yōu)勢。目標(biāo)文件可由 LIB51 創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng) C51 連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件 (.ABS)。既使得程序結(jié)構(gòu)清晰，又便于以后進(jìn)一步擴(kuò)展其功能。系統(tǒng)初始化后， 80C51的 為低電平， 、 、 、 為高電平，所以只有綠燈亮，紅燈、黃燈不亮，蜂鳴器不報(bào)警。然后關(guān)閉蜂鳴器，開啟綠燈，設(shè)置報(bào)警限初值。 具體流程是：系統(tǒng)和程序初始化后，驅(qū)動(dòng) ADC0809 的 IN0 對(duì)溫度信號(hào)進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換，單片機(jī)接受轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)，存入寄存器，由 INT1 中斷服務(wù)程序完成；系統(tǒng)延時(shí) 10ms，驅(qū)動(dòng) ADC0809 的 IN1 對(duì)煙霧信號(hào)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完成后存入寄存器。在數(shù)據(jù)采集子程序中，一次溫度煙霧信號(hào)采集延時(shí) 10ms，是讓 ADC0809準(zhǔn)備好進(jìn)行下一次信號(hào)轉(zhuǎn)換。在本設(shè)計(jì)中報(bào)警溫度設(shè)為 57℃ ，煙霧報(bào)警濃度設(shè)為 ％ 英尺 （參照市面銷售的火災(zāi)報(bào)警器溫度煙霧的報(bào)警臨界 值）。 當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)為 00 時(shí)，表示正常， 80C51 的 口變成低電平，綠燈亮； 當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)為 01 或 10 時(shí)，表示異常， 口變?yōu)榈碗娖剑? 口變?yōu)榈碗娖剑S燈亮，蜂鳴器報(bào)警； 當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)為 11 時(shí)，表示發(fā)生火災(zāi)， P24 口變?yōu)榈碗娖剑? 口變?yōu)榈碗娖?，紅燈亮，蜂鳴器報(bào)警。本系統(tǒng)通過設(shè)計(jì)一個(gè)以 80C51 單片機(jī)為核心的火災(zāi)報(bào)警器可以實(shí)現(xiàn)語音報(bào)警、溫度濃度顯示、報(bào) 警限設(shè)置、延時(shí)報(bào)警等功能。 但是也存在不少的不足。 通過這次設(shè)計(jì)，更加深入的理解和掌握了這方面的知識(shí)，對(duì)本專業(yè)的認(rèn)識(shí)也更加深入，使自己對(duì)本專業(yè)更加的熱愛，對(duì)本科階段四年的學(xué)習(xí)做了進(jìn)一步的總結(jié)，更加明確了自己學(xué)習(xí)的目標(biāo)和方向。 Sons， 2020. [5] 陳穎 .基于 C8051F單片機(jī)的火災(zāi)智能報(bào)警控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) . 大連海事大學(xué) ,2020. [6] 于智洋 .淺析智能建筑中火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [J].潛江 :江漢石油科技， 2020，2:62~64. [7] 王釗 .智能型 火災(zāi)報(bào)警 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究：（碩士學(xué)位論文） .西安理工大學(xué)， 2020. [8] 孫健 . 基于 ARM7的電氣火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制器研制：（碩士學(xué)位論文） .浙江大學(xué)， 2020. [9] 雍靜 ,李北海，楊岳 .建筑智能化技術(shù)〔 M〕 .北京 :科學(xué)出版社， 2020. [10] 王忠民 , 郝靜 , 張瑜 .基于單片機(jī)的語音數(shù)字聯(lián)網(wǎng)火災(zāi)報(bào)警器設(shè)計(jì) .西安郵電學(xué)院 . [11] 丁璐，李春華，楊戍 .火災(zāi)探測技術(shù)的分析 [J].煤礦現(xiàn)代化 .2020(4)： 29~ 31. [12] 吳龍標(biāo)，袁宏永 .火災(zāi)探測與控制工程 [M].合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社， ：1~ 20. [13] 范維澄 .中國火災(zāi)科學(xué)基礎(chǔ)研究概況 [J].火災(zāi)科學(xué)， 2020， 6:57~ 62. [14] 繆順兵，熊光明，李永萍，魯霞 .自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究 [J].裝備制造技術(shù) .： 90~ 92. [15] 黃鳳娟 .單片機(jī)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) . 安徽電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)， 2020 年第 1期 . [16] Luck H O. Dedicated detection algorithms for automatic fire detection [C]. International Symposium on Fire Safety Science: Edinburgh UK， 1991. [17] 魏鋒 .論火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展 [J].科學(xué)之友 .:11~ 12. 39 附 錄 1 電路原理圖