【正文】 danger of the fire also increased year by year along with the development of the society. Cruel calamity， it is the people understood that with the increasing of social wealth， the development of social economy， the dangers of fire brings us constantly expanding. He destroyed not only material wealth. But also caused the social anxiety and confusion. Also directly threaten the safety of life， to the soul of people caused great trauma， reduce unnecessary loss for the people. Automatic fire alarm system is to protect people39。在方式，功能，和結(jié)構(gòu)上不斷的完善。 摘 要 全世界幾乎每天都有火災(zāi)發(fā)生。自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)就是為了保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全而發(fā)明的，并且隨著現(xiàn)代技術(shù)水平的不斷提高。具有一定的實(shí)用價(jià)值。隨著社會(huì)主義現(xiàn)代化的發(fā)展，城里的高層建筑，地下商場(chǎng)以及大型的建筑群日益增多。它毀壞的不僅僅是物質(zhì)上的財(cái)富。自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)就是為了保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全而發(fā)明的，并且隨著現(xiàn)代技術(shù)水平的不斷提高，在方式，功能，和結(jié)構(gòu)上不斷的完善。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候報(bào)警設(shè)備發(fā)出報(bào)警信號(hào)，人們就可以以最快的速度抵達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行撲救，來(lái)達(dá)到減輕損失，這就是火災(zāi)報(bào)警的前身。在國(guó)外，如日本“日探”公司最早生產(chǎn)的（ CPF）自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。 2，自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)為總線型。通過(guò)控制器和總線的方式進(jìn)行信號(hào)的傳送。現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)大多數(shù)的自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)是此類(lèi)產(chǎn)品。因?yàn)橄冗M(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)之中，這樣就使自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)有了飛躍的發(fā)展。如果是環(huán)境變化較大的地方，傳感器的靈敏度就要求要低一些。 目前，國(guó)內(nèi)的一些企業(yè)也開(kāi)始重視智能報(bào)警系統(tǒng)的市場(chǎng)，開(kāi)始研制一些早期的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。比最早期的煙霧傳感器的靈敏度高一百倍以上 。在推廣之前還有很多的技術(shù)瓶頸需要解決，毋庸置疑的是未來(lái)的最先進(jìn)的自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)在隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，市場(chǎng)推廣的應(yīng)用和人類(lèi)防火意識(shí)的不斷增強(qiáng)，會(huì)被越來(lái)越多的用戶(hù)所信賴(lài)。自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)能夠根據(jù)溫度，和煙霧的濃度發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，及時(shí)報(bào)警， 如果 這種類(lèi)型的火災(zāi)警報(bào)，隨著時(shí)間的推移，將能夠有效地控制火災(zāi)。在基于 AT89C51作為控制 芯片 ，接受和處理火災(zāi)探測(cè)器輸出信號(hào)，溫度信號(hào)，煙霧濃 度及聲光報(bào)警器 的 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。 2， 系統(tǒng)故障報(bào)警。 4， 火災(zāi)報(bào)警。 5 自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì) 火災(zāi)的特點(diǎn) 火災(zāi)產(chǎn)生需要一定的條件，包括燃燒物、助燃劑和達(dá)到一定的燃點(diǎn)?？扇嘉锶紵话闶窃谕饨绔@得了內(nèi)能是溫度升高達(dá)到了燃點(diǎn)，這時(shí)液體或者固體也會(huì)分解成可燃?xì)怏w (如 CO、 H2 等 )，這些物質(zhì)顆粒懸浮在空中，被成為氣溶膠。根據(jù)大量的火災(zāi)事實(shí)證明，無(wú)明火的燃燒是形成火災(zāi)的重要原因。在剛開(kāi)始燃燒過(guò)程無(wú)明火所占的時(shí)間比較長(zhǎng)，這時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的煙霧，但是由于燃燒的不夠劇烈，所以溫度也不是很高，如果產(chǎn)生煙霧報(bào)警器就能發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，就能及時(shí)的撲滅火災(zāi)，減小損失。最主要的元件是傳感器和報(bào)警裝置。 由火災(zāi)探測(cè)器、聯(lián)動(dòng)單元和控制器組成了自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，先由傳感器探測(cè)到煙霧，或者是溫度的異常，然后傳遞給單片機(jī)，由 單片機(jī)判斷是否報(bào)警，這個(gè)系統(tǒng)除了有自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警功能以外還能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行自檢，檢測(cè)設(shè)備是否能正常工作。 (3)感光型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng) 感光型報(bào)警系統(tǒng)是根據(jù)火災(zāi)發(fā)生時(shí)火焰產(chǎn)生的 光，還有光閃爍的頻率來(lái)使光感傳感器產(chǎn)生電信號(hào)。 (3)綜合性火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng) 如果對(duì)上述三種報(bào)警系統(tǒng)任意結(jié)合兩種或兩種以上的報(bào)警系統(tǒng)就稱(chēng)之為綜合性的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的可靠性運(yùn)行比較好，可以綜合的探測(cè)火災(zāi)，確保及時(shí)發(fā)出警報(bào)。同樣溫度模塊把溫度傳遞給單片機(jī)，送至顯示部分和報(bào)警部分。這個(gè)系統(tǒng)是以單片機(jī)為核心的控制系統(tǒng)結(jié)合傳感器的溫度測(cè)量設(shè)備，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。如果煙霧濃度大則觸發(fā)報(bào)警電路，開(kāi)始發(fā)出報(bào)警聲音則顯示非正常狀態(tài)，否則這是一個(gè)正常的狀態(tài)。這對(duì)單片機(jī)的要求是計(jì)算速度較快。在保證系統(tǒng)能夠可靠的性能和精確性能的同時(shí)不提高成本，縮小體積。片內(nèi)有八位的中央處理器，和 Flash 存儲(chǔ)單元，可以在各個(gè)系統(tǒng)之中靈活的運(yùn)用。芯片能用常規(guī)方法進(jìn)行編程，同樣也可以在線編寫(xiě)。而就其結(jié)構(gòu)而言，有單一的 A/D 轉(zhuǎn)換器，有內(nèi)含多路開(kāi)關(guān)的 A/D 轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在 0~5V 之間。通過(guò) DI 數(shù)據(jù)輸入端， 能夠很方便的選擇通道。當(dāng)火災(zāi)很大，而且煙霧濃度也比較大的時(shí)候，空氣中的煙霧的微小顆粒比較多，而且當(dāng)無(wú)明火的燃燒會(huì)有更多的含有大顆粒的煙霧。 ③．氣敏式煙霧傳感器 這種傳感器是用于識(shí)別氣體的傳感器。 氣敏式煙霧傳感器的最經(jīng)典的型號(hào)是 MQ2 氣體傳感器。通過(guò)電壓的變化來(lái)表述火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)煙霧離子的微電流變化裝置。本次設(shè)計(jì)是家庭火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。給傳感器一個(gè)預(yù)熱電源（五伏直流電源），但溫度加熱到 200~300℃溫度時(shí)候，空氣中的氧氣被二氧化錫所吸附，氧氣變成負(fù)離子吸附在表面，這樣半導(dǎo)體中的電子就會(huì)減少，從而導(dǎo)電能力減弱，使電阻值增加。 (b)MQ2型 傳 感 器具 有良 好的 重復(fù) 性和 長(zhǎng)期 的穩(wěn) 定性 。 。 (c)加熱電壓： (VH)5177。 (f)響應(yīng)時(shí)間： Tres＜ 10秒 。 B1或 B2為輸出另一端。 C 傳感器元件的封裝是否合適。 根據(jù)以上的這些因素，經(jīng)過(guò)考慮，本次論文溫度傳感器使用的是 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器。 C 本傳感器支持多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的功能，幾個(gè)傳感器可以并聯(lián)在一個(gè)三條線上，能夠?qū)崿F(xiàn)多點(diǎn)測(cè)試功能。 F 可編程的分辨率是 9~12 位，這樣的分辨率分別是 ℃ 、 ℃ 、 ℃和 ℃ ， 這樣就能適應(yīng)需要高精度測(cè)量的場(chǎng)合。 I 負(fù)壓特性：當(dāng)電源的極性不小心接反的時(shí)候芯片不能燒毀，然而芯片也不能正常工作。 當(dāng)火災(zāi)發(fā)生的時(shí)候，煙霧傳感器將煙霧的濃度轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)放大器，把信號(hào)進(jìn)行放大和濾波，把有效信號(hào)傳遞給 A/D 轉(zhuǎn)換器，把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成為數(shù)字信號(hào)，再傳遞給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)將這些數(shù)字信號(hào)進(jìn)行和記憶的數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，分析是否發(fā)生火災(zāi)，然后把濃度轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制送到顯示部分進(jìn)行顯示，發(fā)出聲光報(bào)警。煙霧檢測(cè)器的功能如下： 當(dāng)系統(tǒng)自身發(fā)生故障的時(shí)候能夠自己排查。引腳 XTAL1 是這個(gè)放大器的輸入端子， XTAL2 是這個(gè)放大器的輸出端子。本論文使用的是石英晶體，電容選擇的是三十皮法。復(fù)位是在單片機(jī)啟動(dòng)過(guò)程起作用的，這樣使處理器和系統(tǒng)的每個(gè)部件都處在初始的狀態(tài)，然后開(kāi)始工作。單片的有兩種復(fù)位方式，一種是手動(dòng)按鈕復(fù)位，另一種是上電復(fù)位，這個(gè)論文采用的是手動(dòng)復(fù)位。復(fù)位電路中 S1 為手動(dòng)復(fù)位開(kāi)關(guān) ，電容 C3 可避免高頻諧波對(duì)電路的干擾。本次論文只是用單相一通道，所以單片機(jī)的 P37 口首先個(gè)給轉(zhuǎn)換芯片一個(gè)低電平，激活芯片，然后在給芯片 6 號(hào)引腳一個(gè) 的信號(hào)，選中通道 0。同時(shí)在 4（ 6）腳上輸出的信號(hào)經(jīng) 19 過(guò)放大器和電容的濾波，根據(jù)虛斷可知 0?? ?? ii （ 31） 1310 RR RVV ??? （ 32） 虛短可知 iVVV ?? ?? （ 33）所以1310 RR RVVi ?? 這將傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行了放大，可以增加報(bào)警系統(tǒng)的靈敏度。 圖中當(dāng)單片機(jī)為低電平時(shí)，小燈是亮的 ；高電平時(shí)，小燈滅。八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，按照能顯示八的個(gè)數(shù)可分為一位、兩位、四位等。為了提高單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力，大多選的都是共陽(yáng)極，本論文選擇的也是共陽(yáng)極數(shù)碼管。如 311 圖所示。因?yàn)?C 語(yǔ)言比較簡(jiǎn)練，他是由函數(shù)組成的，設(shè)計(jì)的時(shí)候結(jié)構(gòu)比較分明，幾個(gè)函數(shù)模塊可以分別調(diào)用，當(dāng)調(diào)試程序的時(shí)候，如果出現(xiàn)問(wèn)題更容易排查，改進(jìn)程序的時(shí)候也容易找到相應(yīng)的模塊。這樣使程序有清晰的結(jié)構(gòu)。 本程序是一個(gè)無(wú)線循環(huán)的，它的流程是：當(dāng)系統(tǒng)得電后系統(tǒng)的各個(gè)部分包含單片機(jī)的各個(gè)功能模塊都將進(jìn)行初始化，然后就進(jìn)行火災(zāi) 報(bào)警的數(shù)據(jù)采集的部分，然后開(kāi)始判斷是否有火災(zāi)發(fā)生，最后進(jìn)行報(bào)警程序。先要設(shè)定定時(shí)器的工作方式，在開(kāi)啟中斷系統(tǒng)，用來(lái)響應(yīng)中斷的定時(shí)器，并且及時(shí)對(duì)氣體的濃度進(jìn)行采樣。這時(shí)等待初 始化完成，一般在 15~60us 之間芯片會(huì)給單片機(jī)一個(gè)低電平，但是一般要進(jìn)行時(shí)間限定，防止無(wú)限的等待，進(jìn)入死循環(huán)。把數(shù)據(jù)線拉高。然后讀數(shù)據(jù)線上的狀態(tài)為， 做處理，進(jìn)行延時(shí)，然后重復(fù)上述步驟，直到讀取完成一個(gè)字節(jié)。 （ 2）火災(zāi)判斷與報(bào)警 系統(tǒng)對(duì)煙霧進(jìn)行了兩次測(cè)量然后進(jìn)行比較判斷，每次信號(hào)采集完成之后得到的數(shù)據(jù)和設(shè)定的閥值進(jìn)行比較，當(dāng)溫度大于等于 60℃的時(shí)候，溫度異常， 設(shè)置寄存器的變量是 1，否則是 0；當(dāng)煙霧的濃度大于等于 %時(shí)候，煙霧濃度異常，設(shè)置寄存器的變量是 1，否則是 0，這樣綜合兩次的寄存器的變量就能判斷現(xiàn)場(chǎng)是否有火災(zāi)發(fā)生。 當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)為 01 時(shí)候綠燈亮，表示溫度異常， P14 變?yōu)榈碗娖?，同時(shí) P34 紅色的燈閃爍發(fā)出光 報(bào)警，蜂鳴器報(bào)警。因此，我們可以采取極值平均法進(jìn)行濾波。濾波子程序如圖 49 所示。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。 溫度過(guò)高時(shí) 圖 53 溫度過(guò)高 溫度的設(shè)定值是 30 度，當(dāng)溫度超過(guò) 30 度時(shí)， D3 發(fā)光， D1 閃爍，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警，提示人們有異常情況發(fā)生。 緊急呼叫 圖 56 緊急呼叫 當(dāng)有特殊情況發(fā)生的時(shí)候，火災(zāi)報(bào)警器，有一個(gè)緊急呼叫按鈕，被按下就會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警，及時(shí)沒(méi)有火災(zāi)發(fā)生，也會(huì)報(bào)警。本設(shè)計(jì)拋棄了傳統(tǒng)的 使用單一傳感器探測(cè)報(bào)警，采用了溫度傳感器 DS18B20 和煙霧傳感器 MQ2 相結(jié)合的多傳感器探測(cè)方法，使系統(tǒng)靈敏度高、響應(yīng)時(shí)間短，在火災(zāi)發(fā)生的早期就能準(zhǔn)確的報(bào)警。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，也便于系統(tǒng)的維護(hù)。 由于時(shí)間緊迫和個(gè)人能力有限，本文設(shè)計(jì)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)還存在許多需要完善和作進(jìn)一步研究的問(wèn)題，如： （ 1）火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)判斷的算法有待進(jìn)一步的研究改進(jìn)，應(yīng)用更先進(jìn)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊識(shí)別等智能算法，降低系統(tǒng)的誤報(bào)率，提高靈敏度。但這種情況下提高報(bào)警系統(tǒng)的精確度，降低誤報(bào)率是應(yīng)該考慮研究的主要難題。 （ l） 在很久以前的報(bào)警器的主要的思想是增強(qiáng)報(bào)警的靈敏度，是系 統(tǒng)能很早的發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，還有一種是沒(méi)有發(fā)生明火的時(shí)候就能發(fā)現(xiàn)火災(zāi)。使各個(gè)部分能進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 35 致 謝 光陰荏苒，美好的大學(xué)時(shí)光即將畫(huà)上一個(gè)句號(hào)。 歷時(shí)半年之久的論文寫(xiě)作，終于結(jié)束了。在我沒(méi)能及時(shí)跟老師聯(lián)系，討論論文問(wèn)題的時(shí)候，老師打電話提醒我，給我提出問(wèn)題，讓我及時(shí)改正。感謝你們?cè)谖业膶?xiě)作過(guò)程中幫我查閱文獻(xiàn)資料，給我提出建議，幫我查閱錯(cuò)別字，還要感謝你們陪伴我度過(guò)了最美好的大學(xué)時(shí)光。DXP 電路設(shè)計(jì)教程．電子工業(yè)出版社， 2020． [3] 康華光．電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分．第 4 版，高等教育出版社， 2020． [4] 劉軍．單片機(jī)原理與接口技術(shù)．華東理工大學(xué)出版社， 2020． [5] 賴(lài)壽宏．微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)．機(jī)械工業(yè)出版社， 2020． [6] 李中望 ． 一種智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 ． 安防科技， 2020． [7] 王忠民．基于單片機(jī)的語(yǔ)音數(shù)字聯(lián)網(wǎng)火災(zāi)報(bào)警器設(shè)計(jì)．現(xiàn)代電子技術(shù)， 2020． [8] 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． [9] 孫健．基于 ARM7 的火災(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． [10] 雍靜，李北海，楊岳等．建筑智能化技術(shù)［ M］．北京 :科學(xué)出版社， 2020． [11] 王忠民，郝靜，張瑜等．基于單片機(jī)的語(yǔ)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． [12] 張向亮．智能建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究：（碩士學(xué)位論文）武漢 理工大學(xué)， 2020． [13] 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． [14] 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.