【正文】 此類火災發(fā)生比較緩慢，發(fā)生之前伴隨有溫度的非正常變化，火苗出現(xiàn)之前的煙霧等有害氣體的產(chǎn)生。當現(xiàn)場煙霧或者溫度發(fā)生異常，或者發(fā)生火災時，報警系統(tǒng)會產(chǎn)生相應的報警信號。（3）異常報警功能。據(jù)類似本系統(tǒng)的報警器現(xiàn)場模擬實驗表明,本系統(tǒng)安全可靠,誤報率低。該設計可以對室內外溫度以及煙霧實時采集可檢測，當所測溫度或者煙霧濃度高于臨界溫度時自動報警。（2）硬件系統(tǒng)控制方案設計報警系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集模塊、單片機控制模塊、聲光報警模塊組成。報警程序設置報警的下限，當外界指標超出限制，將進行聲光報警。每次數(shù)據(jù)采集后根據(jù)得到的數(shù)據(jù)對現(xiàn)場情況進行判斷，然后綜合多次判斷結果做出最終的火情判斷。用戶若想對寫入到EPROM中的程序進行修改，必須先用一種特殊的紫外線燈將其照射擦除，之后再可寫入。我們統(tǒng)稱這些與8051內核相同的單片機為“51系列單片機”。而且AT89C51目前的售價比8031還低，市場供應也很充足。單片機是報警系統(tǒng)的核心部件，一方面它要接收來自傳感器的煙霧濃度和溫度的模擬信號數(shù)字信號和故障檢測信號，另一方面要對兩種信號分別進行處理，控制后續(xù)電路的相應工作；同時，查詢是否有鍵按下的命令。綜合以上觀點，本論文選定AC89C51作為本系統(tǒng)的核心。AT89C51的引腳圖如圖31所示。通常有電子式的模/數(shù)轉換和機電式模/數(shù)轉換二種。A/D轉換器的種類很多，就位數(shù)來分，有8位、10位、12位、16位等。是目前我國應用最為廣泛，價格適中的A/D轉換器。其內部有一個8通道多路開關，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個進行A/D轉換。④. 單個+5V電源供電。（3）內部結構ADC0809是CMOS單片型逐次逼近式A/D轉換器，它由8路模擬開關、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開關樹型A/D轉換器、逐次逼近寄存器、邏輯控制和定時電路組成。ADDA、ADDB、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路 ALE：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。當A/D轉換結束時，此端輸入一個高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。Vcc：電源，單一+5V電源。START上升沿將逐次逼近寄存器復位。轉換數(shù)據(jù)的傳送：A/D轉換后得到的數(shù)據(jù)應及時傳送給單片機進行處理。例如ADC0809轉換時間為128μs，相當于6MHz的MCS51單片機共64個機器周期。③. 中斷方式 把表明轉換完成的狀態(tài)信號（EOC）作為中斷請求信號，以中斷方式進行數(shù)據(jù)傳送。在發(fā)生火災時，探測器通過把火災發(fā)生時產(chǎn)生的各種非電量參數(shù)（如煙、氣體濃度等）轉化成電量參數(shù)從而得到統(tǒng)一測量參數(shù)，然后再傳送給控制器。但在實際應用中，考慮到測量的方便性還有實用性，我們經(jīng)常用到的火災探測器主要是感煙型、感溫型、感光型、可燃氣體型、復合型五大類。但是由于含有放射性物質，在一定程度上會污染環(huán)境，不利于彩色環(huán)保。通過對溫度變化轉換為電信號從而可以得到所測量范圍的溫度參數(shù)所作出響應的探測器就是感溫型火災探測器。根據(jù)所探測火焰輻射的光線不同，感光型火災探測器可以分為兩大種：一種對波長較長的光輻射敏感的紅外光輻射探測器，另一種對波長較短的光輻射敏感的紫外光輻射探測器。（5）復合型火災探測器。 溫度探測器的選定（1）本設計溫度探測器的選擇條件根據(jù)監(jiān)測溫度參數(shù)的不同，一般用于工業(yè)和民用建筑中的溫度探測器有定溫式、差溫式、差定溫式等幾種。其中線型是當局部環(huán)境溫度上升達到 規(guī)定值時，可熔絕緣物熔化使兩導線短路，從而產(chǎn)生火災報警信號。線型差溫式探測器是根據(jù)廣 泛的熱效應而動作的，點型差溫式探測器是根據(jù)局部的熱效應而動作的，主要感溫器件是空氣膜盒、熱敏半導體電阻元件等。在溫度傳感器的選型過程中考慮的因素：ａ被測對象的溫度是否需記錄、報警和自動控制，是否需要遠距離測量和傳送。ｅ被測對象的環(huán)境條件對測溫元件是否有損害。①. DS18B20的主要特性：ａ適應電壓范圍更寬，電壓范圍：～，在寄生電源方式下可由數(shù) 據(jù)線圖34 DS18B20數(shù)字溫度傳感器引腳圖供電。ｅ溫范圍－55℃～+125℃，在10～+85℃時精度為177。ｈ測量結果直接輸出數(shù)字溫度信號，以“一線總線”串行傳送給CPU，同時可傳送CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力。③. DS18B20引腳定義：ａDQ為數(shù)字信號輸入/輸出端；ｂGND為電源地；ｃVDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）。當發(fā)生熊熊大火時，空氣中煙霧的微小粒子較多，而悶燒的時候，空氣中稍大的煙霧粒子會多一些。③. 氣敏式煙霧傳感器氣敏傳感器是一種檢測特定氣體的傳感器。氣敏式煙霧傳感器的典型型號有MQ2氣體傳感器。當煙霧粒子進入電離室，改變了電離室空氣的電離狀態(tài)，從而宏觀表現(xiàn)為電離室的等效電阻增加引起電離室兩端的電壓增大，由此來確定空氣中的煙霧狀況。適用于石油、化工、煤炭、電力、冶金、電子等工業(yè)企業(yè)，以及煤氣廠、液化石油氣站、氫氣站等生產(chǎn)和貯存可燃性氣體的場所。（2）煙霧檢測器工作原理首先，傳感器送來的煙霧濃度對應的微小的電壓信號經(jīng)過放大，轉化成大的電壓信號送入AT89C51單片機；后，在AT89C51單片機內A/D轉換、濃度比較，對數(shù)據(jù)進行線性化處理，將數(shù)字化電壓信號轉化成為對應的十進制濃度值；最后，將實際可燃性氣體濃度送入液晶，并判斷濃度值是否超出報警限，另外由于煙霧傳感器需要在加熱狀態(tài)下工作，溫度越高，反映越快，響應時間和恢復時間就越快。當然幾種狀態(tài)的報警信號是各不相同的。它是離子式煙霧傳感器，是日本NEMOTO公司專為檢測延誤而精心設計的新型傳感器。⑤. 工作環(huán)境：，最大24V；溫度是050℃，最大1060℃，溫度95﹪。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振蕩器一起構成自激振蕩器。（2）復位電路復位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時提供復位信號，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復位信號。當系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，且振蕩器穩(wěn)定后，如果REST引腳上有一個高電平并維持2個機器周期(24個振蕩周期)以上，則CPU就可以響應并將系統(tǒng)復位。由于人的動作再快也會使按鈕保持接通達數(shù)十毫秒，所以，設計完全能夠滿足復位的時間要求。 ～。在中斷服務程序中，將轉換好的數(shù)據(jù)送到指定的存儲單元。當AT89C51的ALE端口不訪問外部存儲器時，AT89C51的ALE端以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的正脈沖信號，故晶振設定12MKz，再經(jīng)過二分頻電路，單片機即可向ADC0809輸出500KHz的時鐘信號。由于本火災報警系統(tǒng)只采集溫度、煙霧信號，經(jīng)過調理的溫度、煙霧信號分別進入ADC0809的IN0和IN1端口，其余輸入引腳接地，8個圖37 AD轉換電路數(shù)字量輸出引腳接AT89C51的P0口。圖中三態(tài)允許控制端OE接地，表示三態(tài)門一直打開。圖中ALE信號與START信號連在一起，在WR信號的前沿寫入地址信號，在其后沿啟動轉換。ADC0809的轉換結束狀態(tài)信號EOC接到AT89C51的INT1引腳，當A/D轉換完成后，EOC變?yōu)楦唠娖?，表示轉換結束，結果數(shù)據(jù)已存入鎖存器,并產(chǎn)生產(chǎn)生中斷。為使濾波器的濾波特性接近理想特性，即在通頻帶內特性曲線更平緩在同頻帶外特性曲線衰減更陡峭，只有增加網(wǎng)絡的級數(shù)，系統(tǒng)使用二階濾波器電路。 光報警電路此類報警根據(jù)單片機所給電壓，確定LED燈中的電流流向，以驅動燈發(fā)光。4 火災報警系統(tǒng)的軟件設計 軟件開發(fā)環(huán)境本系統(tǒng)摒棄了傳統(tǒng)的匯編語言而采用C語言進行程序設計。為了便于系統(tǒng)維護，在火災報警系統(tǒng)的軟件設計中采用了模塊化程序設計方法，系統(tǒng)各個模塊的具體功能都是通過子程序調用實現(xiàn)的。主程序是一個無限循環(huán)體，其流程是：首先在上電之后系統(tǒng)的各部分包括單片機輸出輸入端口的設置、數(shù)據(jù)存儲電路、外圍驅動電路等完成初始化，接下來執(zhí)行火災報警圖41 程序流程圖系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集程序、火災判斷、報警程序。首先設定定時器工作方式，然后開系統(tǒng)中斷，以便響應中斷定時，及時對氣體濃度和溫度進行采樣。每次采集溫度煙霧數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)存入單片機的寄存器，然后在火災判斷程序中，將采集的數(shù)據(jù)與設定的閾值進行比較，判斷現(xiàn)場是否發(fā)生火災。由于設計采用的是模塊化設計，系統(tǒng)實現(xiàn)報警功能是通過調用子程序實現(xiàn)的。在火災自動報警系統(tǒng)的程序設計中使用了延時程序，延時10ms的程序如下：void delay_10ms (uint i){ while (i) { uchar i ， j ， k ； for (i=5 ；i0 ；i ) for (j=4 ；j0 ；j ) for (k=248 ；k0 ；k ) ； } } 火災判斷與報警程序（1）火災報警數(shù)據(jù)處理方法固定門限檢測法是使用最早，且應用最廣泛的火災探測方法，優(yōu)點是計算量小且易于實現(xiàn)，其原理是根據(jù)火災探測器的信號幅值作為火災報警的依據(jù)，并與固定的閾值進行比較：當信號幅值超過報警閾值時，則發(fā)出報警，否則解除報警。綜合兩次溫度煙霧信號的采集，根據(jù)溫度和煙霧的寄存器變量a和b的狀態(tài)，判斷現(xiàn)場情況：2個寄存器變量圖43 數(shù)據(jù)采集流程圖變量均為0，表示情況正常；2個中僅有1個為1，表示情況異常；2個均為1，表示有火災發(fā)生。當系統(tǒng)狀態(tài)為11時，表示發(fā)生火災，P24口變?yōu)榈碗娖?，紅燈亮，蜂鳴器報警。如果采用一般的平均值法，則干擾將“平均”到計算結果上去，故平均值法不易消除由于脈沖干擾而引起的煙霧濃度采樣值的偏差。濾波子程序流程圖如圖43所示。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。系統(tǒng)使用了8位A/D轉換芯片ADC0809，以通用芯片AT89C51作為系統(tǒng)的控制器。當發(fā)生火災，系統(tǒng)以聲光的形式發(fā)出報警。（2）本文使用的DS18B20在保證精確度的情況下可以并聯(lián)使用8個，可以實現(xiàn)多點測溫。（5）火災報警系統(tǒng)沒有聯(lián)網(wǎng)，可以使用GSM模塊進行信息的無線傳送，這樣能夠及時將險情信息發(fā)送至消防指揮中心。②. 探測火災過程中尚未形成火災時的生成物即超早期火災探測報警。在論文的結尾，筆者認為即使計算機技術、微電子技術和網(wǎng)絡技術發(fā)展再迅速，報警系統(tǒng)再先進，都智能從一定程度上限制險情的發(fā)生，而不能徹底消除火患。只是今后大家就難得再聚在一起吃每年元旦那頓飯了吧，沒關系，各奔前程，大家珍重。DXP電路設計教程．電子工業(yè)出版社，2008．[3] 康華光．電子技術基礎模擬部分．第4版，高等教育出版社,2006．[4] 劉軍．單片機原理與接口技術．華東理工大學出版社，2006．[5] 賴壽宏．微型計算機控制技術．機械工業(yè)出版社，2009．[6] 李中望．一種智能火災報警系統(tǒng)的設計方案．安防科技，2008．[7] 王忠民．基于單片機的語音數(shù)字聯(lián)網(wǎng)火災報警器設計．現(xiàn)代電子技術，2004．[8] 王釗．智能型火災報警系統(tǒng)的設計與研究：（碩士學位論文）．西安理工大學，2009．[9] 孫?。贏RM7的火災自動報警控制器研制：（碩士學位論文）．浙江大學，2007．[10] 雍靜，李北海，楊岳等．建筑智能化技術［M］．北京:科學出版社，2008．[11] 王忠民，郝靜，張瑜等．．[12] 張向亮．智能建筑火災自動報警系統(tǒng)的設計與研究：（碩士學位論文）武漢理工大學，2010．[13] 陳穎．基于C8051F單片機的火災智能報警控制系統(tǒng)的設計：大連海事大學，2007．[14] 于智洋．淺析智能建筑中火災自動報警系統(tǒng)的設計[J]．潛江：江漢石油科技，2008.[15] 丁璐，李春華，楊戍等．火災探測技術的分析[J]．(4).[16] 吳龍標，袁宏永．火災探測與控制工程[M]．合肥：中國科學技術大學出版社，1999.[17] [J]．火災科學，2005．[18] 繆順兵，熊光明，李永萍等．自動火災報警系統(tǒng)設計與研究[J]．．[19] 黃鳳娟．單片機火災報警系統(tǒng)的設計．安徽電子信息職業(yè)技術學院學報，2010年第1期.[20] 孟立凡，藍金輝．傳感器原理與應用．北京：電子工業(yè)出版社，.[21] 胡顯華．火災探測器誤報警的原因及改進方法[J]．電腦開發(fā)與應用，2007，：60~ 62.[22] 陳悅，刁若菲，劉志偉等．煙霧檢測火災報警系統(tǒng)的設計[J]．北京：微計算機信息，2007，23(8~ 2)：93~ 95．[23] 陳曉娟，卜樂平，李其修等。 //溫度輸入口sbit DIN=P0^7。void delay(uint x)。//**************溫度小數(shù)部分用查表法***********//uchar code ditab[16]={0x00,0x01,0x01,0x02,0x03,0x03,0x04,0x04,0x05,0x06,0x06,0x07,0x08,0x08,0x09,0x09}。 //讀出溫度暫放uchar data display[5]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}。}///***********顯示掃描函數(shù)**********/scan(){char k。 Disdata=dis_7[display[k]]。 discan=0xff。_nop_()。 // delay(6)。}DQ=1。 i) //{DQ=1。_nop_()。_nop_()。 //66usval=val/2。uchar value = 0。_nop_()。 //_nop_()。 //4usDQ = 1。_nop_()。return(value)。 // 發(fā)讀命令temp_data[0]=read_byte()。 // Skip ROMwrite_byte(0x44)。 //數(shù)字顯示修正標記if((temp_data[1]amp。 flag=