【正文】 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社， 2020 （ 4）張 靖，檢測(cè)技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)?，F(xiàn)在國(guó)家對(duì)火災(zāi)這一方面比較重視，在高樓、學(xué)校企業(yè)、工廠、住宅等地方都要安裝火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，因此，研究一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的火災(zāi)報(bào)警器是非常必要的。北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 1997 （ 2） 孫傳友，測(cè)控電路及裝置。通過兩年多的學(xué)習(xí)學(xué)到的堅(jiān)強(qiáng)、毅 力、經(jīng)驗(yàn)都融匯在其中。我所學(xué)的是電氣自動(dòng)化技術(shù)，在?？齐A段對(duì)探測(cè)器、系統(tǒng)軟件的學(xué)習(xí)是有限的，理論知識(shí)尚很欠缺，工程實(shí)踐自不必說。定義為 （ X=4~7）。在實(shí)際工程應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)情況再做變化。 由于火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的連線要求是 24V 電壓，所以電源系統(tǒng)選擇的是能輸出 24V和 5V的穩(wěn)壓電源模塊以及 24V 備電電池。 CS為芯片的片選信號(hào)，低電平有效。 LED 是發(fā)光二極管的縮寫。 8051 單片機(jī)的中斷響應(yīng)與中斷返回由 CPU 硬件自動(dòng)完成，而中斷處理由軟件完成。 ② 中斷開放和屏蔽 MCS51 單片機(jī)中，設(shè)有一個(gè)專用寄存器 IE（稱為中斷允許寄存器）。 8051 單片機(jī)的中斷系統(tǒng)包括 5 個(gè)中斷源、中斷請(qǐng)求標(biāo)志位（分別在特殊功能寄存器 TCON 和 SCON 中）、中斷允許控制寄存器 IE、中斷優(yōu)先級(jí)寄存器 IP及內(nèi)部硬件查詢電路等部分。這兩種方式是由專用寄存器 PCON（電源調(diào)制寄存器）中的 和 IDL()位來(lái)控制。在 XTAL1 和 XTAL2 引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部震蕩電路就產(chǎn)生自激震蕩。 （ 2）元器件選擇與制作 R1R6均用 RTX1/8W 型炭膜電阻器； C1C3可用 CT1型磁介電容； LED 為普通紅色二極管； 18 B為三端壓電陶瓷揚(yáng)聲器； 為保證電路可靠正常工作，電源最好采用 9V 穩(wěn)壓電源供給； S為小型按鈕開關(guān)。 A2 是檢測(cè)信號(hào)閥值比較器，無(wú)煙霧信號(hào)時(shí)，探測(cè)器的輸出平衡電壓為 左右，大于內(nèi)部設(shè)置的閥值電壓，比較器 A2 輸出低電平；當(dāng)由煙霧信號(hào)時(shí)，探測(cè)器輸出電壓下降1V 左右，則其電壓小于內(nèi)部設(shè)置閥值電壓， A2翻轉(zhuǎn)為輸出高電平，并發(fā)出調(diào)制報(bào)警聲。 14 圖 44 離子感煙探測(cè)器等效電路圖 UD02 型離子感煙探測(cè)器 UD 02 型離子感 煙探測(cè)器具有靈敏度高、可靠性好、性能符合標(biāo)準(zhǔn)等特點(diǎn)。電離室又可分為雙極性和單極性兩種，整個(gè)電離室全部 a射線所照射電離室內(nèi)的空氣都被電離，我們把這種電離室稱之為雙極性電離室。 圖 41 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)硬件框圖 煙霧信號(hào)采集模塊 圖 41 中 1， 2， 3 組成煙霧數(shù)據(jù)采集模塊，將現(xiàn)場(chǎng)煙霧濃度這一非電信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并以數(shù)字量的形式送個(gè)單片機(jī)。該系統(tǒng)的探測(cè)器選用開關(guān)量探測(cè)器。當(dāng)單片機(jī)探測(cè)到火情時(shí)，會(huì)自動(dòng)切斷用電電路，同時(shí)在不影響正常工作前提下轉(zhuǎn)換為備用電源供電。根據(jù)要求，本設(shè)計(jì)選用的單片機(jī)是 AT89C51。當(dāng)報(bào)警器檢測(cè)到火災(zāi)信息后，產(chǎn)生相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)，同時(shí)打開聯(lián)動(dòng)消防裝置。 報(bào)警控制器的功能 (1) 火災(zāi)報(bào)警：當(dāng)收到探測(cè)器、手動(dòng)報(bào)警開關(guān)、消火栓開關(guān)及輸入模塊所配接的設(shè)備所發(fā)來(lái)的火警信號(hào)時(shí)，均可在報(bào)警器中報(bào)警。 (1) 按控制范圍可分為： ａ 區(qū)域火災(zāi)報(bào)警控制器：直接連接火災(zāi)探測(cè)器，處理各種報(bào)警信息。當(dāng)安裝在墻上時(shí)其底邊距地高度宜為 ~，且應(yīng)有明顯的標(biāo)志。 火災(zāi)探測(cè)器的選擇 火災(zāi)探測(cè)器的選擇應(yīng)符合下列要求： (1) 對(duì)火災(zāi)初期有陰燃階段，產(chǎn)生大量的煙和少量的熱，很少或沒有火焰輻射的，選用感煙探頭； (2) 對(duì)火災(zāi)發(fā)展迅速，產(chǎn)生大量熱、煙和火焰輻射的，選用感煙探頭、感溫探頭、火焰探頭或它們的組合； (3) 對(duì)火災(zāi)發(fā)展迅速，有強(qiáng)烈的火焰輻射和少量煙、熱的，選用火焰探頭； (4) 對(duì)情況復(fù)雜或火災(zāi)形成特點(diǎn)不可預(yù)料的，可進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)選用適宜的探頭。根據(jù)復(fù)位的方式不同，又可分為以下三種： ① 自動(dòng)復(fù)位火災(zāi)探測(cè)器。 火災(zāi)探測(cè)器的分類 目前火災(zāi)探測(cè)器的種類很多，按照不同的方式有不同的分類方法 [2]。安裝在保護(hù)區(qū)的探測(cè)器不斷的向所監(jiān)視的現(xiàn)場(chǎng)發(fā)出巡檢信號(hào)，監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)的煙霧濃度、溫度等，并不斷反饋給報(bào)警控制器，控制器將接到的信號(hào)與內(nèi)存的正常整定值比較、判斷確定火災(zāi)。這是第一代產(chǎn)品，目前國(guó)內(nèi)極少數(shù)廠家生產(chǎn)外，它基本上已處于被淘汰狀態(tài)。 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)智能化是使探測(cè)系統(tǒng)能模仿人的思維，主動(dòng)采集環(huán)境溫度、濕度、灰塵、光波等數(shù)據(jù)模擬量并充分采用模糊邏輯和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等進(jìn)行計(jì)算處理，對(duì)各項(xiàng)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比判斷，從而準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)和探測(cè)火災(zāi)，避免誤報(bào)和漏報(bào)現(xiàn)象。同時(shí)，銅導(dǎo)線耐高溫性能差、易磨損， 系統(tǒng)施工維修復(fù)雜，影響了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的可靠性和更廣泛的應(yīng)用。 ① 適用范圍過小。 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是人們?yōu)榱嗽缙诎l(fā)現(xiàn)火災(zāi)，并及時(shí)采取有效措施，控制和撲滅火災(zāi)，而設(shè)置在建筑物中或其他場(chǎng)所的一種自動(dòng)消防設(shè)施，是人類同火災(zāi)作斗爭(zhēng)的有力工具。本設(shè)計(jì)的檢測(cè)裝置由離子感煙探測(cè)器 UD02 和與之配套的專用集成電路 DQ295 等組成，通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的火災(zāi)參數(shù)采集，模 /數(shù)轉(zhuǎn)換，地址編碼，然后傳送 給單片機(jī)，由單片機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算處理，判斷現(xiàn)場(chǎng)是否發(fā)生火災(zāi)。這種信號(hào)處理方式將單片機(jī)用于火災(zāi)模式判別，可以根據(jù)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，火災(zāi)參數(shù)的發(fā)展變化規(guī)律來(lái)識(shí)別真假火災(zāi)，不同于傳統(tǒng)單一的定值判別方式，有利于提高火災(zāi)判別的準(zhǔn)確性。 隨著中國(guó)的改革開放，在這十幾年中，全國(guó)大中型城市的高層建筑、公共場(chǎng)所、地下建筑、現(xiàn)代化廠區(qū)等得到了高速發(fā)展。我國(guó)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)技術(shù)比美、英等發(fā)達(dá)國(guó)家起步較晚，安裝范圍主要是《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定的場(chǎng)所和部位，而在易造成群死群傷的中小型公眾聚集場(chǎng)所和社區(qū)居民家庭甚至部分高層住宅都沒有規(guī)定安裝火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，適用范圍過小，防范措施不到位。⑤ 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)誤報(bào)、漏報(bào)問題較多。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，能依據(jù)探測(cè)到的各種信息對(duì)火場(chǎng)的范圍、火勢(shì)的大小、煙的濃度以及火的蔓延方向等給出詳細(xì)的描述， 甚至可配合 電子 地圖進(jìn)行形象提示、對(duì)出動(dòng)力量和撲救方法等給出合理化建議，以實(shí)現(xiàn)各方面快速準(zhǔn)確反應(yīng)聯(lián)動(dòng)，最大限度地降低人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，而且火災(zāi)中探測(cè)到的各種數(shù)據(jù)可作為準(zhǔn)確判定起火原因、調(diào)查火災(zāi)事故責(zé)任的 科學(xué) 依據(jù)。 總線制可尋址開關(guān)量式火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)候，發(fā)出聲光報(bào)警，顯示火災(zāi)區(qū)域或樓層房號(hào)的地址編碼，并打印報(bào)警時(shí)間、地址等。 1 根據(jù)監(jiān)測(cè)的火災(zāi)特性不同，火災(zāi)探測(cè)器可分為感煙、感溫、感光、復(fù)合和可燃?xì)怏w等五種類型，每個(gè)類型又根據(jù)其工作原理的不同而分為若干種。能自動(dòng)地恢復(fù)到監(jiān)視狀態(tài)。 (5) 在不同高度的房間設(shè)置火災(zāi)探測(cè)器時(shí)可參照 表 的規(guī)定。 手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕宜與集中報(bào)警器連接，且應(yīng)單獨(dú)占用一個(gè)部位號(hào)。 ｂ 集中火災(zāi)報(bào)警控制器：它一般不與火災(zāi)探測(cè)器相連，而與區(qū)域火災(zāi)報(bào)警控制器相連，處理區(qū)域級(jí)火災(zāi)報(bào)警控制器送來(lái)的報(bào)警信號(hào)，常使用在較大型系統(tǒng)中。 (2) 故障報(bào)警：系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)控制器分時(shí)巡檢，若有異常 (設(shè)備故障 )發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)，并顯示故障類型及編碼等。 圖 31 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)原理圖 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)各模塊的設(shè)計(jì) 第一， 探測(cè)器的設(shè)計(jì)。該單片機(jī)的具體情況將在隨后的章節(jié)中進(jìn)行闡述。電源設(shè)計(jì)見隨后章節(jié)。系統(tǒng)端部分選用音響報(bào)警電路及數(shù)碼顯示電路。 離子感煙探測(cè)器工作原理 離子感煙探測(cè)器是應(yīng)用放射性同位素組成的火災(zāi)報(bào)警專用探測(cè)器，其檢測(cè)靈敏度高，可靠性好，目前已得到廣泛的應(yīng)用。 所謂單極性電離室，是指電離室局部被 a射線所照射，使一部分形成電離區(qū)，而未被a射線所照射的部分則為非電離區(qū)。它有兩個(gè)電離室及一個(gè)放射源（ AM241），對(duì)外有三個(gè)引出腳： A電極（接電源正端 +9V）、 B電極（接地）、 C 電極（收集電極輸出端），外形如圖 45所示。與 A1一樣，也可以通過 13 腳的外接電阻網(wǎng)絡(luò)來(lái)改變閥值電平高低。 單片機(jī)控制中心 本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的聲光火 災(zāi)報(bào)警器，單片機(jī)是其中的核心部件，它就像大腦一樣，是設(shè)計(jì)的樞紐。定時(shí)元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振電路。 PD是掉電方式位，當(dāng) PD=1 時(shí)，激活掉電工作方式， ILD空閑方式位。 5個(gè)中斷源分為兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，可實(shí)現(xiàn)兩級(jí)中斷嵌套， IE控制 CPU是否影響中斷請(qǐng)求。其作用是用來(lái)對(duì)各中斷源進(jìn)行開放或屏蔽的控制。 聲光報(bào)警模塊 聲光報(bào)警電路在單片機(jī) P2 口的控制下，可以在檢測(cè)到火災(zāi)時(shí)發(fā)出聲音報(bào)警信號(hào) 。通常所說的 LED 顯示器由 7個(gè)發(fā)光二極管組成，其排列形狀分別如圖 411和 412 所示。 電源系統(tǒng)設(shè)計(jì) 電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)在實(shí)際開發(fā)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) 中占有很重要的位置。 綜上所述，電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)電源檢測(cè)控制部分電路，其要完成的任務(wù)如下： （ 1） 檢測(cè)電源部分電壓情況并及時(shí)報(bào)告故障； （ 2） 檢測(cè)電池部分電壓情況并及時(shí)報(bào)告故障； （ 3） 如果主電路發(fā)生故障，及時(shí)切換到備電且不能影響 CPU正常工作； （ 4） 根據(jù)第 3 點(diǎn)的要求，需要在電源檢測(cè)控制部分電路上設(shè)計(jì)儲(chǔ)電部分，通 23 常采用幾個(gè)大容量的電解電容并連到 5V 電壓上即可； （ 5） 具有將備電電 池 24V 電壓降到 5V 電壓的電路。 25 第 5 章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 主程序設(shè)計(jì) 主程序主要用來(lái)進(jìn)行初始化，設(shè)置 8243 的口地址及控制字，并對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行核對(duì)、控制。程序流程如圖 54所示。另外，由于聯(lián)動(dòng)消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在我們專業(yè)中沒有學(xué)到，確實(shí)很有困難。在此過程中，我不僅僅是鞏固學(xué)習(xí)了專業(yè)知識(shí)，還學(xué)會(huì)了不少做人的道理，鍛煉了我的意志品質(zhì)。北京：北京航空航天 大學(xué)出版社， 2020 （ 3） 余發(fā)山，單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)由觸發(fā)器件、火災(zāi)警報(bào)裝置及具有其他輔助功能的裝置組成。中國(guó)電力出版社， 2020 34 （ 5）張毅剛，單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2020 （ 6）陳有卿，報(bào)警集成電路和報(bào)警器制作實(shí)例。北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2020 （ 3）余發(fā)山，單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)。 目的意義： 我國(guó)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制系統(tǒng)經(jīng)歷了從無(wú)到有、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的發(fā)展過程，其中智能化程度也越來(lái)越高。 32 參考文獻(xiàn) （ 1） 王福瑞，單片微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全。