【正文】 中國礦業(yè)大學(xué)出版社， 2020 （ 4）張 靖，檢測技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計?，F(xiàn)在國家對火災(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)自動報警系統(tǒng)，因此，研究一種結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉的火災(zāi)報警器是非常必要的。北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 1997 （ 2） 孫傳友，測控電路及裝置。通過兩年多的學(xué)習(xí)學(xué)到的堅強、毅 力、經(jīng)驗都融匯在其中。我所學(xué)的是電氣自動化技術(shù)，在專科階段對探測器、系統(tǒng)軟件的學(xué)習(xí)是有限的，理論知識尚很欠缺，工程實踐自不必說。定義為 （ X=4~7）。在實際工程應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)情況再做變化。 由于火災(zāi)自動報警系統(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，低電平有效。 LED 是發(fā)光二極管的縮寫。 8051 單片機的中斷響應(yīng)與中斷返回由 CPU 硬件自動完成，而中斷處理由軟件完成。 ② 中斷開放和屏蔽 MCS51 單片機中，設(shè)有一個專用寄存器 IE（稱為中斷允許寄存器）。 8051 單片機的中斷系統(tǒng)包括 5 個中斷源、中斷請求標(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()位來控制。在 XTAL1 和 XTAL2 引腳上外接定時元件，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 是檢測信號閥值比較器，無煙霧信號時，探測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)由煙霧信號時，探測器輸出電壓下降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)制報警聲。 14 圖 44 離子感煙探測器等效電路圖 UD02 型離子感煙探測器 UD 02 型離子感 煙探測器具有靈敏度高、可靠性好、性能符合標(biāo)準(zhǔn)等特點。電離室又可分為雙極性和單極性兩種，整個電離室全部 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)自動報警系統(tǒng)硬件框圖 煙霧信號采集模塊 圖 41 中 1， 2， 3 組成煙霧數(shù)據(jù)采集模塊，將現(xiàn)場煙霧濃度這一非電信號轉(zhuǎn)化為電信號，并以數(shù)字量的形式送個單片機。該系統(tǒng)的探測器選用開關(guān)量探測器。當(dāng)單片機探測到火情時，會自動切斷用電電路，同時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)計選用的單片機是 AT89C51。當(dāng)報警器檢測到火災(zāi)信息后，產(chǎn)生相應(yīng)的報警信號，同時打開聯(lián)動消防裝置。 報警控制器的功能 (1) 火災(zāi)報警：當(dāng)收到探測器、手動報警開關(guān)、消火栓開關(guān)及輸入模塊所配接的設(shè)備所發(fā)來的火警信號時，均可在報警器中報警。 (1) 按控制范圍可分為： ａ 區(qū)域火災(zāi)報警控制器：直接連接火災(zāi)探測器，處理各種報警信息。當(dāng)安裝在墻上時其底邊距地高度宜為 ~，且應(yīng)有明顯的標(biāo)志。 火災(zāi)探測器的選擇 火災(zāi)探測器的選擇應(yīng)符合下列要求： (1) 對火災(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) 對火災(zāi)發(fā)展迅速，有強烈的火焰輻射和少量煙、熱的，選用火焰探頭； (4) 對情況復(fù)雜或火災(zāi)形成特點不可預(yù)料的，可進行模擬實驗，根據(jù)實驗選用適宜的探頭。根據(jù)復(fù)位的方式不同，又可分為以下三種： ① 自動復(fù)位火災(zāi)探測器。 火災(zāi)探測器的分類 目前火災(zāi)探測器的種類很多，按照不同的方式有不同的分類方法 [2]。安裝在保護區(qū)的探測器不斷的向所監(jiān)視的現(xiàn)場發(fā)出巡檢信號，監(jiān)視現(xiàn)場的煙霧濃度、溫度等，并不斷反饋給報警控制器，控制器將接到的信號與內(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)自動報警系統(tǒng)智能化是使探測系統(tǒng)能模仿人的思維，主動采集環(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)等進行計算處理，對各項環(huán)境數(shù)據(jù)進行對比判斷，從而準(zhǔn)確地預(yù)報和探測火災(zāi)，避免誤報和漏報現(xiàn)象。同時，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)自動報警系統(tǒng)的可靠性和更廣泛的應(yīng)用。 ① 適用范圍過小。 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)是人們?yōu)榱嗽缙诎l(fā)現(xiàn)火災(zāi)，并及時采取有效措施，控制和撲滅火災(zāi)，而設(shè)置在建筑物中或其他場所的一種自動消防設(shè)施，是人類同火災(zāi)作斗爭的有力工具。本設(shè)計的檢測裝置由離子感煙探測器 UD02 和與之配套的專用集成電路 DQ295 等組成，通過對現(xiàn)場的火災(zāi)參數(shù)采集，模 /數(shù)轉(zhuǎn)換，地址編碼，然后傳送 給單片機，由單片機進行相應(yīng)的運算處理，判斷現(xiàn)場是否發(fā)生火災(zāi)。這種信號處理方式將單片機用于火災(zāi)模式判別，可以根據(jù)火災(zāi)發(fā)生時，火災(zāi)參數(shù)的發(fā)展變化規(guī)律來識別真假火災(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。 隨著中國的改革開放，在這十幾年中，全國大中型城市的高層建筑、公共場所、地下建筑、現(xiàn)代化廠區(qū)等得到了高速發(fā)展。我國火災(zāi)自動報警系統(tǒng)技術(shù)比美、英等發(fā)達國家起步較晚，安裝范圍主要是《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》、《建筑設(shè)計防火規(guī)范》規(guī)定的場所和部位，而在易造成群死群傷的中小型公眾聚集場所和社區(qū)居民家庭甚至部分高層住宅都沒有規(guī)定安裝火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，適用范圍過小，防范措施不到位。⑤ 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)誤報、漏報問題較多。發(fā)生火災(zāi)時，能依據(jù)探測到的各種信息對火場的范圍、火勢的大小、煙的濃度以及火的蔓延方向等給出詳細的描述， 甚至可配合 電子 地圖進行形象提示、對出動力量和撲救方法等給出合理化建議，以實現(xiàn)各方面快速準(zhǔn)確反應(yīng)聯(lián)動，最大限度地降低人員傷亡和財產(chǎn)損失，而且火災(zāi)中探測到的各種數(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)探測報警系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時候，發(fā)出聲光報警，顯示火災(zāi)區(qū)域或樓層房號的地址編碼，并打印報警時間、地址等。 1 根據(jù)監(jiān)測的火災(zāi)特性不同，火災(zāi)探測器可分為感煙、感溫、感光、復(fù)合和可燃氣體等五種類型，每個類型又根據(jù)其工作原理的不同而分為若干種。能自動地恢復(fù)到監(jiān)視狀態(tài)。 (5) 在不同高度的房間設(shè)置火災(zāi)探測器時可參照 表 的規(guī)定。 手動火災(zāi)報警按鈕宜與集中報警器連接，且應(yīng)單獨占用一個部位號。 ｂ 集中火災(zāi)報警控制器：它一般不與火災(zāi)探測器相連，而與區(qū)域火災(zāi)報警控制器相連，處理區(qū)域級火災(zāi)報警控制器送來的報警信號，常使用在較大型系統(tǒng)中。 (2) 故障報警：系統(tǒng)運行時控制器分時巡檢，若有異常 (設(shè)備故障 )發(fā)出聲、光報警信號，并顯示故障類型及編碼等。 圖 31 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)原理圖 系統(tǒng)設(shè)計 系統(tǒng)各模塊的設(shè)計 第一， 探測器的設(shè)計。該單片機的具體情況將在隨后的章節(jié)中進行闡述。電源設(shè)計見隨后章節(jié)。系統(tǒng)端部分選用音響報警電路及數(shù)碼顯示電路。 離子感煙探測器工作原理 離子感煙探測器是應(yīng)用放射性同位素組成的火災(zāi)報警專用探測器，其檢測靈敏度高，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)。它有兩個電離室及一個放射源（ AM241），對外有三個引出腳： 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)來改變閥值電平高低。 單片機控制中心 本設(shè)計是基于單片機的聲光火 災(zāi)報警器，單片機是其中的核心部件，它就像大腦一樣，是設(shè)計的樞紐。定時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，激活掉電工作方式， ILD空閑方式位。 5個中斷源分為兩個中斷優(yōu)先級，可實現(xiàn)兩級中斷嵌套， IE控制 CPU是否影響中斷請求。其作用是用來對各中斷源進行開放或屏蔽的控制。 聲光報警模塊 聲光報警電路在單片機 P2 口的控制下，可以在檢測到火災(zāi)時發(fā)出聲音報警信號 。通常所說的 LED 顯示器由 7個發(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 電源系統(tǒng)設(shè)計在實際開發(fā)單片機應(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)計主要是設(shè)計電源檢測控制部分電路，其要完成的任務(wù)如下： （ 1） 檢測電源部分電壓情況并及時報告故障； （ 2） 檢測電池部分電壓情況并及時報告故障； （ 3） 如果主電路發(fā)生故障，及時切換到備電且不能影響 CPU正常工作； （ 4） 根據(jù)第 3 點的要求，需要在電源檢測控制部分電路上設(shè)計儲電部分，通 23 常采用幾個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 主程序設(shè)計 主程序主要用來進行初始化，設(shè)置 8243 的口地址及控制字，并對檢測結(jié)果進行核對、控制。程序流程如圖 54所示。另外，由于聯(lián)動消防系統(tǒng)的設(shè)計在我們專業(yè)中沒有學(xué)到，確實很有困難。在此過程中，我不僅僅是鞏固學(xué)習(xí)了專業(yè)知識，還學(xué)會了不少做人的道理，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，單片機原理及應(yīng)用技術(shù)?；馂?zāi)自動報警系統(tǒng)由觸發(fā)器件、火災(zāi)警報裝置及具有其他輔助功能的裝置組成。中國電力出版社， 2020 34 （ 5）張毅剛，單片機應(yīng)用設(shè)計，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2020 （ 6）陳有卿，報警集成電路和報警器制作實例。北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2020 （ 3）余發(fā)山，單片機原理及應(yīng)用技術(shù)。 目的意義： 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，其中智能化程度也越來越高。 32 參考文獻 （ 1） 王福瑞，單片微機測控系統(tǒng)設(shè)計大全。