【正文】 位來設(shè)定。聲音報(bào)警信號(hào)由專門的語音芯片 PB2130UP002A 提供，由單片機(jī) 控制。本設(shè)計(jì)選用的是 BS212 共陰極數(shù)碼管，即就是把發(fā)光二級(jí)管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極。由于很多實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)工作環(huán)境比較復(fù)雜，所以電源設(shè)計(jì)就有很高的要求，既要穩(wěn)定，又要有很高的抗干擾能力。 電源電路板設(shè)計(jì)圖如圖 414所示。其流程圖如圖 51 所示。 根據(jù)流程圖編程如下所示。在本階段未能接觸，在這短短的 2個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，不可能形成全面系統(tǒng)的概念，因此，在本設(shè)計(jì)中對(duì)系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)以及聯(lián)動(dòng)消防裝置的設(shè)計(jì)是很粗淺。從開始選題到論文的制作都離不開老師的幫助與培養(yǎng)。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(jì)。在本次設(shè)計(jì)中不僅培養(yǎng)的是我們的團(tuán)隊(duì)意識(shí)，嚴(yán)格認(rèn)真、一絲不茍的精神，更重要的是提高了我們的專業(yè)知識(shí)，使們加深對(duì)在校這兩年多所學(xué)專業(yè)課的知識(shí)更廣闊的去閱讀其 他有關(guān)資料，提高了我們的綜合能力。北京：人民郵電出版社， 2020 （ 7）楊風(fēng)和，火災(zāi)自動(dòng)報(bào) 警消防系統(tǒng)。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。北京：人民郵電出版社， 2020 33 附錄 開題報(bào)告 1．課題的內(nèi)容介紹 任務(wù)要求： 確定報(bào)警類型（火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)） 、探測器類型、設(shè)計(jì)報(bào)警電路。還要感謝母校給我人生中最激情和放飛夢(mèng)想的大學(xué)生活。分別從以下三個(gè)方面進(jìn)一步改進(jìn)（ 1）系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方面；（ 2）系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)方面；（ 3）系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方面。 在第一、二章中，主要對(duì)火災(zāi)自動(dòng) 報(bào)警系統(tǒng)的基本狀況作了簡要分析，并對(duì)探測器作了相關(guān)的介紹。程序流程如圖 53所示。 用單片機(jī) AT89C51 控制 24V 直流電磁換向閥運(yùn)動(dòng)，信號(hào)通過單片機(jī)端口送出，經(jīng)三極管的開關(guān)放大作用，接直流固態(tài)繼電器，然后接負(fù)載，因此電磁閥是感性負(fù)載，其兩端并聯(lián)一個(gè)二極管。另外，電源檢測控制部連接到電池上，一旦發(fā)生斷電現(xiàn)象，電源檢測控制部分電路要及時(shí)地切換到電池上，并 且報(bào)告鼓掌。 22 圖 413 8243 與 AT89C51 連接圖 該芯片共有 4個(gè) 4位的并行 I/O 端口，即 P P P6 和 P7 口，這四個(gè)端口均可獨(dú)立地設(shè)置或?yàn)檩斎肟诨驗(yàn)檩敵隹凇? 圖 410 中，驅(qū)動(dòng)器的輸入端接 AT89C51 的 ，當(dāng) 輸出高電平“ 1”時(shí)， 7406的輸出為低電平，低壓電蜂鳴器引線獲得將近 5V 的直流電壓，而產(chǎn)生蜂鳴音響；當(dāng) 端輸出低電平“ 0”時(shí)， 7406 輸出端升高到約 +5V，壓電蜂 鳴器的兩引線間的直流電壓降至近于 0V，發(fā)生停止。 ⑤ 中斷處理過程 中斷處理過程分為三個(gè)階段，即中斷響應(yīng)、中斷處理和中斷返回。 （ 2） 中斷控制部分功能 8051 單片機(jī)中斷控制部分由 4 個(gè)專用寄存器組成，他們的功能分述如下： ① 中斷請(qǐng)求標(biāo)志寄存器。有了中斷系統(tǒng)能使計(jì)算機(jī)的功能更強(qiáng)，效率更高、使用更加方便靈活。只要保證脈沖寬度，一般采用頻率低于 12MHZ 的方波信號(hào)。 時(shí)鐘電路和工作方式 （ 1）時(shí)鐘電路 AT89C51 是一種內(nèi)部有一個(gè)由反向放大器所構(gòu)成的振蕩電路， XTAL1 和 XTAL2 分別為震蕩電路的輸出入端和輸出端，時(shí)鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。此電平下降的信號(hào)加到集成塊的第 15 腳，使集成塊觸發(fā)工作，第 11腳就輸出調(diào) 制的報(bào)警信號(hào)，推動(dòng)壓電陶瓷報(bào)警喇叭發(fā)出響亮的報(bào)警聲。 由圖 47可以看出， A1 是檢測電池電壓的比較器，電池的分壓與內(nèi)部穩(wěn)壓管相比較，若電池電壓較高，比較器 A1輸出高電平；若 電池電壓不足，則 A1輸出低電平，并給出電池電壓不足的報(bào)警聲。內(nèi)電離室與外電離室是串聯(lián)的，如圖 44所示。初始條件下，在 B 點(diǎn)的電位 Vb是相對(duì)穩(wěn)定的，煙霧進(jìn)入 AB之間的檢測室時(shí)，電離狀態(tài)發(fā)生變化，導(dǎo)致 AB之間的電阻阻值變化，而 BC 間組成的參照室因不感覺煙的存在，基本保持阻值初始狀態(tài)不變，根據(jù)歐姆定律，在 B點(diǎn)上分壓值發(fā)生相應(yīng)的變化，這一變化經(jīng)過電路放大，做為火警信號(hào)輸出從而實(shí)現(xiàn)煙信號(hào)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)變。聲光報(bào)警模塊由單片機(jī)和報(bào)警電路組成，由單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)不同的聲光報(bào)警（異常報(bào)警、故障報(bào)警、火災(zāi)報(bào)警）功能。本火災(zāi)報(bào)警器具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、成本低等特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)的報(bào)警裝置聲光報(bào)警裝置：首先，起火地點(diǎn)會(huì)發(fā)出聲音報(bào)警：同時(shí)，控制室會(huì)也發(fā)出聲音報(bào)警同時(shí)顯示具體的著火地點(diǎn)，報(bào)警裝置在設(shè)計(jì)的隨后章節(jié)中 10 會(huì)詳細(xì)說明。探測器的設(shè)計(jì)是本設(shè)計(jì)的中心任務(wù)，具體情況將在隨后的章節(jié)中進(jìn)行闡述。 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)原理圖如圖 31所示。 (3) 按系統(tǒng)布線方式分為： ａ 多線制火災(zāi)報(bào)警控制器：探測器與控制器的連接采用一一對(duì)應(yīng)方式。 (3) 自動(dòng)地監(jiān)視系統(tǒng)的正確運(yùn)行和對(duì)特定故障給出聲、光報(bào)警。手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕宜設(shè)置在公共活動(dòng)場所的出入口處。 （ 2） 不可復(fù)位火災(zāi)探測器。 3 根據(jù)操作后是否能復(fù)位，可分為： （ 1） 可復(fù)位火災(zāi)探測器。 它 能對(duì)火災(zāi)參數(shù) (如煙、溫度、火焰輻射、氣體濃度等 )響應(yīng)，并自動(dòng)產(chǎn)生火災(zāi)報(bào)警信號(hào) ，或向控制和指示 設(shè)備發(fā)出現(xiàn)場火災(zāi)狀態(tài)信號(hào)的裝置。 目前火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)有智能型、全總線型以及綜合型等，這些系統(tǒng)不分區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)或集中報(bào)警系統(tǒng)，可達(dá)到對(duì)整個(gè)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視。隨著我國 經(jīng)濟(jì) 的不斷 發(fā)展 、人們安全意識(shí)的增強(qiáng)、 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的進(jìn)一步完善以及智能化程度的提高，在社區(qū)家庭特 別 是高級(jí)住宅積極推廣應(yīng)用防盜、防火聯(lián)動(dòng)報(bào)警裝置或獨(dú)立式感煙探測器，對(duì)干預(yù)防居民家庭火災(zāi)是非常必要和行之有效的措施。 4 第 2 章 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)簡介 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)概述 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng) 能夠在火災(zāi)初期，將燃燒產(chǎn)生的煙霧、熱量和光輻射等物理量，通過感溫 、 感煙和感光等火災(zāi)探測器變成電信 號(hào)，傳輸?shù)交馂?zāi)報(bào)警控制器，并同時(shí)顯示出火災(zāi)發(fā)生的部位，記錄火災(zāi)發(fā)生的時(shí)間。 ④ 組件連接方式有待改善。 以火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警技術(shù)為核心的建筑消防系統(tǒng)，是預(yù)防和遏制建筑火災(zāi)的重要保障。要在智能建筑中創(chuàng)造一個(gè)安全舒適的環(huán)境，消防安全是其中的一個(gè)重要的方面。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要涵蓋以下六個(gè)方面：探測器的選型、單片機(jī)的選取、接口芯片的選取、報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)、電源的設(shè)計(jì)以及聯(lián)動(dòng)消防裝置的設(shè)計(jì)。城市建筑發(fā)展越來越快，高層建筑越來越多，建筑面積大，用電設(shè)備多，供電要求高，人員集中等特點(diǎn)，這些都給高層建筑防火問題提出了很高的要求。這些系統(tǒng)在防火救災(zāi)中起到了關(guān)鍵的作用，為保護(hù)人民的生命和財(cái)產(chǎn)作出了貢獻(xiàn)。我國使用的火災(zāi)探測器雖然都進(jìn)行了智能化設(shè)計(jì)，但由于傳感器件探測的參數(shù)較少、支持系統(tǒng)的軟件開發(fā)不成熟、各種算法的準(zhǔn)確性缺乏足夠驗(yàn)證、火災(zāi)現(xiàn)場參數(shù)數(shù)據(jù)庫不健全等，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)難以準(zhǔn)確判定粒子 (煙氣 )的濃度、現(xiàn)場溫度、光 波的強(qiáng)度以及可燃?xì)怏w的濃度、電磁輻射等指標(biāo)，造成遲報(bào)、誤報(bào)、漏報(bào)情況較多。 ⑥ 超早期火災(zāi)探測報(bào)警技術(shù)應(yīng)用還幾乎處于空白。 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的小型化是指探測部分或者說 網(wǎng)絡(luò) 中的 “ 子系統(tǒng) ” 小型化。 模擬量傳輸式智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。各應(yīng)急疏散指示燈亮，指明疏散方向 。對(duì)警戒范圍中某一點(diǎn)周圍的火災(zāi)參數(shù)作出響應(yīng)。通過遙控操作能恢復(fù)到監(jiān)視狀態(tài)。各種類型的火災(zāi)探測器是自動(dòng)觸發(fā)裝置，而在防火分區(qū)疏散通道、樓梯口等處設(shè)置的手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕是手動(dòng)觸發(fā)裝置，它應(yīng)具有應(yīng)急情況下，人工手動(dòng)通報(bào)火警的功能。 火災(zāi)報(bào)警控制器 火災(zāi)報(bào)警控制器是火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)心臟，具有下述功能： (1) 用來接受火災(zāi)信號(hào)并啟動(dòng)火災(zāi)警報(bào)裝置。 (2) 按結(jié)構(gòu)型式可分為： ａ 壁掛式火災(zāi)報(bào)警控制器：連接的探測器回路相應(yīng)少些，控制功能簡單，區(qū)域報(bào)警控制器多才用這種型式。 (4) 時(shí)鐘與火災(zāi)發(fā)生時(shí)間的記憶：系統(tǒng)中的時(shí)鐘走時(shí)通過軟件編程實(shí)現(xiàn)，具有相應(yīng)的存儲(chǔ)單元，記憶事故發(fā)生時(shí)間。探測器所要達(dá)到的任務(wù)目標(biāo)必須確定無誤的反應(yīng)探測器在規(guī)定的工作環(huán)境中的作用。本設(shè)計(jì)的接口芯片采 用并行接口芯片 8243。當(dāng)單片機(jī)探測到火情后，會(huì)自動(dòng)打開聯(lián)動(dòng)消防裝置。 圖 32 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖 11 第 4 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 硬件的組成 通過對(duì)火災(zāi)情況的分析，本設(shè)計(jì)采用 41 所示硬件組成， 報(bào)警器硬件由煙霧信號(hào)采集模塊，聲光報(bào)警模塊以及聯(lián)動(dòng)消防模塊組成。由煙霧進(jìn)入外電離室，使內(nèi)外兩電離室離子電流不同，探測器就輸出與煙霧成正比的傳感信號(hào)。如圖 43 所示。 DQ295的管腳排列如圖 46所示，其內(nèi)部功能框圖見 47所示。它由離子感煙探測器 UD02和與之配套的專用集成電路 DQ295 等組成。而且其輸出引腳和指令系統(tǒng)都與 MCS51兼容。電容值在 530PF 之間選擇。 中斷系統(tǒng) 中斷技術(shù)是計(jì)算機(jī)一項(xiàng)很重要的技術(shù)。 （ 1） 系統(tǒng)的基本組成 MCS51 系列單片機(jī)有 5 個(gè)中斷源。 20 ④ 中斷管理 受 IP 寄存器控制， CPU 將各中斷源的優(yōu)先級(jí)分為高低 2 級(jí)，并遵循以下 2 條基本原則： 1）低優(yōu)先級(jí)中斷源可以 被高優(yōu)先級(jí)中斷源中斷，反之不能。只有當(dāng)該信號(hào)為高電平時(shí)，芯片才會(huì)根據(jù)控制端的控制信號(hào)發(fā)出報(bào)警聲，否則不會(huì)發(fā)聲報(bào)警。使用時(shí)公共陰極接地，這樣陽極端輸入高電平的段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入低電平的則不點(diǎn)亮。對(duì)于要求較高的系統(tǒng)，通常電源選擇比較可靠的專業(yè)廠家設(shè)計(jì)的穩(wěn)定電源系統(tǒng)。 圖 414 電源電路板設(shè)計(jì) 消防聯(lián)動(dòng)裝置 消防聯(lián)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)中占據(jù)了重要的位置。 圖 51 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的主流程圖 讀數(shù)子程序 讀數(shù)子程序主要用來讀入 8243 輸入口的信息，并檢查是否 有報(bào)警信號(hào)，程序流程如圖 52 所示。 28 圖 54 查找報(bào)警點(diǎn)子程序流程圖 顯示及報(bào)警子程序 顯示及報(bào)警子程序主要用于對(duì)所查找的報(bào)警點(diǎn)進(jìn)行顯示報(bào)警，其程序流程如圖 55所示。 系統(tǒng)展望 在本設(shè)計(jì)中，由于采用新型離子感煙器探測器以及與之相配套的專 用集成電路，輸出的是開關(guān)量信號(hào)，使得本系統(tǒng)與傳統(tǒng)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警有著很大的不同。也離不開同學(xué)的熱心幫助和意見。中國電力出版社， 2020 （ 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。 2. 方案過程： （ 1）分析智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的單