【正文】 系統(tǒng)可以分為以下四種： （ 1）感溫型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng) 由于火災(zāi)發(fā)生時(shí)燃燒物會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，使得周圍溫度迅速變化。圖 為火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖 [14] 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 單片機(jī)是整個(gè)報(bào)警系統(tǒng)的核心， 系統(tǒng)的工作原理是：先通過(guò)傳感器 (包括溫感和煙感 )將現(xiàn)場(chǎng)溫度、煙霧等非電信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，調(diào)理電路將傳感器輸出的電信號(hào)進(jìn)行調(diào)理 (放大、濾波等 )，使之滿足 A /D 轉(zhuǎn)換的要求 ,最后由 A /D 轉(zhuǎn)換電路 ,完成將溫度傳感器和煙霧傳感器輸出的模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，單片機(jī)判斷現(xiàn)場(chǎng)是否發(fā)生火災(zāi)。同時(shí)，發(fā)出含有紅、紫外線的火焰，散發(fā)出大量的熱量 [11]。一旦發(fā)生火災(zāi)，將對(duì)人的生命和財(cái)產(chǎn)造成極大的危害 [7]。 近年來(lái)，采用無(wú)線通信方式的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)在國(guó)外悄然興起。工程試驗(yàn)結(jié)果充分顯示了技術(shù)的可行性和實(shí)現(xiàn)的有效性。實(shí)踐表明 ,單片機(jī) 技術(shù)在系統(tǒng)報(bào)警和其它一些自動(dòng)控制領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用前景。這一階段，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)簡(jiǎn)單，僅靠單一的溫度參量進(jìn)行火災(zāi)判斷。集中式系統(tǒng)由智能型控制器和若干非智能探測(cè) 7 節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，探測(cè)節(jié)點(diǎn)僅將火災(zāi)參量傳送給控制器，由控制器智能地判斷火災(zāi)狀態(tài)；分布式系統(tǒng)的控制器和探測(cè)節(jié)點(diǎn)均為智能型，也是今后火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展方向 [6]?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)能對(duì)火災(zāi)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和準(zhǔn)確報(bào)警，有著防止和減少火災(zāi)危害、保護(hù)人身安全和財(cái)產(chǎn)安全的重要意義，有著很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。通過(guò)大量的研究表明陰燃是誘發(fā)火災(zāi)的重要原因 [12]。 (4)火災(zāi)報(bào)警功能。 （ 3）感光型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng) 物質(zhì)燃燒不但會(huì)產(chǎn)生煙霧和熱量，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生可見(jiàn)或不可見(jiàn)的光輻射。一種是運(yùn)用金屬熱脹冷縮的特性。通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)電阻 ， 便可在輸出端 VT 獲得與絕對(duì)溫度成正比的電壓量 ， 即 10 mV/K。只要 /REC 變低（不管芯片處在節(jié)電狀態(tài)還是正在放音），芯片即開(kāi)始錄音。 地址（ A0~A7） ： 地址端有兩個(gè)作用，取決于最高（ MSB）兩位 A A6 的狀態(tài)。 （ B） ALE/ P （ 30腳）：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（允許地址鎖存信號(hào)）以每機(jī)器周期兩次的信號(hào)輸出，用于鎖存出現(xiàn)在 P0口的低 （ C） PSEN(29 腳 ):片外程序存儲(chǔ)器讀選通輸出端 ,低電平有效。 (C)P2 口（ 21腳～ 28 腳）： ～ 統(tǒng)稱為 P2 口，一般可作為準(zhǔn)雙 向 I/O接口。 （ 2）最大不可調(diào)誤差： ADC0809為 ? 1LSB。本設(shè)計(jì)中使用石英晶體，電容的容值設(shè)定為30pF。 A， B 和 C 為地址輸入線，用于選通 IN0IN7 上的一路模擬量輸入 . 當(dāng) =0 時(shí)，與寫(xiě)信號(hào) WR 共同選通 ADC0809。當(dāng) OE 為高電平時(shí)，O0~O7 呈高阻態(tài)，既不驅(qū)動(dòng)總線，也不為總線的負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。采樣時(shí)，把相應(yīng)的模擬電壓信號(hào)從 Vi 端送進(jìn) LM324A 進(jìn)行放大處理后，從 Vo 端輸出送入 A/D 轉(zhuǎn)換電路。開(kāi)發(fā)人員可用 IDE 本身或其它編輯器編輯 C 或匯編源文件。為了降低誤報(bào)率，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)溫度煙霧采用了兩次采集、兩次判斷的方法。 本論文是在對(duì)煙霧、溫度傳感器和報(bào)警技術(shù)進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，全面比較國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)，合理地確定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，并對(duì)儀器的整體設(shè)計(jì)和各個(gè)組成部分進(jìn)行了詳細(xì)的分析和設(shè)計(jì)。而且，對(duì)工程設(shè)計(jì)的流程和步驟有了清晰的認(rèn)識(shí)，為自己日后的學(xué)習(xí)和研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。綜合兩次溫度煙霧信號(hào)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(chǎng)情況： 2 個(gè)寄存器變量均為 0，表示情況正常； 2 個(gè)中僅有 1 個(gè)為 1，表示情況異常； 2 個(gè)均為 1，表示有火災(zāi)發(fā)生。這部分實(shí)現(xiàn)的功能包括各種 I/O 輸入輸出狀態(tài)的設(shè)定、寄存器初始化、中斷使能等。 Keil C51 軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和 功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，全 Windows 界面。 對(duì)于傳感器輸出的模擬信號(hào)，一般要用運(yùn)算放大器對(duì)其進(jìn)行調(diào)理或 放大，以滿足 A/D 轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入模擬量幅值及極性的要求。 由于本火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)只采集溫度、煙霧信號(hào)，經(jīng)過(guò)調(diào)理的溫度、煙霧信號(hào)分別進(jìn)入 ADC0809 的 IN0和 IN1端口，其余輸入引腳接地， 8個(gè)數(shù)字量輸出引腳接 80C51的 P0口。 25 圖 38 80C51 晶振和復(fù)位電路原理圖 數(shù)據(jù)采集電路 本設(shè)計(jì)中的 A/D 使用的是通用 8位芯片 ADC0809， 煙霧、溫度傳感器的輸出端經(jīng)過(guò)放大電路后分別接到 ADC0809 的 IN0 和 IN1。 單片機(jī)外圍接口電路 晶振電路 晶振電路為單片機(jī) 80C51 工作提供時(shí)鐘信號(hào)，芯片中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器， 引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。 目前有很多類型的 A／ D 轉(zhuǎn)換芯片，它們?cè)谵D(zhuǎn)換速度、轉(zhuǎn)換精度、分辨率以及使用價(jià)值上都各具特色，綜合全部因素設(shè)計(jì)決定采用美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的 CMOS 工藝 8 通道 ， 8 位逐次逼近式 A/D轉(zhuǎn)換器 ADC0809。對(duì)于片內(nèi)含有 EPROM 的單片機(jī)，當(dāng) EPROM 編程時(shí)，從 P0 口輸入指令字節(jié)，而當(dāng)檢驗(yàn)程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。 （ 3）控制信號(hào)或與其它電源復(fù)用引腳 控制信號(hào)或與其它電源復(fù)用引腳有 RST/VPD、 ALE/P、 PSEN 和 EA/VPP 等 4種形式。錄音時(shí) ,它們都呈高阻態(tài) 。 圖 32 TGS202 應(yīng)用電路圖 ISD1420 語(yǔ)音芯片 ISD1420 引腳 17 圖 3 3 ISD1420 引腳 ISD1420 各引腳及其功能介紹 電源（ VCCA， VCCD） ： 芯片內(nèi)部的模擬和數(shù)字電路使用不同的電源總線，并且分別引到外封裝上，這樣可使噪聲最小。綜合考慮各因素 ， 本文選擇集成溫度傳感器 AD590 和氣體傳感器 TGS202 用作采集系統(tǒng)的敏感元件 。還有 一種叫管道抽吸式感煙探測(cè)器，他的工作原理與光電感應(yīng)探測(cè)器中另一種散射型相似，通過(guò)煙霧的反射或散射產(chǎn)生光敏電流，主要用在船舶上。 (2)感煙型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng) 煙霧是早期火災(zāi)的重要特征之一。 (2)系統(tǒng)故障報(bào)警功能。 根據(jù)火災(zāi)發(fā)生時(shí)產(chǎn)生現(xiàn)象的不同，可 以將火災(zāi)分為慢速陰燃、明火和快速發(fā)展火焰等。 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng) (FAS)就是為了滿足這一需求而研制出的，并且其自身的技術(shù)水平也在隨著人們需求的不斷地提高，在功能、結(jié)構(gòu)、形式等方面不斷地完善。 隨著科技進(jìn)步和元器件成本的降低，無(wú)線火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的研發(fā)和生成成本也隨之降低，它在性能和價(jià)格上都具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，其市場(chǎng)潛力已經(jīng)嶄露頭角 [5]。 有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)表明：凡是安裝了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的場(chǎng)所，發(fā)生了火災(zāi)一股地說(shuō)都能及早報(bào)警，不會(huì)釀成重大火災(zāi)。 1 基于 80C51 智能火災(zāi)語(yǔ)音報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 目前，隨著電子產(chǎn)品在人類生活中的使用越來(lái)越廣泛，由此引起的火災(zāi)也越來(lái)越多，在我們生活得四周到處潛伏著火災(zāi)隱患。 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 根據(jù)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的突發(fā)性、立體性和區(qū)域不確定性 ,使攻防 界線模糊 ,作戰(zhàn)方向多變 ,戰(zhàn) 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)已有百余年的發(fā)展歷史， 19 世紀(jì) 40 年代美國(guó)誕生的火災(zāi)報(bào)警裝置標(biāo)志著火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)首次進(jìn)入人們的視野 [1]。 在我國(guó)，采用的無(wú)線通信方式的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)日益受到重視。 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)能迅速監(jiān)測(cè)火情，可發(fā)現(xiàn)人們不易發(fā)覺(jué)的火災(zāi)早期特征，可將火災(zāi)帶來(lái)的生命財(cái)產(chǎn)損失降到最低限度。陰燃就是在疏松或顆粒介質(zhì)中形成的緩慢進(jìn)行的熱解和氧化反應(yīng)，它能長(zhǎng)時(shí)間自行維持并傳播，當(dāng)條件發(fā)生變化時(shí)，或者自行熄滅，或者轉(zhuǎn)化為明火。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)硬件 故障時(shí)，能發(fā)出故障報(bào)警信號(hào)。在火災(zāi)發(fā)生的初期，由于溫度比較低，許多物質(zhì)都處于陰燃階段，產(chǎn)生大量的煙霧 。近年來(lái)還出現(xiàn)了激光感煙探測(cè)器，它也是利用光電感應(yīng)原理，不同的是光源改用激光束。 AD590 是美國(guó) Analog Devices 公司生產(chǎn)的一種電流型二端溫度傳感器。模擬和數(shù)字電源端最好分別走線，盡可能在靠近供電端處相連，而去耦電容應(yīng)盡量靠近芯片。節(jié)電模式下 ,它們保持為低電平。 （ A） RST/VPD（ 9腳）： RST 即為 RESET， VPD 為備用電源，所以該引腳為單片機(jī)的上電復(fù)位或掉電保護(hù)端。 (B)P1 口（ 1腳～ 8 腳）： ～ 統(tǒng)稱為 P1 口，可作為準(zhǔn)雙向 I/O 接口使用。其內(nèi)部有一個(gè) 8 通道多路開(kāi)關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通 8路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。這個(gè)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(gòu)成自激振圖 37 ICM7218 引腳圖及內(nèi)部框圖 24 蕩器。 ADC0809 的通道選擇地址由80C51 的 ～ 經(jīng)地址鎖存器 74LS373 輸出提供 。單片機(jī)的 P0口接受 ADC0809傳輸來(lái) 8 位數(shù)字量，向 A/D輸出的 8位地址經(jīng)地址鎖存器 74LS373 鎖存，選擇低3位地址作為 A/D的通道選 通地址。在本報(bào)警器電路中，同樣要對(duì)兩類傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行放大調(diào)理。另外重要的一點(diǎn)， Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。首先設(shè)定定時(shí)器工作方式，然后開(kāi)系統(tǒng)中斷，以便響應(yīng)中斷定時(shí)，及時(shí)對(duì)氣體濃度和溫度進(jìn)行采樣。系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行報(bào)警判斷后，間隔 20s后（通過(guò)系統(tǒng)的延時(shí)程序?qū)崿F(xiàn)），再一次采集現(xiàn)場(chǎng)的溫度煙霧信號(hào)進(jìn)行判斷，即每一次語(yǔ)音報(bào)警持續(xù) 20s，直到系統(tǒng)做出下一次判斷結(jié)果。 38 參考文獻(xiàn) [1] ， ， ， A .Coping. A simulation model for studying the implementation of performancebased fire safety design in buildings [J].Automations in Construction， 1998， 17(7)： 852~ 863. [2] ， ， . Intelligent building research： a review [J].Automation in Construction， 2020， 14 (l)： 143~159. [3] 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. [4] Vaughn Bradshaw. The Building Environment: Active and Passive Control systems[M].John Wiley amp。 結(jié)論 37 火災(zāi)報(bào)警器可保障生產(chǎn)與生活的安全，避免火災(zāi)和爆炸事故以及煤氣中毒的發(fā)生，它是防火、防爆和安全生產(chǎn)所必備的儀器，具有廣闊的市場(chǎng)空間與發(fā)展前景。 34 圖 42 主程序初始化流程圖 ． 3 數(shù)據(jù)采 集子程序 數(shù)據(jù)采集是火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)。 C51 工具包的整體結(jié)構(gòu)中，μ Vision 與 Ishell 分別是 C51 for Windows 和 for Dos 的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 (IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開(kāi)發(fā)流程。從傳感器采集過(guò)來(lái)的微弱電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)電壓放大器的放大，得到較強(qiáng)的模擬電壓信號(hào)。 表 ADC0809 通道選通 通入通道 IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 A 0 0 0 0 1 1 1 1 B 0 0 1 1