【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 碼、單位名稱、火情級(jí)別以及報(bào)警時(shí)間等 )，同時(shí)產(chǎn)生聲光報(bào)警信號(hào)，并按事先預(yù)留的電話號(hào) 碼自動(dòng)撥號(hào)通知單位有關(guān)負(fù)責(zé)人。消防指揮中心根據(jù)接收到的火警信息，立即在消防信息數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢單位位置、周圍道路、交通、水源情況等基本信息，根據(jù)所獲得的信息迅速確定最佳救火方案，通過網(wǎng)絡(luò)將出警命令直接下達(dá)各消防中隊(duì)。 6 小結(jié) 隨著科學(xué)技術(shù)水平迅猛發(fā)展，安全防范技術(shù)也得到迅速發(fā)展。智能住宅的安全防范系統(tǒng)正朝著多功能型方向發(fā)展，這種多功能型安全防范系統(tǒng)具有安全對(duì)講、防盜報(bào)警、防火（火災(zāi)報(bào)警）、防煤氣泄漏、家用電器設(shè)備自動(dòng)控制等綜合性功能，它能更有效保證居民的生命和財(cái)產(chǎn)的安全。 7 參考文獻(xiàn) 單片機(jī)原理及應(yīng)用 張偉主編 機(jī)械工業(yè)出版社 單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 張毅坤 陳善久 裘雪紅編著 西安電子科技大學(xué)出版社 百度搜索引擎 GOOGLE搜索引擎 8 智能火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng) 摘要 ： 介紹一種智能火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)及其工作原理．智能防火技術(shù)研究的主要內(nèi)容是：火災(zāi)參數(shù)的檢測(cè)技術(shù)，火災(zāi)信息處理與自動(dòng)報(bào)警技術(shù)， 消防設(shè)備聯(lián)動(dòng)與協(xié)調(diào)控制技術(shù)，消防系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)管理技術(shù)，以及火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、構(gòu)成、管理和使用等．該系統(tǒng)由單片機(jī)構(gòu)成，采用了獨(dú)特的整體解決方案，其主要特點(diǎn)為：低功耗，模擬量，報(bào)警迅速和抗干擾能力強(qiáng) . 關(guān)鍵詞：智能火災(zāi)報(bào)警控制器；模擬信號(hào)；單片機(jī)；煙霧探測(cè)器。 Intelligent fire alarm and control system Abstract： introduces a kind of intelligent fire alarm control system and its working principle． The main research works on intelligent fire control technology are the detection of fire parameters， the process of fire information and automatic alarm， fire control equipment linkage and harmony control ， management of firecontrol system ， the design ，construction， management， use of puter supervising system of fire contro1． Single chip is adopted in the system for a special solution is given． The main characteristics are low power los， analog signals， quick alarming and strong anti— interferenceability． application in fire control system ． Key words： intelligent fire alarm controller； analog signals； single— chip microputer； Smog detector 9 緒 論 進(jìn)入上世紀(jì) 90 年代后，我國(guó)經(jīng)濟(jì)步入高速發(fā)展的時(shí)期，城市化建設(shè)不斷加快，城市建筑也由分散式低密度向集中式高密度過渡，林立的高層建筑成了城市的主要 的 標(biāo)志。居民住進(jìn)了高層塔樓，企業(yè)搬進(jìn)了摩天 大樓 ，高層建筑有效利用空間，節(jié)約了城市中本就十分緊張的土地資源。任何事物的發(fā)展都具有兩面性，高層建筑中各種通訊線路、動(dòng)力和照明線路、以及各種系統(tǒng)中線路縱橫交錯(cuò)，致使火災(zāi)的發(fā)生概率也在大幅增加。加之現(xiàn)代建筑的密閉性較強(qiáng)，一旦發(fā)生火災(zāi)，整幢大樓就像一個(gè)大的火爐，而樓梯道、各種通風(fēng)管道、線路豎井都是效果極佳的火筒，從而給滅火施救造成了巨大的難度，對(duì)火災(zāi)發(fā)生后及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)控制的要求促使了火災(zāi)報(bào)警產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。 與此同時(shí)，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的飛速發(fā)展又為人類實(shí)現(xiàn)更加理想化的生活提供了可能．智能小區(qū)應(yīng)運(yùn)而生了。在智能小區(qū)內(nèi)安裝智能型火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)是必不可少的。智能型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)是一個(gè)集信號(hào)檢測(cè)、傳輸、處理和控制于一體的控制系統(tǒng)，代表了當(dāng)前火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展方向。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及國(guó)內(nèi)外經(jīng)濟(jì)的迅速增長(zhǎng)，市場(chǎng)上迫切需要一種容量大、性能優(yōu)越、可靠性高、便于安裝、使用和維護(hù)的智能型火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)。 我國(guó)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制系統(tǒng)經(jīng)歷了從無到有、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的發(fā)展過程，其智能化程度也越來越高。目前 ，國(guó)產(chǎn)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)均采用漢字顯示，價(jià)格低廉，適合我國(guó)國(guó)情，但是火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng) 由于多數(shù)沒有分布智能，可靠性低，且產(chǎn)品沒有形成系列化、品種不全，產(chǎn)品的外觀也較差，編程復(fù)雜，調(diào)試不方便，設(shè)備兼容性差。國(guó)外產(chǎn)品多數(shù)具有分布智能，可靠性高，產(chǎn)品具有系列化、品種齊全，產(chǎn)品外觀美觀，人機(jī)對(duì)話功能強(qiáng)。缺點(diǎn)是多數(shù)沒有漢化，操作維護(hù)不便，價(jià)格較高，設(shè)備兼容性差。 根據(jù)以上的分析，開發(fā)具有國(guó)際先進(jìn)水平的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)備，價(jià)格介于進(jìn)口設(shè)備和國(guó)產(chǎn)設(shè)備之間，從而具有很高的性能價(jià)格比， 因此，研制一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的智能型火災(zāi)報(bào)警器是非常必要的。 10 當(dāng)報(bào)警器監(jiān)測(cè)到火情信息后， 將表征火災(zāi)參 數(shù)的物理量轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，通過電子線路將其放大、變換、傳輸、處理， 直接通過 Modem經(jīng)公用電話交換網(wǎng)迅速向消防指揮中心報(bào)告火情信息 (包括火災(zāi)單位編碼、單位名稱、火情級(jí)別以及報(bào)警時(shí)間等 )，同時(shí)產(chǎn)生聲光報(bào)警信號(hào)，并按事先預(yù)留的電話號(hào) 碼自動(dòng)撥號(hào)通知單位有關(guān)負(fù)責(zé)人。消防指揮中心根據(jù)接收到的火警信息，立即在消防信息數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢單位位置、周圍道路、交通、水源情況等基本信息，根據(jù)所獲得的信息迅速確定最佳救火方案，通過網(wǎng)絡(luò)將出警命令直接下達(dá)各消防中隊(duì)。 方案一 當(dāng)被監(jiān)視的環(huán)境中煙霧急劇增加時(shí) ，使空氣中的透光性惡化，此時(shí)光敏三極管接收到的光通量減少，其內(nèi)阻增大，串聯(lián)感光電路中的電流也隨之減小，使報(bào)警電路工作，發(fā)出報(bào)警聲響。如圖 11 所示。 圖 11 圖 11 . 2 方案二 智能型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)要求選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)值低廉的元器件構(gòu)成，而且 要考慮其實(shí)用性。 傳感器的選?。? 要準(zhǔn)確地進(jìn)行火災(zāi)報(bào)警，選擇合適的溫度和煙霧傳感 器是準(zhǔn)確報(bào)警的前提。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。 硬件電路方框圖如圖 12 所示： 光敏三極管 反饋電路 報(bào)警電路 11 圖 12 比較以上兩種方案，方案一是采用的傳統(tǒng)的模擬控制方式，其難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控 制和計(jì)算，控制方案也比較麻煩。方案二是采用以 AT89C51 為核心的單片機(jī)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn) 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 ， 當(dāng)報(bào)警器監(jiān)測(cè)到火情信息后，直接通過 Modem經(jīng)公用電話交換網(wǎng)迅速向消防指揮中心報(bào)告火情信息 (包括火災(zāi)單位編碼、單位名稱、火情級(jí)別以及報(bào)警時(shí)間等 )，同時(shí)產(chǎn)生聲光報(bào)警信號(hào)，并按事先預(yù)留的電話號(hào)碼自動(dòng)撥號(hào)通知單位有關(guān)負(fù)責(zé)人， 大大提高了系統(tǒng)的智能化程度，并且系統(tǒng)所測(cè)結(jié)果的精度很高。該方案比較使用，技術(shù)也比較成熟，普及程度比較高。經(jīng)過比較，本設(shè)計(jì)決定采用第二種方案 第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 原理 系統(tǒng)組成原理 一般小型防火單位火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)如 系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)框圖 所示?，F(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)報(bào)警器通過對(duì)傳感器火情信息的檢測(cè)， 通過放大器將信號(hào)進(jìn)行放大，然后通過 A/D 轉(zhuǎn)換，將信號(hào)送到單片機(jī)， 使用智能識(shí)別算法實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)的監(jiān)測(cè)。當(dāng)報(bào)警器監(jiān)測(cè)到火情信息后，直接通過 Modem 經(jīng)公用電話交換網(wǎng)迅速向消防指揮中心報(bào)告火情信息 (包括火災(zāi)單位編碼、單位名稱、火情級(jí)別以及報(bào)警時(shí)間等 )，同時(shí)產(chǎn)生聲光報(bào)警信號(hào)，并按事先預(yù)留的電話號(hào)碼自動(dòng)撥號(hào)通知單位有關(guān)負(fù)責(zé)人。消防指揮中 12 心根據(jù)接收到的火警信息，立即在消防信息數(shù)據(jù)庫(kù)中 查詢單位位置、周圍道路、交通、水源情況等基本信息，根據(jù)所獲得的信息迅速確定最佳救火方案，通過網(wǎng)絡(luò)將出警命令直接下達(dá)各消防中隊(duì)。本文將詳細(xì)介紹小型防火單位語音數(shù)字聯(lián)網(wǎng)報(bào)警器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 系統(tǒng) 原理設(shè)計(jì)框圖 如圖 12 所示 C23B24A25D017D114D215D38D418D519D620D721A L E22S T A R T6OE9V C C11A IN 026A IN 127A IN 228A IN 31A IN 42A IN 53A IN 64A IN 75C R E F +12V R E F 16CLK10E O C70 8 0 9VSS13U2A D C 08 0 91D32D43D74D85D136D147D178D181Q22Q53Q64Q95Q126Q157Q168Q19V C C20GND10OC1C117 4 L S 3 7 3U37 4L S 3 731 2/3 403 403 403 40D1D2D3D4C 1 +1V+2C 1 3C 2 +4C 2 5V6T 2O U T7R 2 IN8R 2 O U T9T 2I N10T 1I N11R 1 O U T12R 1 IN13T 1O U T14GND15V C C16U4M A X 2 32+ 5V綠燈黃燈紅燈紅燈C11 uFC21 uFC31 uFC?3 0p FC41 uF0 .1 u FC?3 0p F+ 5VP 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78R E S E T9P 3. 010P 3. 111P 3. 212P 3. 3 /IN T 113P 3. 414P 3. 515P 3. 6 /W R16P 3. 7 /R D17X T A L 218X T A L 119V S S20P 2. 021P 2. 122P 2. 223P 2. 324P 2. 425P 2. 526P 2. 627P 2. 728P S E N29A L E30E A /V p p31P 0. 732P 0. 633P 0. 534P 0. 435P 0. 336P 0. 237P 0. 138P 0. 039V C C408 9 C 5 1U1A T 89 C 5 111 2M H Z+ C?1 0u FR?1 0K+ 5V+ 5VR?R E S 2+ 12 V+ 5V+ 5V 第三章 傳感器電路及接口 傳感器的工作原理及組成 傳感器是能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。其中，敏感元件是指?jìng)鞲衅髦心苤苯痈惺鼙粶y(cè)量的部分，轉(zhuǎn)換 元件指?jìng)鞲衅髦心軐⒚舾性敵鲛D(zhuǎn)換為適于傳輸和測(cè)量的電信號(hào)部分。傳感器輸出信號(hào)有很多形式，如電壓、電流、頻率、脈沖等，輸出信號(hào)的形式由傳感器的原理確定。 13 傳感器的組成 ： 一般講傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。但是由于傳感器輸出信號(hào)一般都很微弱。需要有信號(hào)調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換電路將其放大或轉(zhuǎn)換為容易傳輸、處理、記錄和顯示的形式。隨著半導(dǎo)體器件與集成技術(shù)在傳感器中的應(yīng)用，傳感器的信號(hào)調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換電路可能安裝在傳感器的殼體里或與敏感元件一起集成在同一芯片上。因此，信號(hào)調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換電路以及所需電源都應(yīng)作為傳感器組成的一部分 。如圖 31所示： 常用的信號(hào)調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換電路有放大器、電橋、振蕩器、電荷放大器等，它們分別與相應(yīng)的傳感器相配合。本系統(tǒng)所用到的是氣體傳感器和溫度傳感器。 氣體、門磁開關(guān)和溫度傳感器 氣體傳感器 火災(zāi)中氣體煙霧主要是 CO2 和 CO。 TGS202 氣體傳感器應(yīng)用電路如圖 32 所示，它能探測(cè) CO2， CO，甲烷、煤氣等多種氣體，他靈敏度高，穩(wěn)定性好，氣體傳感器 TGS202 適合于火災(zāi)中氣體的探測(cè)。如圖 31所示，當(dāng) TGS202 探測(cè)到 CO2或 CO 時(shí)，傳感器的內(nèi)阻變 小， VA 迅速上升。選擇適當(dāng)?shù)碾娮枳柚?，使得?dāng)氣體濃度達(dá)到一定程度 (如 CO 濃度達(dá)到 0． 06％ )時(shí)， VA 端獲得適當(dāng)?shù)碾妷?(設(shè)為 3 V)。 14 圖 32 、 門控傳感器 門控傳感器采用熱電式傳感器 IRA－ E100SZ1，當(dāng)檢測(cè)到有人接 觸時(shí)，傳感器接收到的溫度升高，接收到的信號(hào)經(jīng)過交流放大器放大，使傳感器的弱小電壓升高，使輸出能使 ADC0809 能夠識(shí)別的電壓值，當(dāng)電壓值小于 時(shí)，可以認(rèn)為傳感器正常工作，輸出為“ 0”。當(dāng)電壓高于 以后，就被認(rèn)為是有人接觸到此傳感器，送到 ADC0809 的信號(hào)就會(huì)為“ 1”，通過主機(jī)發(fā)出報(bào)警信號(hào)通知用戶，如圖 33所示。 溫度傳感器 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。 應(yīng)用 電路如圖 34所示。由于 AD590 是電流型溫度傳感器，他的輸出同絕對(duì) 溫度成正比，即 1μA/k ，而數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片 ADC0809 的輸入要求是電壓量，所以在 AD590的負(fù)極接出一個(gè) 10 kΩ 的電阻 R1 和一個(gè) 100Ω 的可調(diào)電阻 W，將電流量變?yōu)殡妷毫克腿?ADC0809。通過調(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。 15 AD590 只需單電源工作，輸出的是電流而不是電壓，因此，抗干擾能力強(qiáng)，要求的功率很低（ +5V/+25176。 C），使得 AD590 特別適于工作運(yùn)動(dòng)測(cè)量。因?yàn)槭歉咦杩闺娏鬏敵觯蚤L(zhǎng)線上的電阻對(duì)器件工作上影響不大。用絕緣良好的雙絞線連接 ，可以使器件在距