【文章內(nèi)容簡介】 統(tǒng)的組成 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)是由觸發(fā)器件、火災(zāi)報警裝置、火災(zāi)警報裝置以及具有其它輔助功能的裝置組成的火災(zāi)報警系統(tǒng) ， 在火災(zāi)自動報警系統(tǒng)中，自動或手動產(chǎn)生火災(zāi)報警信號的器件稱為觸發(fā)件，主要包括火災(zāi)探測器和手動火災(zāi)報警按鈕。 火災(zāi)探測器 火災(zāi)探測器是火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的傳感部分， 是組成各種火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的重要組件，是 火災(zāi)自動 報警系統(tǒng)的 “ 感覺器官 ” 。 它 能對火災(zāi)參數(shù) (如煙、溫度、火焰輻射、氣體濃度等 )響應(yīng)，并自動產(chǎn)生火災(zāi)報警信號 ，或向控制和指示 設(shè)備發(fā)出現(xiàn)場火災(zāi)狀態(tài)信號的裝置?；馂?zāi)探測器是系統(tǒng)中的關(guān)鍵元件，他的穩(wěn)定性、可靠性和靈敏度等技術(shù)指標(biāo)會受到諸多因素的影響，因此火災(zāi)探測器的選擇和布置應(yīng)該嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行。 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]。 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?xì)怏w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。 2 根據(jù)感應(yīng)元件的結(jié)構(gòu)不同，可分為： 6 （ 1） 點型火災(zāi)探測器。對警戒范圍中某一點周圍的火災(zāi)參數(shù)作出響應(yīng)。 （ 2） 線型火災(zāi)探測器。對警戒范圍中某一線路周圍的火災(zāi)參數(shù)作出響應(yīng)。 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。在產(chǎn)生火災(zāi)報警信號的條件不再存在的情況下，不需要更換組件即能從報警狀態(tài)恢復(fù)到監(jiān)視狀態(tài)。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。能自動地恢復(fù)到監(jiān)視狀態(tài)。 ② 遙控復(fù)位火災(zāi)探測器。通過遙控操作能恢復(fù)到監(jiān)視狀態(tài)。 ③ 手動復(fù)位火災(zāi)探測器。通過手動調(diào)節(jié)能恢復(fù)到監(jiān)視狀態(tài)。 （ 2） 不可復(fù)位火災(zāi)探測器。在產(chǎn)生火災(zāi)報警信號的條件不再存在的情況下，需調(diào)換組件才能從報警 狀態(tài)恢復(fù)到監(jiān)視狀態(tài)或動作后不能恢復(fù)到監(jiān)視狀態(tài)。 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(qiáng)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(jìn)行模擬實驗，根據(jù)實驗選用適宜的探頭。 (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。 表 2 . 1 點型感煙、感溫火災(zāi)探測器的實用高度 [ 3 ] 房間高度( m) 感煙探測 器 感 溫 探 測 器 一 級 二 級 三 級 12h ?20 不適合 不適合 不適合 不適合 8h ? 12 適 合 不適合 不適合 不適合 6h ? 8 適 合 適 合 不適合 不適合 4h ? 6 適 合 適 合 適 合 不適合 h ? 4 適 合 適 合 適 合 適 合 火災(zāi)報警按鈕 手動火災(zāi)報警按鈕概述 7 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)應(yīng)有自動和手動兩種觸發(fā)裝置。各種類型的火災(zāi)探測器是自動觸發(fā)裝置，而在防火分區(qū)疏散通道、樓梯口等處設(shè)置的手動火災(zāi)報警按鈕是手動觸發(fā)裝置，它應(yīng)具有應(yīng)急情況下，人工手動通報火警的功能。 2 手動火災(zāi)報警按鈕的設(shè)置 每個防火分區(qū)應(yīng)至少設(shè)置一只手動火災(zāi)報警按鈕。從一個防火分區(qū)內(nèi)的任何位置到最鄰近的一個手動火災(zāi)報警按鈕的距離，不應(yīng)大于 30m。手動火災(zāi)報警按鈕宜設(shè)置在公共活動場所的出入口處。手動火災(zāi)報警按鈕應(yīng)設(shè)置在明顯的和便于操作的部位。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。 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。因為集中控制器設(shè)在消防室內(nèi)，能更快采取措施，所以當(dāng)沒有集中報警器時，它才接入?yún)^(qū)域報警器，但應(yīng)單獨占用一個部位號。 火災(zāi)報警控制器 火災(zāi)報警控制器是火災(zāi)自動報警系統(tǒng)心臟，具有下述功能： (1) 用來接受火災(zāi)信號并啟動火災(zāi)警報裝置。該設(shè)備也可用來指示著火部位和記錄有關(guān)信息。 (2) 能通過火警發(fā)送裝置啟動火災(zāi) 報警信號或通過自動消防滅火控制裝置啟動自動滅火設(shè)備和消防聯(lián)動控制器。 (3) 自動地監(jiān)視系統(tǒng)的正確運行和對特定故障給出聲、光報警。 火災(zāi)報警控制器分類 火災(zāi)報警控制器種類繁多，根據(jù)不同的方法可分成不同的類別。 (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。 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。 ｃ 控制中心火災(zāi)報警控制器：它兼有區(qū)域，集中兩級或火災(zāi)報警控制 器的特點，即可以作區(qū)域級使用，連接控制器；又可以作集中級使用，連接區(qū)域火災(zāi)報警控制器。 (2) 按結(jié)構(gòu)型式可分為： ａ 壁掛式火災(zāi)報警控制器：連接的探測器回路相應(yīng)少些，控制功能簡單，區(qū)域報警控制器多才用這種型式。 ｂ 臺式火災(zāi)報警控制器：連接探測器回路數(shù)較多，聯(lián)動控制較復(fù)雜，集中式報警 8 器常采用這種方式。 ｃ 框式火災(zāi)報警控制器：可實現(xiàn)多回路連接，具有復(fù)雜的聯(lián)動控制。 (3) 按系統(tǒng)布線方式分為： ａ 多線制火災(zāi)報警控制器：探測器與控制器的連接采用一一對應(yīng)方式。 ｂ 總線制火災(zāi)報警控制器：控制器與探測器采用總 線方式連接，探測器并聯(lián)或串聯(lián)在總線上。 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。 (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。 (3) 火警優(yōu)先：在故障報警或已處理火警時，若發(fā)生火警則報火警，而當(dāng)火警清除后又自動報原有的故障。 (4) 時鐘與火災(zāi)發(fā)生時間的記憶：系統(tǒng)中的時鐘走時通過軟件編程實現(xiàn)，具有相應(yīng)的存儲單元，記憶事故發(fā)生時間。 (5) 自檢功能：為了提高報警系統(tǒng)的可靠性，控制器設(shè)置了檢查功能，可定期或不定期的進(jìn)行模擬火警檢查。 9 第 3 章 系統(tǒng)原理及總體設(shè)計方案 系統(tǒng)原理 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)計主要有六個方面：探測器的選取、單片機(jī)的選取、接口芯片的選區(qū)、報警裝置、電源以及消防聯(lián)動裝置的設(shè)計。 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)原理圖如圖 31所示。現(xiàn)場火災(zāi)報警通過探測器對火災(zāi)信息進(jìn)行檢測，從而判斷火災(zāi)的發(fā)生具體位置。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。 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。探測器的作業(yè) 環(huán)境是非常重要的，這決定了在具體環(huán)境中探測器是的選型問題。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。基于火災(zāi)的特殊情況，本設(shè)計選用離子感煙探測器。相對于其它探測器，離子探測器能在火災(zāi)早期做出早期準(zhǔn)確的判斷。探測器的設(shè)計是本設(shè)計的中心任務(wù)，具體情況將在隨后的章節(jié)中進(jìn)行闡述。 第二，單片機(jī)的選取。根據(jù)要求，本設(shè)計選用的單片機(jī)是 AT89C51。該單片機(jī)的具體情況將在隨后的章節(jié)中進(jìn)行闡述。 第三，接口芯片。本設(shè)計的接口芯片采 用并行接口芯片 8243。有關(guān) 8243 的資料將在隨后的章節(jié)中談到。 第四，報警裝置。本設(shè)計的報警裝置聲光報警裝置：首先，起火地點會發(fā)出聲音報警：同時，控制室會也發(fā)出聲音報警同時顯示具體的著火地點，報警裝置在設(shè)計的隨后章節(jié)中 10 會詳細(xì)說明。 第五，電源的設(shè)計。當(dāng)單片機(jī)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。電源設(shè)計見隨后章節(jié)。 第六，消防聯(lián)動裝置。當(dāng)單片機(jī)探測到火情后，會自動打開聯(lián)動消防裝置。消防聯(lián)動裝置的設(shè)計見隨后章節(jié)。 系統(tǒng)總構(gòu)架設(shè)計 該火災(zāi)自動報警控制系統(tǒng)，能對監(jiān)測點進(jìn)行自動檢測，一旦發(fā)現(xiàn)火情能立即報警，并能指示發(fā)生火災(zāi)的地方。本火災(zāi)報警器具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、成本低等特點。 由于該系統(tǒng)主要用于多點集中檢測報警，故能對受測點進(jìn)行巡回檢測，若有火情方可報警，并用數(shù)字指示出發(fā)生火災(zāi)的地點。該系統(tǒng)的探測器選用開關(guān)量探測器。系統(tǒng)端部分選用音響報警電路及數(shù)碼顯示電路。硬件電路圖如圖 32所示。 圖 32 火災(zāi)報警系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖 11 第 4 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 硬件的組成 通過對火災(zāi)情況的分析，本設(shè)計采用 41 所示硬件組成， 報警器硬件由煙霧信號采集模塊，聲光報警模塊以及聯(lián)動消防模塊組成。圖中 1,2,3 組成數(shù)據(jù)采集模塊， 4,5 組成聲光報警模塊， 5,6 組成聯(lián)動消防裝置。其中， 1為探測器，將現(xiàn)場煙霧濃度這一非電信號轉(zhuǎn)換為電信號； 2 為信號調(diào)理電路，將探測器輸出電信號進(jìn)行調(diào)理（放大、濾波等），使之滿足比較轉(zhuǎn)換電路的要求； 3 為比較轉(zhuǎn)換電路，完成將煙霧探測器輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。聲光報警模塊由單片機(jī)和報警電路組成，由單片機(jī)控制實現(xiàn)不同的聲光報警（異常報警、故障報警、火災(zāi)報警）功能。下面對上述的各模塊進(jìn)行詳細(xì)的介紹。 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(jī)。 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。 離子感煙探測器由兩個電離室組成，外電離室有空與外界相通，煙霧可進(jìn)入電離室，而內(nèi)電離室是封閉的，煙霧不能進(jìn)入。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。 離子 煙霧探測器的工作原理如圖 42所示。 12 圖 42 離子感煙探測器工作原理圖 在正常工作狀態(tài)下，放射源發(fā)出得射線電離了電離室的空氣，便有電流從 A經(jīng) B流向C，這時電離室是一個典型的電阻元件。初始條件下，在 B 點的電位 Vb是相對穩(wěn)定的，煙霧進(jìn)入 AB之間的檢測室時，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，做為火警信號輸出從而實現(xiàn)煙信號到電信號的轉(zhuǎn)變。 如果在極板 P1和 P2 間加上 一個電壓 E，極板極板原來做雜亂無