【文章內容簡介】 報警功能。 河南大學民生學院本科畢業(yè)論文 3 2 智能火災報警模塊原理 系統(tǒng)總體框圖 圖 1 火災報警系統(tǒng)原理框圖 火災報警系統(tǒng)一般是由火災探測器、信號處理器和火災報警器組成。在火災險情發(fā)生處放置有溫度傳感器和煙霧傳感器進行實時監(jiān)控，通過對火災發(fā)生時產生的大量熱量，及火災產生所釋放出來的 CO CO 和燃燒物殘渣進行探測，將探測出來的信號通過 A/D 轉化器進行放大轉換以后輸送進入 AT89C52 單片機，當溫度傳感器和煙霧傳感器失效或者人為發(fā)現(xiàn)有火災跡象時可以通過手動控制按 鈕進行輸入一個火災信號。當單片機 AT89C52 接收到火災信號時，進行分析處理之后開始輸送電信號進入聲光報警模塊并通過串口通信輸送信號進度 GSM無線通訊模塊，一方面紅光二極管閃爍提醒并使蜂鳴揚聲器進行蜂鳴報警，另一方面通過串口通信發(fā)送一個信號給 GSM 無線通訊模塊，無線通訊模塊接收到信號之后開始向 GSM 模塊里面預置的號碼發(fā)送火災信息。從而完成一個只能火災報警過程。 河南大學民生學院本科畢業(yè)論文 4 火災報警類型 由于在火災報警系統(tǒng)中我們所使用的火災探測器種類或者是型號的不同，一般常見的火災探測器主要是一下三種，其中兩種比較常見，一種在家 庭小居室里面少見： 溫度傳感器 由于火災發(fā)生的時后會燃燒發(fā)出大量的熱量，使得家庭中溫度會在小范圍內迅速升高。溫度傳感器的使用原理就是利用溫度探頭在空氣中實時采樣，然后把采樣的數(shù)據(jù)通過放大器和 A/D 轉化器處理后變?yōu)閿?shù)字信號傳給單片機處理判斷。目前，在火災報警系統(tǒng)中一般是使用定溫溫度傳感器來判斷空氣中溫度信號，一般設定定溫為 55 或 65 度。 煙霧傳感器 在以前科技不發(fā)達的時候，一般發(fā)生火災前期首先是會產生大量的煙霧，不過隨著科技的發(fā)展，在現(xiàn)在社會一般火災都是由于煤氣或者天然氣泄漏的原因，煙霧不 是太濃烈，不過煙霧依舊是火災發(fā)生的一個重要特征。煙霧控制器一般是在房間的天花板有一個探頭，該探頭會間歇性的向探頭前面的貼片發(fā)出紅光，貼片可以根據(jù)接收到的紅光強度進行判斷，不過本次使用的不是這種傳感器。而是一種對 CO2,CO 比較靈敏的 MQ2 傳感器，應對煤氣或者天然氣的家庭火災報警很專業(yè)。 光感傳感器 火災發(fā)生的時候，不僅會散發(fā)出大量的熱量產生煙霧，并且還會伴隨著可燃物的燃燒發(fā)出很多肉眼不可見的輻射光，我們也可以根據(jù)可燃物燃燒產生的各種輻射光來判斷火災信號。感光型火災報警系統(tǒng)就是通過響應火災中產生的 光特性，即擴散火焰的光強度和閃爍頻率，來觸發(fā)報警系統(tǒng)的。根據(jù)感應的敏感波長，可以將感光型火災報警系統(tǒng)分為對波長較短的光輻射敏感的紫外報警系統(tǒng)和對波長較長的光輻射敏感的紅外報警系統(tǒng)。不過由于光感傳感器的價格注定了這類傳感器不可能走進大眾家庭。 火災傳感器的原理 火災發(fā)生時，必然會伴隨著產生大量煙霧、局部溫度升高和并且產生明火發(fā)出紅紫外光，不同的傳感器對不同的現(xiàn)象敏感。當有煙霧、高溫、火光產生的時候，它就改變平時的正常狀態(tài)，引起傳感器內部某些元件或者某些參數(shù)的改變， 河南大學民生學院本科畢業(yè)論文 5 開始輸出信號，通過放大器和 A/D 轉換后經 過判斷決定是否發(fā)出火災信號。在一些大型工廠或者人員密集處，還能通過各個監(jiān)測網絡的發(fā)光二極管來判斷火災發(fā)生的具體位置。 火災探測器主要分感煙、感溫、光輻射三大類： 煙霧傳感器 一種叫光電感應傳感器， [6]它有一個發(fā)光元件和一個光敏元件，平常光源發(fā)出的光，通過透鏡射到光敏元件上，電路維持正常，如果有煙霧從中阻隔，到達光敏元件上的光就顯著減弱，于是光敏元件就把光強的變化變成電的變化，通過放大電路向人們報警。目前很多公司和工廠都采用的時這種煙霧傳感器。不過本次試驗采用的煙霧傳感器是一種氣敏材料傳感器，這種 氣敏材料傳感器對各種家庭的可燃性氣體具有很高的靈敏度，可以將這些可燃性氣體濃度變成信號傳入放大器進行處理后對人們報警，適合家庭版。 溫度傳感器 一種是利用金屬熱脹冷縮的特性。一般情況下，傳感器的探頭與芯片之間不是直接接觸，中間連接一個溫度敏感金屬條進行不直接接觸，當環(huán)境中的溫度不斷升高時，由于金屬熱脹冷縮的特性，金屬條膨脹、延伸，使得探頭與芯片連通，于是能夠發(fā)出了信號。一種則是使用某些金屬的熔點較低特性，在傳感器的探頭處用低熔點的金屬固定一個彈簧，當環(huán)境溫度升高到該金屬熔點的時候，金屬開始熔化，使 得被壓縮的彈簧返回正常狀態(tài)，探頭與芯片相接觸導通，發(fā)出信號給控制單片機。這兩種傳感器都屬于固定溫度傳感器，由于金屬熔點及受環(huán)境控制不太敏感的特性，所以不選擇在家庭中使用。而本次設計中使用的溫度傳感器則不屬于定溫型傳感器，是利用傳感器對空氣溫度的實時采樣進行的，反應敏感，探測速度可信且快，不過由于實時采樣會產生大量的堆?？河鄶?shù)據(jù)，對單片機要求較高。 紅紫外光傳感器 一種是熱釋紅外光輻射傳感器器。這種傳感器是 80 年代開始發(fā)展起來的一種高靈敏度的探測元件，他可以通過傳感器的感光芯片，不用接觸就檢測出燃燒物散發(fā)出的紅外線能量變化，然后將其轉化為電壓信號輸出。另一種是紫外光輻射傳感器，則利用有機化合物燃燒時，火光中的紫外光，使紫外光敏管的電極激發(fā)出離子，然后通過繼電器盒其他元件，發(fā)出電壓信號來進行報警，總體來說就河南大學民生學院本科畢業(yè)論文 6 是根據(jù)燃燒物在燃燒過程中，不斷散發(fā)出來的紅外光和紫外光來進行探測，根據(jù)其能量進行判斷發(fā)出信號。 火災報警模塊檢測處理原理 目前，社會上主要的火災報警模塊無非就是聲光報警模塊，通過檢測到火災信號然后輸送到消防監(jiān)控中心，在消防指揮中心里面顯示具體地址的紅燈亮蜂鳴器響進行提醒指揮人員。然而在家庭版的火 災報警系統(tǒng)里面，不可能做到無時無刻的聲光報警中心都有人員看守，并且在城市里面，基本上好多人素不相識，發(fā)生火災也無法去通知，所以我在常規(guī)的火災報警系統(tǒng)里面植入了一個 GSM 無線通訊模塊。這樣的話，當家庭里面發(fā)生火災的時候，無論你在哪里，你都可以接收到家庭火災報警系統(tǒng)發(fā)出的火災報警信息，能夠讓你在第一時間知道情況開始采取相應處理辦法，避免更大的損失。 3 系統(tǒng)各模塊的電路設計 核心芯片選擇 在整個智能火災報警系統(tǒng)中，最重要的就是單片機，它一方面需要去接收手動按 鈕模塊還有溫度傳感器、煙霧傳感器檢測到的火災信號，并且在單片機處理之后還要對聲光報警模塊和 GSM 無線通訊模塊發(fā)送信號，使之能夠正常報警，達到該系統(tǒng)的設計目的。在煙霧和溫度傳感器向單片機發(fā)送信號的時候，單片機需要對傳感器發(fā)出的信號進行分析，從而檢測是否達到了火災報警限度，是否需要對聲光模塊發(fā)送火災信號。在這一個過程中，單片機需要進行大量的運算，所以就對單片機有一個必須的要求，處理速度必須要快，使之在盡量短的時間內確定，并作出相應的反應，同時還要考慮價低物廉。所以本次選擇了 AT89S52 單片機作為核心芯片。 AT89S52 是一個低功耗、高性能的 CMOS 8 位單片機，片內含 4k Bytes 的