【導讀】在各種災害中，火災是最。經(jīng)常、最普遍地威脅公眾安全和社會發(fā)展的主要災害之一。人類能夠對火進行利用和控。制，是文明進步的一個重要標志。所以說人類使用火的歷史與同火災作斗爭的歷史是相。家庭用火、用電量正在逐年增加，火災發(fā)生的頻率越來越高，火災不僅毀壞物質財產(chǎn)，造成社會秩序的混亂，還直接或間接危害生命，給人們的心靈造成極大的危害。有許多人被火災奪去生命。由于人們的疏忽而發(fā)生的火災與爆炸，不僅造成人員的大量。傷亡，還承受著嚴重的經(jīng)濟損失。本文設計了一種在火災情況下由單片機控制的應急照明系統(tǒng)。單片機為核心，符合消防應急燈具國家標準GB17945-2020。論文首先分析了常用消防應。實現(xiàn)應急照明，著重介紹單片機的工作、火災信號處理和火災信號延時處理。

　　

【正文】 器輸出的模擬量進行轉換；輸出地址 F9H 可選通通道 IN1，實現(xiàn)對煙霧傳感器輸出的模擬量進行轉換。ADC0809的轉換結束狀態(tài)信號 EOC接到 80C51的 INT1引腳，當 A/D轉換完成后，EOC 變?yōu)楦唠娖?，表示轉換結束，結果數(shù)據(jù)已存入鎖存器 ,并產(chǎn)生產(chǎn)生中斷。當80C51 知道 A/D 轉換完成后， P20與讀信號 RD共同控制下的 A/D 端口 OE 電平變?yōu)?高電平時，輸出三態(tài)門打開，轉換結果的數(shù)字量輸出到單片機上。 信號處理電路 由于傳感器輸出的模擬信號比較微弱，且含有干擾信號，所以系統(tǒng)需要將信號進行放大、過濾 。對于傳感器輸出的模擬信號，一般要用運算放大器對其進行調理或放大，以滿足 A/D 轉換器對輸入模擬量幅值及極性的要求。在本報警器電路中，同樣要對兩類傳感器的輸出信號進行放大調理，其電路如圖 38所示。 基于單片機的火災應急照明系統(tǒng)設計 V D D3G S I4G N D0G S O1O U T2U1R7R6R2R4R3R5R1R8321411U 3A321411U 4AC1C2C3V C C0O U T2G N D1U2V C CIN 0IN 1....煙霧傳感器溫度傳感器 圖 38信號處理電路圖 圖中從傳感器采集過來的微弱電壓信號，經(jīng)過電壓放大器的放大，得到較強的模擬電壓信號。采樣時，把相應的模擬電壓 信號從 Vi 端送進 LM324A 進行放大處理后，從 Vo 端輸出送入 A/D 轉換電路。 應急照明及報警電路 火災報警系統(tǒng)中使用的是溫度傳感器 AD590 和煙霧傳感器 TGS202，煙霧傳感器輸出電壓 V 與溫度 P 關系為： ??? pV ，溫度傳感器使用的靈敏度是 / mv? ℃ 。在本設計中應急溫度設為 57℃ .煙霧應急濃度為 %英尺。經(jīng)過計算可以得到輸出火災應 急臨界電壓值為： VVVV ?? 溫臨煙臨 ， 系統(tǒng)對溫度和煙霧進行了兩次數(shù)據(jù)采集與判斷，每次信號采集后根據(jù)得到的數(shù)據(jù)與設定的閾值比較，當溫度≥ 57℃時表明溫度異常，置寄存器變量 a為1，否則為 0；當煙霧濃度≥ ％時表明煙霧濃度異常，置寄存器變量 b 為 1，否則為 0。綜合兩次溫度煙霧信號的采集，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)場情況： 2個寄存器變量均為 0，表示情況正常； 2個中僅有基于單片機的火災應急照明系統(tǒng)設計 1 個為 1，表示情況異常； 2個均為 1，表示有火災發(fā)生。系統(tǒng)對現(xiàn)場進行報警判斷后，間隔 20s 后（通過系統(tǒng)的延時程序實現(xiàn)），再一次采集現(xiàn)場的溫度煙霧信號進行判斷，即每一次應急照明時間持續(xù) 90min，直到系統(tǒng)做出下一次判斷結果。 P 0. 0 /A D 039P 0. 1 /A D 138P 0. 2 /A D 237P 0. 3 /A D 336P 0. 4 /A D 435P 0. 5 /A D 534P 0. 6 /A D 633P 0. 7 /A D 732P 2. 0 /A 821P 2. 1 /A 922P 2. 2 /A 1023P 2. 3 /A 1124P 2. 4 /A 1225P 2. 5 /A 1326P 2. 6 /A 1427P 2. 7 /A 1528P 3. 0 /R X D10P 3. 1 /T X D11P 3. 2 /IN T 012P 3. 3 /IN T 113P 3. 4 /T 014P 3. 5 /T 115P 3. 6 /W R16P 3. 7 /R D17X T A L 119X T A L 218R S T9P S E N29A L E30EA31P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78U?紅燈綠燈黃燈V C CK1L S 1Q3Q2R2V C CQ1V C CR1應急照明燈.... 圖 39應急照明及報警電路圖 上圖 39所示為應急照明及報警電路圖，圖中紅、黃、綠三個發(fā)光二極管為共陽接法，所以當端口為低電平時被點亮，具體工作工程如下： 當系統(tǒng)狀態(tài)為 00 時，表示正常， 80C51 的 口變成低電平，綠燈亮； 當系統(tǒng)狀態(tài)為 01 或 10時，表示異常， 口變?yōu)榈碗娖剑? 口變?yōu)楦唠娖?，黃燈亮，三極管 Q1被接通，蜂鳴器報警； 當系統(tǒng)狀態(tài)為 11 時，表示發(fā)生火災， 口變?yōu)榈碗娖剑? 口變?yōu)楦唠娖剑t燈亮，三極管 Q2 接通，由于三極管 Q2 的接通使三極管 Q3 也接通，使應急照明電路接通。 基于單片機的火災應急照明系統(tǒng)設計 4 火災應急照明系統(tǒng)軟件設計 火災應急照明系統(tǒng)程序設計 主程序流程圖 為了便于系統(tǒng)維護，在火災應急照明系統(tǒng)的軟件設計中采用了模塊化程序設計方法，系統(tǒng)各個模塊的具體功能都是通過子程序調用實現(xiàn)的。既使得程序結構清晰，又便于以后進一步擴展其功能。 本系統(tǒng)主要包括主程序、溫度煙霧數(shù)據(jù)采集子程序、火災判斷與應急照明子程序等。系統(tǒng)程序流程圖如圖 41所示。 圖 41系統(tǒng)程序流程圖 主程序是一個無限循環(huán)體，其流程是：首先在上電之后系統(tǒng)的各部分包括單片機輸出輸入端口的設置、數(shù)據(jù)存儲電路、外圍驅動電路等完成初始化，接下來執(zhí)行火災報警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集程序、火災判斷、應急照明程序。 開始 初始化 第一次溫度煙霧信號采集與判斷 第二次溫度煙霧信號采集與判斷 信號正常與否 應急照明 復位 是 否 基于單片機的火災應急照明系統(tǒng)設計 數(shù)據(jù)采集子程序 數(shù)據(jù)采集是火災報警系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)。為了降低誤報率，系統(tǒng)設計時對溫度煙霧采用了兩次采集、兩次判斷 的方法。每次采集溫度煙霧數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)存入單片機的寄存器，然后在火災判斷程序中，將采集的數(shù)據(jù)與設定的閾值進行比較，判斷現(xiàn)場是否發(fā)生火災。 具體流程是：系統(tǒng)初始化后，驅動 ADC0809 的 IN0 對溫度信號進行 A/D轉換，單片機接受轉換好的數(shù)據(jù)存入寄存器，由 INT1 中斷服務程序完成；系統(tǒng)延時 10ms，驅動 ADC0809 的 IN1 對煙霧信號進行 A/D 轉換，轉換完成后存入寄存器；系統(tǒng)延時 50ms，進行第二次溫度煙霧信號采集，將轉換好的數(shù)據(jù)存入寄存器中；單片機每次驅動 A/D 轉換后等待外部中斷 1，當 ADC0809 的 EOC 端變?yōu)?1 時，即中斷到來說明 A/D 轉換已經(jīng)完成，通過中斷服務程序讀取轉換得到的數(shù)據(jù)。 由于設計采用的是模塊化設計，系統(tǒng)實現(xiàn)報警功能是通過調用子程序實現(xiàn)的。在數(shù)據(jù)采集子程序中，一次溫度煙霧信號采集延時 10ms，是讓 ADC0809準備好進行下一次信號轉換。當系統(tǒng)采集 2 次溫度煙霧信號后，轉換好的數(shù)據(jù)存入單片機的寄存器中，系統(tǒng)再調用火災判斷子程序。系統(tǒng)溫度煙霧信號采集程序流程圖如圖 42 所示 : 基于單片機的火災應急照明系統(tǒng)設計 圖 42系統(tǒng)溫度煙霧信號采集程序流程圖 在火災自動應急照明系統(tǒng)的程序設計中使用了延時程序，延時 10ms 的程序如下： void delay_10ms(uint i) 開始 采集溫度信號 接收溫度數(shù)據(jù) 延時 10ms 采集煙霧信號 接受煙霧數(shù)據(jù) 有無中斷 有無中斷 兩次采 樣是否到？ 延時 50ms 轉向信號判斷 等待數(shù)據(jù)轉換 等待數(shù)據(jù)轉換 否 有 否 有 否 是 基于單片機的火災應急照明系統(tǒng)設計 { while(i) { uchar i , j , k 。 for(i=5。j0。i) for(j=4。j0。j) for(k=248。k0。k)。 } } 圖要自己畫，有的有背景，有的沒有，有的是彩色，有的不是 熟悉自己所做的內(nèi)容，完善論文 準備答辯吧 ，答辯把自己做的內(nèi)容闡述出來就可以了 （（對自己所做的工作必須明確，并且要弄懂） 基于單片機的火災應急照明系統(tǒng)設計 總結 本次設計是基于單片機的火災應急照明系統(tǒng)。論文是在對煙霧，溫度傳感器進行深入研究的基礎上，著重研究了火災信號的處理和單片機判斷火災信號。通過對硬件、軟件的設計，基本完成了本課題任務。 本論文也存 在不少不足，沒有詳細介紹應急燈具體如何工作。還有電源的波動，傳感器的電氣特性等問題，使得 A/D 轉換結果有時波動很大，很可能出現(xiàn)錯誤的信號。此系統(tǒng)不是很完善，還有待進一步改進。 通過本次設計，使我更加深入認識了本專業(yè)，讓我掌握了不少知識。而且對工程設計流程和步驟有了清晰的認識。為自己經(jīng)后的學習工作打下了堅實的基礎。 基于單片機的火災應急照明系統(tǒng)設計 參考文獻 [1]《火災應急照明系統(tǒng)的現(xiàn)狀及對策》 仲宇山，中國科技信息 2020年第 22期 [2]《火災應急照明設計研究》張桂田，期刊 250013 [3]《淺析 應急照明》蔣成竹，同濟大學研究院論文 [4]《火災探測技術的分析》丁璐，煤礦現(xiàn)代化 2020 [5]《火災探測與控制工程》吳龍標，中國科學技術大學出版社， 1999 [6]《中國火災科學基礎研究概括》范維澄，火災科學 2020 [7]《單片機火災報警系統(tǒng)的設計》黃鳳娟，安徽電子信息職業(yè)技術學院學報， 2020第一期 [8]《基于 80c51單片機的火災智能報警控制系統(tǒng)設計》陳穎，大連海事大學 2020 [9]《單片機課程設計指導書》皮大能，北京理工大學出版社， 2020 [10]《應急照明設計中需要注意的問題》馬東洲， 2020NO8 [11]《民用建筑火災狀態(tài)下的應急照明設計》郭宏， 2020年學術年會論文集 [12]《 MCS51系列單片機原理及應用》中國電力出版社