【正文】 不高，采用有線連接對工程要求高。模擬量可尋址技術(shù)的應(yīng)用使得火災(zāi)報警系統(tǒng)的安全性、精準(zhǔn)性和智能性有了很大提高，在火災(zāi)自動報警系統(tǒng)發(fā)展史上具有里程碑的意義[3]。這種系統(tǒng)引入了無線電通信技術(shù)，利用無線通信方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有線通信方式，將大多的電器裝置通過無線連接方式進行信息傳輸與控制，適用于各類建筑和場所。隨著科技進步和元器件成本的降低，無線火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的研發(fā)和生成成本也隨之降低，它在性能和價格上都具有很強的競爭力，其市場潛力已經(jīng)嶄露頭角[5]。由于其具有安裝簡便、對建筑物無損壞作業(yè)、靈活性好，易于擴展等優(yōu)點，適用于許多場合，如名勝古跡、體育館、博物館、展覽中心、處于施工階段的建筑物、醫(yī)院等。集中式系統(tǒng)由智能型控制器和若干非智能探測節(jié)點構(gòu)成，探測節(jié)點僅將火災(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)的控制器和探測節(jié)點均為智能型，也是今后火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的發(fā)展方向[6]?；馂?zāi)是世界上發(fā)生頻率較高的一種災(zāi)害，幾乎每天都有火災(zāi)發(fā)生。其中，歐美地區(qū)發(fā)生的火災(zāi)較多，死亡人數(shù)卻相對較少，這與歐美發(fā)達國家的生活水平以及消防技術(shù)和設(shè)施有關(guān)。據(jù)統(tǒng)計。隨著經(jīng)濟和城市建設(shè)的快速發(fā)展，城市高層、地下以及大型綜合性建筑日益增多，火災(zāi)隱患也大大增加，火災(zāi)發(fā)生的數(shù)量及其造成的損失呈逐年上升趨勢。嚴(yán)峻的事實證明，隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，社會財富日益增加，火災(zāi)給人類、社會和自然造成的危害范圍不斷擴大，它不僅毀壞物質(zhì)財產(chǎn)，造成社會秩序的混亂，還直接危脅生命安全，給人們的心靈造成極大的傷害?；馂?zāi)自動報警系統(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?；馂?zāi)發(fā)生的早期，會使得燃燒物質(zhì)分解，析出大量的有毒氣體CO，人們可能在毫無察覺火情的情況下就發(fā)生了CO中毒，從而無力逃生，火災(zāi)自動報警系統(tǒng)可監(jiān)測到CO濃度的變化，為人們提供CO濃度超標(biāo)報警信息，通知人們及時疏散[9]?；馂?zāi)自動報警系統(tǒng)能對火災(zāi)進行實時監(jiān)測和準(zhǔn)確報警，有著防止和減少火災(zāi)危害、保護人身安全和財產(chǎn)安全的重要意義，有著很大的經(jīng)濟效益和社會效益?？扇嘉镆詺鈶B(tài)、液態(tài)和固態(tài)三種形態(tài)存在，助燃物通常是空氣中的氧氣。液體和固體是凝聚態(tài)物質(zhì)，難與空氣均勻混合，它們?nèi)紵幕具^程是當(dāng)從外部獲取一定的能量時，液體或固體先蒸發(fā)成蒸汽或分解出可燃?xì)怏w(如CO、H2等)的分子團、灰燼和未燃燒的物質(zhì)顆粒懸浮在空氣中，稱之為氣溶膠。在產(chǎn)生氣溶膠的同時，產(chǎn)生分子較大()的液體或固體微粒，稱為煙霧。著火后，燃燒產(chǎn)生的熱量使液體或固體的表面繼續(xù)放出可燃?xì)怏w，并形成擴散燃燒。這些熱量通過可燃物的直接燃燒、熱傳導(dǎo)、熱輻射和熱對流，使火從起火部位向周圍蔓延，導(dǎo)致了火勢的擴大，形成火災(zāi)。根據(jù)火災(zāi)發(fā)生時產(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。明火則是火災(zāi)發(fā)生時燃燒火焰產(chǎn)生的熱量使液體或固體的表面放出可燃?xì)怏w，并形成擴散燃燒，同時發(fā)出含有紅、紫外線的火焰。通過大量的研究表明陰燃是誘發(fā)火災(zāi)的重要原因[12]。起火過程中，起初和陰燃兩個階段所占的時間比較長，雖然產(chǎn)生大量的煙霧，但是環(huán)境溫度不太高，若探測器就應(yīng)該從此階段開始進行探測，就可以火災(zāi)損失控制在最小限度。[13]?；馂?zāi)探測器通過對火災(zāi)發(fā)出的物理、化學(xué)現(xiàn)象——氣（燃燒氣體）、煙（煙霧粒子）、熱（溫度）、光（火焰）的探測，將探測到的火情信號轉(zhuǎn)化成火警電信號傳遞給火災(zāi)報警控制器。整體電路的框圖如圖2２所示 ：圖2２ 系統(tǒng)原理及組成框圖傳感器放大電路A/D轉(zhuǎn)換單片機狀態(tài)指示燈聲音報警濃度顯示按鍵串口通信 系統(tǒng)硬件總體構(gòu)架報警系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集模塊、單片機控制模塊、聲光報警模塊組成。如果發(fā)生火災(zāi)，系統(tǒng)以聲光的形式報警。(2)系統(tǒng)故障報警功能。(3)異常報警功能。(4)火災(zāi)報警功能。據(jù)類似本系統(tǒng)的報警器現(xiàn)場模擬實驗表明, 本系統(tǒng)安全可靠, 誤報率低。 系統(tǒng)軟件總體構(gòu)架為了便于系統(tǒng)維護和功能擴充，采用了模塊化程序設(shè)計方法，系統(tǒng)各個模塊的具體功能都是通過子程序調(diào)用實現(xiàn)的。 程序流程圖 為了降低誤報率，系統(tǒng)采用多次采集、多次判斷的方法。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各個端口輸入輸出的設(shè)置、外圍驅(qū)動電路和數(shù)據(jù)存儲電路等完成初始化，其次是對芯片內(nèi)的程序進行初始化，接下來執(zhí)行火災(zāi)報警系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集任務(wù)，數(shù)據(jù)通信任務(wù)和查詢判斷任務(wù)。感溫型火災(zāi)報警系統(tǒng)就是通過判斷周圍溫度變化而產(chǎn)生響應(yīng)的火災(zāi)報警系統(tǒng)，再把溫度的變化轉(zhuǎn)換為電信號以達到判斷報警的目的。(2)感煙型火災(zāi)報警系統(tǒng)煙霧是早期火災(zāi)的重要特征之一。感煙型火災(zāi)報警系統(tǒng)就是對空氣中可見或不可見的煙霧粒子進行探測，然后將煙霧濃度的變化轉(zhuǎn)換為電信號來觸發(fā)報警。（3）感光型火災(zāi)報警系統(tǒng) 物質(zhì)燃燒不但會產(chǎn)生煙霧和熱量，同時也會產(chǎn)生可見或不可見的光輻射。根據(jù)感應(yīng)的敏感波長，可以將感光型火災(zāi)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)。目前復(fù)合型火災(zāi)報警系統(tǒng)有感溫感煙型、感煙感光型、感溫感光型等多種形式。當(dāng)有煙霧、高溫、火光產(chǎn)生的時候，它就改變平時的正常狀態(tài)，引起電流、電壓或機械部分發(fā)生變化或位移，再通過放大、傳輸?shù)冗^程發(fā)出警報聲，有的還能同時發(fā)出燈光信號并顯示發(fā)生火災(zāi)的部位、地點。一種是離子感煙探測器，它在內(nèi)外電離室里面有放射源镅241，電離產(chǎn)生的正負(fù)離子，在電場的作用下各向正負(fù)電極移動。一旦有煙霧竄逃外電離室，干擾了帶電粒子的正常運動，電流、電壓就有所改變，破壞了內(nèi)外電離室之間的平衡，于是就發(fā)出了信號。還有一種叫管道抽吸式感煙探測器，他的工作原理與光電感應(yīng)探測器中另一種散射型相似，通過煙霧的反射或散射產(chǎn)生光敏電流，主要用在船舶上。這種探測器采用半導(dǎo)體器件，體積小、價格低、耐震動、壽命長，很有發(fā)展前途。一種是運用金屬熱脹冷縮的特性。一種是利用某些金屬易熔的特性，在探測器里固定一塊低熔點合金，當(dāng)溫度升到它的熔點（70～90℃）時，金屬熔化，借助彈簧的作用力，使觸頭相碰，電路接通，發(fā)出信號。如將兩者結(jié)合起來，便成為差定溫組合式。一種是紅外光輻射探測器。另一種是紫外光輻射探測器，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，通過繼電器等，就能打開開關(guān)電路報警。它還可以與自動滅火設(shè)備一起組成自動報警、自動滅火的“自動消防隊”。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。電路如圖31所示。通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻，便可在輸出端VT 獲得與絕對溫度成正比的電壓量，即10 mV/K。AD590的電源電壓范圍為4V30V。AD590可以承受44V正向電壓和20V反向電壓，因而器件反接也不會損壞。AD590共有I、J、K、L、M五檔，其中M檔精度最高，在55℃～+150℃范圍內(nèi)，非線形誤差177。 TGS202氣體傳感器火災(zāi)中氣體煙霧主要是CO2 和CO。如圖32所示,當(dāng)TGS202探測到CO2或CO時,傳感器的內(nèi)阻變小,VA迅速上升。圖32 TGS202應(yīng)用電路圖 ISD1420語音芯片 ISD1420引腳圖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。地線（VSSA，VSSD）：芯片內(nèi)部的模擬和數(shù)字電路也使用不同的地線，這兩個腳最好在引腳焊盤上相連。只要/REC 變低（不管芯片處在節(jié)電狀態(tài)還是正在放音），芯片即開始錄音。電平觸發(fā)放音（/PLAYL）：此端出現(xiàn)下降沿時，芯片開始放音。話筒參考（MIC REF）：此端是前置放大器的反向輸入。自動增益控制（AGC）： AGC 動態(tài)調(diào)節(jié)器整前置境益以補償話筒輸入電平的寬幅變化，使得錄制變化很大的音量（從耳語到喧嘩囂聲）時失真都能保持最小。模擬輸入（ANA IN）：此端即芯片錄音的輸入信號。喇叭輸出（SP+、SP）：這對輸出端能驅(qū)動16Ω以上的喇叭。錄音時,它們都呈高阻態(tài)。外部時鐘（XCLK）：此端內(nèi)部有下拉元件，不用時應(yīng)接地。地址（A0~A7）：地址端有兩個作用，取決于最高（MSB）兩位 AA6 的狀態(tài)。定義好串行口的工作方式（串行口控制寄存器SCON字節(jié)地址為98H，可位尋址），當(dāng)由按鍵輸入或其它需要語音輸出時，串行口向CPU申請中斷，響應(yīng)中斷后，CPU便可以從串行數(shù)據(jù)中識別出語音段編號，輸出語音信號。 80C51芯片 80C51芯片的引腳及功能圖34 80C51芯片的引腳圖下面按引腳功能分為4個部分?jǐn)⑹鰝€引腳的功能。（2）外接晶振引腳XTAL1和XTAL2XTAL1（19腳）：接外部石英晶體的一端。XTAL2（18腳）：接外部晶體的另一端。當(dāng)采用外部時鐘時，對于HMOS單片機，該引腳作為外部振蕩信號的輸入端。（3）控制信號或與其它電源復(fù)用引腳 控制信號或與其它電源復(fù)用引腳有RST/VPD、ALE/P、PSEN和EA/VPP等4種形式。當(dāng)單片機振蕩器工作時，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個機器周期的高電平，就可實現(xiàn)復(fù)位操作，使單片機復(fù)位到初始狀態(tài)。（B）ALE/ P （30腳）：當(dāng)訪問外部存儲器時，ALE（允許地址鎖存信號）以每機器周期兩次的信號輸出，用于鎖存出現(xiàn)在P0口的低（C）PSEN(29腳):片外程序存儲器讀選通輸出端,低電平有效。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器期間，PESN信號將不出現(xiàn)。當(dāng)EA端保持高電平時，單片機訪問片內(nèi)程序存儲器4KB（MS—52子系列為8KB）。當(dāng)EA端保持低電平時，無論片內(nèi)有無程序存儲器，均只訪問外部程序存儲器。（4）輸入/輸出（I/O）引腳P0口、P1口、P2口及P3口(A)P0口（39腳～22腳）：～。當(dāng)接有外部程序存儲器或擴展I/O口時，P0口為地址/數(shù)據(jù)分時復(fù)用口。對于片內(nèi)含有EPROM的單片機，當(dāng)EPROM編程時，從P0口輸入指令字節(jié)，而當(dāng)檢驗程序時，則輸出指令字節(jié)。對于MCS—52子系列單片機，：；。(C)P2口（21腳～28腳）：～，一般可作為準(zhǔn)雙向I/O接口。對于EPROM編程和進行程序校驗時，P2口接收輸入的8位地址。它為雙功能口，可以作為一般的準(zhǔn)雙向I/O接口，也可以將每1位用于第2功能，而且P3口的每一條引腳均可獨立定義為第1功能的輸入輸出或第2功能。．4 A/D轉(zhuǎn)換芯片在單片機控制系統(tǒng)中，控制或測量對象的有關(guān)變量，往往是一些連續(xù)變化的模擬量，如溫度、壓力、流量、位移、速度等物理量。完成A／D轉(zhuǎn)換的器件即為A／D轉(zhuǎn)換器。A／D轉(zhuǎn)換器的分辨率以輸出二進制數(shù)的位數(shù)表示；(2) 轉(zhuǎn)換時間轉(zhuǎn)換時間指A／D轉(zhuǎn)換器從轉(zhuǎn)換控制信號到來開始，到輸出端得到穩(wěn)定的數(shù)字信號所經(jīng)過的時間。目前有很多類型的A／D轉(zhuǎn)換芯片，它們在轉(zhuǎn)換速度、轉(zhuǎn)換精度、分辨率以及使用價值上都各具特色，綜合全部因素設(shè)計決定采用美國國家半導(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。是目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的8位通用A/D芯片.A/D轉(zhuǎn)換電路采用了常用的8位8通道數(shù)模轉(zhuǎn)換專用芯片ADC0809，ADC0809由8路模擬開頭、地址鎖存與譯碼器、8位A/D轉(zhuǎn)換器和三態(tài)輸出鎖存緩沖器組成，芯片引腳圖如圖35所示, 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖36所示。（2）最大不可調(diào)誤差：ADC0