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1、XXXXXXX学院毕业设计 题 目 姓 名 学 号 专业班级 分 院 指导教师 20XX年XX月XX日摘 要大空间火灾监控系统主要应用于各种大型建筑及其它公共设施中，实现对这些场所早期的报警功能，达到预期的目的。这种火灾监控系统是一个集信号检测、传输、处理和控制与一体的控制系统。该系统采用DALLAS公司研制、生产的智能型DS18B20温度传感器，以及MQ-2烟雾传感器模块作为探测器，将探测器所检测到的能充分反映现场火灾因素采集到火灾控制器，经过火灾控制器根据预期设计好的火灾模式判断，实现对火灾早期的准确报警和对相应的现场消防设备的联动控制。为了适应不同规模的工程的应用，便于信息的远程传输和系
2、统的安装、维护，该系统采用模块化结构，应用多种标准串行总线（如RS-485等）形成一个网络系统。在这个网络系统中，探测器完成对火灾信号的检测，然后数据传输到火灾控制器。同时，每个控制器可以通过RS-485总线将相应的报警信息传给位于各个位置的下位机，从而形成一个完整的防火、早期灭火局域网。关键词：火灾监控系统；传感器；模块化结构；局域网Abstract：Large space fire monitoring system is mainly used in various large buildings and other public facilities, which aims to ac
3、hieve the intended purpose of getting early warning function of these sites.The fire monitoring system is a control system which is combined with functions of signal detection, transmission, processing, and control and integrated. The detector of this system is DS18b20 and smoke detector MQ-2 sensor
4、 module, the former is developed by DALLAS Company, it is a intelligent temperature sensore.the both detectors collect factors which they detect and could reflect the fire scene, and then transmit to the fire controller. After receiving the message from the both detectors, fire controller does the a
5、ccurate early warning of fire and controls the relevant scene fire fighting apparatus with the reference of the expected fire modes.In order to adapt to the application of different scale of projects, to facilitate remote transmission of information and system installation and maintenance, the syste
6、m is formed as a network system by using modular structure and the application of a variety of standard serial bus(e.g. RS-485,ect).in this network system, the detectors detect the fire, and the fire message is transferred to the fire controller, every lower computer gets the warning message from ho
7、mologous controller through RS-485 bus at the same time, in this way, a network which can prevent fire and do the early warning of fire is built.Key words：Fire supervisory system；Fire controller；Main line；Local area network目录摘 要IAbstractII1 绪论11.1 火灾报警控制系统发展历史11.2 系统主要结构和功能22 方案论证42.1 火灾监控系统设计方案42.2
8、 火灾监控系统方案论证43 系统硬件电路的设计63.1 中央处理器STC89C5163.1.1 STC89C51RC/RD+系列单片机63.1.2 STC89C51RC/RD+系列单片机的部结构73.2 STC89C51单片机最小系统83.3 下位机输入通道元器件选择83.3.1传感器选择83.3.2 A/D转换器选择103.3.3下位机数据采集系统设计123.4 键盘/显示接口电路设计133.5 报警电路设计143.6 电源电路设计153.6.1 +5V3A直流稳压电路原理153.6.2 +5V3A直流稳压电路参数设计164 系统软件设计184.1 主机程序流程图184.1.1 DS18B2
9、0子程序流程图194.1.2 MQ-2烟雾传感器模块子程序流程图204.1.3 LCD1602子程序流程图214.1.4 AD转换子程序流程图224.2 总体程序235 硬件制作及调试245.1 使用的仪器仪表及工具245.2 硬件制作与调试245.2.1系统PCB板的设计245.2.2 系统硬件调试255.3 软件调试256 总结27致28参考文献29附录1：电路原理图30附录2：PCB板31附录3：主要程序321 绪论1.1 火灾报警控制系统发展历史火灾报警控制系统的研究开发在国外的起步比较早，我国是在二十世纪八十年代中期才有个别企业开始这方面的研究开发。随着越来越多的产品进入市场，国家也
10、制定了相应的检验标准，当时都是多线制的开关量系统，整个系统呈星型接法，每个探测器分别用两根线与控制器相连，系统中的探测器只能反映出三种状态，分别表示报警、正常和故障，随后出现n+1线制的开关量系统，也就是说n个探测器共用一根地线，这样就在一定程度上减少了系统的布线。随着单片机技术的普遍应用，同时也因为多线制（包括n+1线制）系统在工程安装、布线和维修都很不方便，人们开始将单片机技术用于火灾报警控制系统。从而在二十世纪八十年代后期在国出现了总线制开关量火灾报警控制系统，这种系统仍然采用开关量探测器，探测器被安装在编址底座上，底座同时具有检测探测器工作状态的功能和控制通信的能力。一定数量带有探测器
11、的编址底座以并联的方式连接在两根串行总线上，形成一个通信回路（以下我们将这样的总线称为回路总线）。每台控制器可以用多个独立的回路总线。每个报警系统也可以由多台控制器通过特定的串行总线连接起来，以方便的适应不同规模的建筑物。这种总线制火灾报警系统的出现不仅使得该领域在技术上取得了较大的发展，而且也为工程施工、布线、调试、维护带来了极大的方便。人们不需要一根一根的对线、布线，而只要将探测器和安装底座像接灯泡一样并联在回路总线上。当系统发生报警或故障时，都能在控制器上反映出每个点的具体位置。但是这种控制系统与同时期的国外的火灾报警控制系统有一定的差距。一九九四年在国规模最大的国际消防产品博览会上，国
12、外一些厂家将他们的智能火灾报警控制系统拿来展出，使得国同行们对智能火灾报警控制系统有了初步的了解。相比之下，我们当时流行的总线制开关量系统就显现出了很多弊端。如开关量系统只能反映出火灾发展过程中的两个状态，即要么是正常，要么是报警。它无法反映出火灾发生的全过程，难以实现对灰尘和潮湿等非火灾因素造成的探测器的灵敏度的漂移进行自动补偿，同时对超出补偿容限的探测器实施污染报警；无法根据使用环境和工作的时间段不同而对探测器的灵敏度自动调节；也不能对探测器本身的工作状态进行自动测试等等。此后，国部分企业开始研究、开发智能型火灾报警控制系统。时隔两年，在一九九六年的国际消防产品博览会上，国十几家企业都推出
13、了自己的智能型系统，由于对智能型系统没有一个国家标准，所以各厂家所宣传的智能特性也各不相同。但都有一个明显的特征，就是网络化模块化，应用了一些成熟的、标准的现场总线技术。从此，使得我国的火灾报警控制系统的使用进入了智能化的时代。1.2 系统主要结构和功能大空间火灾实验室监控系统是由火灾报警控制器、火灾探测器、手动报警装置、报警装置等组成。如图1.1所示。在图 1.1中，各种典型的火灾探测器和手动报警按钮位于保护建筑，下位机传送火警信号，控制器经正确判断或火灾确认后启动声报警装置，通告有关人员逃生，同时启动执行环节灭火。系统也应该报出系统的断线、短路及接地等故障。该系统的中心是火灾报警控制器。如
14、图1.1所示，它主要分五部分：1.输入单元它接收人工或自动火灾探测器送来的信号，送至CPU加以判断，确认，并认识相应的编码地址。2.输出单元确认火灾信号后，输出单元一方面输出声，光报警信号，另一方面把相关信息发送给上位机，以便能从全局的角度采取灭火措施。3.监控单元监控单元的作用主要有两个：一个是检查报警控制器与探测器以及下位机与上位机之间的线路的状态是否存在断路，短路等故障，如果存在这些故障，报警器应给出故障声报警，以确保系统工作的可靠。监控单元的另一个作用是自动巡回检测，自动定期周而复始的逐个对编码探测器发出的信号进行检测，实现报警控制器的实时控制。4.记忆单元实时时钟记下第一次火灾报警的
15、时间，直到火警消除，复位后方恢复正常。5.电源单元通常报警控制器的电源来自两个电源，即双电源。一个是采用220V市电整流进行正常供电。另一个是蓄电池，平时对其进行充电，当有火灾时，可在失去正常供电的情况下继续供电，以保证火灾监控系统的正常工作。6.时钟及时间记录火灾报警控制器本身应提供一个工作时钟，用于对工作状态提供监测参考。当发生火灾报警时，时钟应能指示并记录准确的报警时间。7.输出控制火灾报警控制器应具有一对以上的工作接点，用于火灾报警时的直接联动控制，如控制警铃、启动自动灭火系统等。输入单元CPU电源输出单元存储器监控单元外围接口温度传感器烟雾传感器声报警1602图1.1 大空间火灾实验室监控系统框图2 方案论证2.1 火灾监控系统设计方案本次毕业设计的题目是“大空间火灾实验室监控系统建立硬件设计”，该系统的工作对象是大型建筑的火灾安全，该系统主要是火灾探测器、信号调理装置、A/D转换器、火灾
