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1、目 录1 引言1.1 选题的意义 .11.2 国内外研究概况及发展趋势 .21.2.1 研究概况 .21.2.2 发展趋势 .21.3 火灾报警系统的总体方案 .22 楼宇自动化2.1 楼宇自动化系统简介 .42.2 楼宇自动化系统的组成与基本功能 .42.3 楼宇自动化控制系统的原理 .42.4 楼宇自动化系统设备的发展历史及相关产品简介 .53 硬件设计3.1 温度气体信号采集模块 .63.2 显示部分方案设计 .63.3 报警及执行部分方案设计 .73.4 火灾报警系统主要器件的选择 .73.4.1 主控制芯片的选择 .73.4.2 采集系统主要器件的选择 .83.4.3 液晶显示模块的
2、选择 .113.4.4 三端稳压器 7805 .124 火灾报警系统的硬件电路设计4.1 电源部分电路 .134.2 采集部分电路 .144.2.1 可燃性气体浓度采集电路 .144.2.2 温度采集电路 .154.3 液晶显示部分电路 .164.4 控制部分电路 .184.4.1 复位电路 .18I4.4.2 时钟电路 .184.4.3 控制执行电路 .194.4.4 报警电路 .204.5 火灾报警器的电路图 .205 系统主要程序的设计5.1 主程序 .215.2 温度测量和处理的软件设计 .225.3 可燃气体浓度采集的软件设计 .265.4 液晶显示的软件设计 .286 结论 .34
3、参考文献 .35附 录附录 A 程序清单 .37附录 B 火灾报警器的原理图 .44附录 C 火灾报警器的 PCB 图 .450楼宇自动化系统设计（火灾报警器）1 引言1.1 选题的意义楼宇自动化系统(BAS)对整个建筑的所有公用机电设备，包括建筑的中央空调系统、给排水系统、供配电系统、照明系统、电梯系统，进行集中监测和遥控来提高建筑的管理水平，降低设备故障率，减少维护及营运成本。设计楼宇自动化系统的主要目的在于将建筑内各种机电设备的信息进行分析、归类、处理、判断，采用最优化的控制手段,对各系统设备进行集中监控和管理，使各子系统设备始终处于有条不紊、协同一致和高效、有序的状态下运行，在创造出一
4、个高效、舒适、安全的工作环境中，降低各系统造价，尽量节省能耗和日常管理的各项费用，保证系统充分运行，从而提高了智能建筑的高水平的现代化管理和服务，使投资能得到一个良好的回报。楼宇机电设备监控系统，作为智能建筑楼宇自动化系统非常重要的一部分，担负着对整座大厦内机电设备的集中检测和控制，保证所有设备的正常运行，并达到最佳状态。随着我国智能建筑（IB）业的发展，高层建筑及建筑群体越来越多，从而也促进消防系统以迅猛的速度向前迈进。在智能建筑的建筑物自动化系统（BAS）中消防系统是非常重要的一个子系统，担负着保障人员及财产安全的重任。该论文设计了某综合楼的消防系统，主要是消防系统的感应机构，即探测器、手
5、动报警按钮、报警器、警报器、消火栓按钮等报警系统，和其执行机构，即消火栓灭火系统、火灾事故广播、应急照明、疏散指示标志、防排烟系统、防火卷帘门等灭火系统和各种联动控制系统的具体设置和产品选型，并根据产品报价和具体的产品用量做了该设计的预算书。随着现代社会的进步，人们的生活水平也在不断的提高。以往家庭厨房大都是用木材做燃料来做饭，而现在大多数家庭都改用罐装煤气、液化石油气或者天然气。但危险也随着它们而进入了人们的生活，因为罐装煤气、液化石油气和天然气都是易燃易爆物品，一旦泄露，随时都可能给人们造成生命和巨大的财产损失。考虑到大多数家庭都存在着以上的安全问题，人们就非常需要一套用来预防事故发生的环
6、境监控系统，而火灾报警系统就是专门为解决这一问题而设计的。该装置能时时监控你厨房里的温度和可燃气体的浓度，当检测到可燃气体超标时便会启动报警装置并同时开启排气扇将可燃性气体排出去，为家庭的人身和财产安全提供1了保障。1.2 国内外研究概况及发展趋势1.2.1 研究概况我国的火灾自动报警控制系统经历了从无到有、从简单到复杂的发展过程，其智能化程度也越来越高。目前国内厂家多偏重用于大型仓库、商场、高级写字楼、宾馆等场所大型火灾报警系统的研发，他们采用集中区域报警控制方式，其系统复杂、成本较高。而在居民住宅区、机房、办公室等小型防火单位，需要设置一种单一或区域联网、廉价实用的火灾自动探测报警装置，因
7、此，研制一种结构简单、价格低廉的火灾报警器是非常必要的。随着电子技术的飞速发展，各类分立电子元器件已及其所构成的相关功能单元已逐渐被功能更强大，性能更稳定，使用更方便的集成电路所取代。由集成电路构成的各种自动控制，自动测量，自动显示电路遍及各种电子产品和设备，单片微型计算机简称为单片机，又称为微控制器，是微型计算机的一个重要分支。单片机是上个世纪 70 年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片，是集CPU、 RAM、ROM、I/O 接口和中断系统于同一个硅片的器件。 80 年代以来，单片机发展迅速，各类新产品不断涌现，出现了许多高性能新型机种，现已成为自动化和各类控制领域的支柱产业之一。1.2
8、.2 发展趋势a.系统不仅能实现监测监控，而且在软件技术上应研究开发能根据被监测环境地点的参数进行有效的危险性判别、分析和提出专家决策方案。同时系统应用软件应向网络化发展，按统一的格式向外提供监测数据。b.针对通信协议不规范和传输设备物理层协议不规范尽，应尽快寻找一种解决系统兼容性的途径或制定相应的专业技术标准，这对促进住宅监控技术发展和系统的推广应用均具有十分重要的意义。c.研制高可靠性瓦斯传感器。1.3 火灾报警系统的总体方案本系统包含了六个小的电路块，其中复位电路的工作方式是采用上电自动复位，用来对整个工作系统做好工作前的准备，一上电就使得中央处理器 CPU 和系统中的其它部件都处于一个
9、确定的初始状态，并从这个状态开始工作。时钟电路采用的是12MHZ 的晶振作为系统软件及硬件调试的工作时钟。对于环境中温度及气体浓度，则通过数字温度传感器及可燃性气体传感器来获取。显示部分采用的是液晶显示。2当采集到的气体浓度超出正常值时，CPU 便启动报警电路及外部设备控制执行电路，该部分电路主要由蜂鸣器及继电器构成，用来实现对可燃性气体浓度超标时的报警和排气工作。系统的总体方案结构原理框图如图 1.1 所示。单片机AT89C52复位电路时钟电路LCD 显示电路温度监控电路报警及执行电路图 1.1 火灾报警系统总的结构原理框图气体监控电路32 楼宇自动化2.1 楼宇自动化系统简介楼宇自动化系统
10、也叫建筑设备自动化系统(BuidingAutomationSystem 简称 BAS)，是智能建筑不可缺少的一部分，其任务是对建筑物内的能源使用、环境、交通及安全设施进行监测、控制等，以提供一个既安全可靠，又节约能源，而且舒适宜人的工作或居住环境。2.2 楼宇自动化系统的组成与基本功能建筑设备自动化系统通常包括暖通空调、给排水、供配电、照明、电梯、消防、安全防范等子系统。根据我国行业标准，BAS 又可分为设备运行管理与监控子系统和消防与安全防范子系统。一般情况下，这两个子系统宜一同纳入 BAS 考虑，如将消防与安全防范子系统独立设置，也应与 BAS 监控中心建立通信联系以便灾情发生时，能够按照约定实现操作权转移，进行一体化的协调控制。建筑设备自动化系统的基本功能可以归纳如下：(1) 自动监视并控制各种机电设备的起、停，显示或打印当前运转状态。(2) 自动检测、显示、打印各种机电设备的运行参数及其变化趋势或历史数据。(3)根据外界条件、环境因素、负载变化情况自动调节各种设备，使之始终运行 于最佳状态。(4)监测并及时处理各种意外、突发事件。(5) 实现对大楼内各种机电设备的统一管理、协调控制。(6) 能源管理：水、电、气等的计量收费、实现能源管理自动化。(7) 设
