建筑电气火灾报警系统设计

建筑电气火灾报警系统设计 [摘 要]城市现代化的高速发展使消防部门对各类建筑中消防设施的监督和管理提出了更高的要求，而火灾报警系统是建筑电气中建筑设备自动化系统（BAS）的重要组成部分。文章就建筑电气火灾自动报警系统的功能特点、技术关键和创新等作简要的探讨。详细论述单片微机火灾自动报警系统的组成及工作原理，通过火灾探测器采集到信号并且以电压形式传到地址编码器进行变频，再经过A/D转换转变成数字信号，传输到单片机控制器，启动声光报警显示。系统使用AT89C51单片机，选用集成温度传感器AD590和气体传感器TGS202作为敏感元件，介绍了可实现通讯传输的报警控制器硬件接口电路和软件的设计。  [关键词]CAN总线，单片机，信号处理，智能火灾报警控制器  　　一、研究的目的和意义  　　火灾自动报警系统，由触发器件、人灭报答装置，火灾警报装置，以及具有其他辅助功能的装置组成，它是人们为了及早发现和通报火灾，并及时采取有效措施控制和扑灭火灾，而设置在建筑物中或其他场所的一种自动消防设施、是人们同火灾作斗争的有力工具。  　　二、设计思路  　　建筑电气火灾报警系统是以火灾为监控对象，利用计算机技术、检测技术和现场总线技术，根据防火要求和特点而设计、构成和工作的。该系统既能对火灾发生进行早期探测和自动报警，又能根据火情位置，即使输出联动灭火信号，启动相应的消防设施，进行灭火。目前建筑电气中的防火自动化系统尚不具备人工智能，存在误报和漏报等问题。本文设计的智能火灾报警系统，基于CAN总线，具有智能性，反应快捷，高度可靠，较好地满足建筑电气对火灾防范的要求。  　　三、火灾自动报警系统概述  　　1、火灾自动报警系统构成  　　对于不同形式、不同结构、不同功能的建筑物来说，系统的模式不一定完全一样。应根据建筑物的实用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等按消防有关规范进行设计。在结构上，一个火灾自动报警系统通常由火灾探测器、区域报警器、集中报警器等三部分组成。  　　2、火灾自动报警系统工作原理  　　安装在保护区的探测器不断地向所监视的现场发出巡测信号，监视现场的烟雾浓度、温度等火灾参数，并不断反馈给报警控制器。当反馈信号送到火灾自动报警系统的给定端，反馈值与系统给定值及现场正常状态（无火灾）时的烟雾浓度、温度（或温度上升速率）及火光照度等参数的规定值一并进入火灾报警控制器进行运算。与一般自动控制系统不同，火灾报警控制器在运算、处理这两个信号的差值时，要人为的加一段适当的延时。在这段延时时间内，对信号进项逻辑运算、处理、判断、确认。当发出火灾时，火灾自动报警系统发出声、光报警，显示火灾区域或楼层房号的地址编码，打印报警时间、地址等。同时向火灾现场发出警铃报警，在火灾发生楼层的上、下相邻层或火灾区域的相邻区域，也同时发出报警信号，以显示火灾区域。各应急疏散指示灯亮，指明疏散方向。只有确认是火灾时，火灾报警控制器才发出系统控制信号，驱动灭火设备，实现快速、准确灭火。  　　3、火灾自动报警系统的设计要点  　　建筑电气中火灾自动报警系统的设计要点是：根据被保护对象发生火灾时燃烧的特点确定火灾类型；根据所需防护面积、部位；按照火灾探测器的总数和其他报警装置（如手报）数量确定火灾报警控制器的总容量；按划分的报警区域设置区域报警控制器；根据消防设备确定联动控制方式；按防火灭火要求确定报警和联动的逻辑关系；最后还要考虑火灾自动报警系统与建筑电气“3AS”（建设设备自动化系统、通信自动化系统、办公自动化系统）的适应性。  　　四、火灾自动报警系统的组建网  　　由于集中控制技术在火灾报警监控系统中的缺点日益明显，将现场总线技术应用到火灾报警系统监控网络中乃至整个建筑电气的管理系统中已成为必然趋势。CAN（ControllerAreaNetwork）即控制器局域网，主要用于各种过程检测及控制。CAN总线技术因其强大的差错控制和故障处理功能、低廉的成本以及主要为现场测控而设计的思想，成为各种现场总线标准在火灾报警监控网络中实现的选择。  　　CAN总线的两层协议固化在它的相关芯片中，主要是总线控制器和总线收发器。总线控制器是一个物理层的器件，它是CAN总线控制器和物理总线之间的接口，器件可以提供对总线的差动发送能力和对CAN总线控制器的差动接收能力。国内用得最多的CAN收发器是Philips的PCA82C250，而这类芯片由多个厂家的产品，如Bosch的CF151和CDF160、Philips的PCA82C251和TJA1050、TI的SN65HVD2等。  　　五、基于CAN总线的建筑电气火灾报警系统总体设计  　　1、系统总体阐述  　　某综合楼共十八层，1―4层为商业用房，每层在商业管理办公室设区域报警控制器或楼层显示器；5―12层是宾馆客房，每层服务台设区域报警控制器；13―15层是出租办公用房，在13层设一台区域报警控制器警戒13―15层；16―18层是公寓，在16层设一台区域报警控制器。全楼共18层按用途及要求设置了14台区域报警控制器或楼层显示器和一台集中报警控制器及联动控制装置。本工程采用上海松江电子仪器厂生产的JB-QB-DF1501型火灾报警控制器，是一种可编程的两总线制通用报警控制器。选用一台立柜式二总线制报警控制器作集中报警器：有8对输入总线，每对输入总线可并联127个（总计8127=1016个）编码底座或模块（烟感、温感探测器及手动报警开关等）；两对输出总线，每对输出总线可并联32台重复显示器（总计64台）；通过RS-232通讯接口（三线）将报警信号送入联动控制器，以实现对建筑物内消防设备的手动、自动控制；内装有打印机，可通过RS-232通讯接口与PC258联机。  　　2、火灾自动报警系统图  　　根据上节某宾馆、商场综合楼火灾自动报警阐述，结合火灾报警建筑电气中的火灾自动报警系统设计规范GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》的要求，以及适应建筑电气的特点。  　　本次设计的题目是建筑电气火灾报警系统设计，是利用计算机技术、检测技术、单片机技术和现场总线技术，依据GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》的要求，根据防火要求和特点而设计、构成和工作的。  　　基于CAN总线，系统具有智能性，反应快捷，高度可靠，能较好的满足建筑电气对火灾防范的要求。  　　参考文献  　　[1] 火灾自动报警系统设计规范（GB50116-2013）.中国计划出版社出版，2013.  　　[2] 陈虹.楼宇自动化技术与应用[M].北京：机械工业出版社，2003.  　　[3] 邬明宽.CAN总线原理和应用系统设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，2005.  　　[4] 史久根等.CAN现场总线系统设计技术[M].北京：国防工业出版社，2004.10.  　　[5] 中国数据通信[J].2004.11. 4