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1、目 录中文摘要1英文摘要21引言31.1国内外火灾智能自动报警系统发展历史31.2研究火灾自动报警系统的意义4 1.3本设计解决的主要问题42 基于单片的火灾智能报警系统的原理及硬件组成5 2.1基于单片的火灾智能报警系统原理52.2 C8051F020单片机62.3系统所用探测器92.4电机驱动模块及光电耦合112.5步进电机14 2.6系统通信HAC-UM96172.7火灾报警模块192.8系统电源设计213 系统的软件设计24 3.1系统基本流程框图24 3.2步进电机的控制26 3.3系统的通信设置28结论30致谢32参考文献33附录1部分程序代码32附录 2硬件原理图36基于单片机的
2、火灾智能报警控制系统的设计摘 要：伴随着现代建筑的大型化、高层化及复杂化，它的消防问题显得越来越重要。我们综合运用计算机、控制、通信、图形显示等现代技术，通过对消防设施的联动控制，使系统具备自身防灾和灭火能力，这种系统能在现代建筑中起到重要的安全保障作用。以传感器技术、计算机技术和电子通信技术等为基础的火灾自动报警和消防控制系统是现代消防自动化工程的核心内容之一。设计基于C8051F020单片机为控制核心的火灾智能报警系统，系统通过红外火焰探测器找到火焰的位置，核实火灾并且报警，根据探测器检测到的火灾信号与事先设定好的参数对比判定出火灾等级驱动步进电机，联动灭水装置，同时加大探测器的读取次数不
3、断的采集最新火灾情况从而调整步进电机正反转来调节灭水量，由于灭火装置一般位于工厂高处，检测和维护不变，系统添加无线通信模块HAC-UM来与PC机交互信息达到手动控制的要求。关键字：火灾自动报警；C8051F020；红外火焰传感器；无线通信The design of fire smart alarm on SCMAbstract：With modern buildings of large-scale, high and complicated, its fire problem is becoming more and more important. We use computers, con
4、trol, communications ,graphic display and other modern technology together. Through coordinated controlling fire control improvement.we make the system having fire prevention and the ability of flame dousing. This system can play an important role of security technology in modern architecture, In se
5、nsor technology, computer technology and electronic communications technologies such as the basis for automatic fire alarm and fire control system of modern fire-fighting automation engineering is one of the core contents system design fire smart alarm based on C8051F020 as the control core, through
6、 infrared detectors to find the fire flames of fire alarm, verify, and according to the probe into the fire detection signal and prior parameters contrast judgment gives fire level driver stepper motor, linkage, at the same time, increase water device, destroyed the probe frequency constant collect
7、the latest reading to adjust fire FanZhuanLai stepper motors are destroyed, because water adjust extinguishing equipment factory is located in general, testing and maintenance of constant altitude, add wireless communication module with UM - HAC to PC interactive information to manual control requir
8、ements.Keywords：automatic fire alarm, C8051F020, Infrared sensor flame, Wireless communications1 引 言1.1 国内外火灾智能自动报警系统发展历史19世纪末，英国最早利用金属受热膨胀的原理制成了感温传感器件自动通报火警。20世纪初，英国火灾保险公司委员会首次发布了具有规范性质的感温火灾探测器安装技术规定。20世纪中叶，英国消防科学研究所和火灾保险公司委员会联合制定了BS3I16点型感温探测器标准。迄今为止，感温火灾探测器仍然作为自动探测火灾的传感器件，广泛应用于火灾自动报警系统中。20世纪四十年代，
9、瑞士西伯乐斯公司发明了感烟火灾探测器。感烟火灾探测器的应用，实现了火灾的早期报警，是火灾自动报警技术发展的一大飞跃。传统的火灾自动报警系统主要是指七十年代以前的第一代多线制开关量式火灾自动报警系统。其主要特点是：简单、成本低，但存在明显的不足：一是抗干扰能力差、误报率较高。判断火灾仅仅是根据探测的某个火灾现象参数是否超过设定值（阀值）来确定是否报警，无法排除环境和其它干扰因素。灵敏度选低了，会使报警不及时或漏报，灵敏度选高了，又会形成误报。另外由于探测器内部元件失效或漂移现象等因素，也会产实火灾报警之比达20:1之多。二是功能少、性能差。例如：不具备现场编程能力；无法自动检测系统重要组件的真实
10、状态；布线费时费工，电源功耗大；缺乏故障自诊断、自排除能力等等。八十年代随着电子技术、计算机应用及火灾自动报警技术的不断发展，各种类型的探测器不断的开发，同时在线制上有了很大的改进。总线制、模拟量传输、分布智能等技术应用于火灾自动报警装置，这就是与八十年代以前的传统系统相区别的现代火灾动报警系统1 。现代火灾自动报警系统的主要形式有：总线制可寻址开关量式火灾报警系统、模拟量传输式火灾报警系统、分布智能火灾报警系统。1.总线制可寻址开关量式火灾探测报警系统。这是在八十年代初开始形成的，以二总线制编码系统的广泛应用为标志的一种产品。其优点是：所有探测器均并联到总线上，每只探测器设置一地址编码，省钱
11、省工；可连接带地址码模块的手动报警按钮、水流指示器和控制联动对象等的接口； 2.模拟量传输式火灾报警系统。这是八十年代后期出现的产品，在探测处理方法上做了改进。系统采用模拟量探测器，把探测器看作一个传感器，通过一个串联发讯装置将位置信号和火灾敏感现象参数(如烟雾浓度、温度)以模拟值不断送到控制器进行评估或判断，控制器用适当的算法辨别虚假或真实火灾及其发展程度，或探测器受污染的状态等。系统降低了误报，提高了可靠性，属于初级智能系统。3.分布智能火灾报警系统。探测器具有智能，相当于人的感觉器官，可对火灾信号进行分析和智能处理，做出恰当的判断，然后将这些判断信息传给控制器。控制器相当于人的大脑，既能
12、接收探测器送来的信息，也能对探测器的运行状态进行监视和控制。由于探测部分和控制部分的双重智能处理，使系统运行能力大大提高。1.2 研究火灾自动报警系统的意义火灾是国内外普遍关注的灾难性问题。它是发生频率较高的一种灾害，在任何时间、任何地区都可能发生.随着社会经济的发展，建筑物、构筑物应用材料的多样性，加之人们生活环境和生活方式的变革，火灾的危险性日益增加，火灾次数、火灾造成的人员伤亡和经济损失逐渐增多。随着我国经济建设的发展，各种现代化楼字对火灾报警和自动灭火系统提出了更高的要求.大型宾馆、酒店、商场、图书馆、博物馆、档案馆和办公楼等，自动灭火系统己成为必不可少的保安装置。设置功能完善的消防设
13、施，对保障人民生命财产的安全，无疑是极为重要的。现代消防系统中采用了先进的火灾探测器探测火情，自动确认火灾并发出火灾报警信号，自动启动灭火设备、指挥灭火。1.3 本设计解决的主要问题设计中提出了一种智能火灾报警系统的整体方案。从火灾的监测，火灾信号的放大，火灾信号传输到控制中心，再由控制中心来驱动灭火装置，同时产生报警信号，工作人员也可以在现场中通过PC机来手动控制系统。此外系统可以根据采集信号来实时的调整各处灭水阀门的出水量，以便达到节能效果，在环境要求高的场合中比如图书馆，文档馆可以避免二次灾难。2 火灾智能报警控制系统原理及硬件组成2.1 基于单片的火灾智能报警系统原理系统的初步原理图2
14、.1所示，火灾发生后伴随着有火焰，光，热变化产生，这时预先放置的火灾探测器就接收到异常信号，自动启动火灾自动报警系统控制器，如果有人员观察到火灾也可以手动的开启火灾报警控制器。之后在各处显示器上就会显示出火灾发生以提醒人员，同时启动控制器联动装置一方面各种灭火装置启动，另一方面如火灾形势较大启动预先设置好的消防通信通知火警灭火。图2.1 系统原理图在系统的具体实现中是通过传感器接收到火灾信号，传送给单片机，由单片机与预先设定好的参数比较选择火灾等级,发出适当的信号通过驱动电路控制步进电机，再由步进电机驱动火灾处的灭水阀门，根据火灾调节阀门大小喷水灭火；同时可以由PC机进行远程手动控制。比对原理图系统的功能具体实现模块如图2.2所示意。图2.2 系统功能图检查元件为红外火焰探测器，能够很好的检测火灾的发生。中央控制单元为C80
