宾馆火灾自动报警系统的设计.doc

-I-摘要宾馆火灾自动报警系统是随时警惕火灾、及时报警和输出联动灭火信号的忠实哨兵。该系统的设计主要涵盖以下六个方面：传感器的选型、单片机的选取、接口芯片的选取、报警装置的设计、电源的设计以及联动消防装置的设计。火灾自动报警系统通过一定的方式向火灾报警控制器发出火灾报警信号，火灾报警控制器收到报警信号后，立即发出声光报警，并打开消防联动装置。本设计的检测装置由离子感烟传感器UD-02和与之配套的专用集成电路DQ-295等组成，通过对现场的火灾参数采集，模/数转换，地址编码，然后传送给单片机，由单片机进行相应的运算处理，判断现场是否发生火灾。这种信号处理方式将单片机用于火灾模式判别，可以根据火灾发生时，火灾参数的发展变化规律来识别真假火灾，不同于传统单一的定值判别方式，有利于提高火灾判别的准确性。关键词：火灾自动报警系统；监测；控制；消防联动-II-ABSTRACTFireAuto-alarmsystemofhotelisusedtomonitorthefireintheroomcontinuously,thenreportthecorrespondinginformationtothepublicaswellascontrolthefirepreventionaldevice.Itcontainssixaspectedcontentsmainly,thataresensors,asingleChipMircroComputer,theI/OintegratedConnectionchip,theAuto-alarmdevice,thedesignofthePowersourceandthelinkagedfirepreventionaldevice.FireAuto-alarmsystemofhotelsendsoutthecorrelatedsignaltothesingleChipMircroComputerinsomeway,thenthesingleChipMircroComputerwilldrivetheAcousto-opticsalarmdeviceandthelinkagedfirepreventionaldeviceafterreceivethesignal.InthisPaper,themointordeveiceismadeofIonfeelingsmokesensorwiththemodelofUD-02anditscorrespondingintegratedconnectionchipwiththemodelofDQ-295.ItwillgatherallthefireParameter,thenProcessthedatainA/Dconverterinordertojudgewhethertheremaybeafireornot,thecoreunitofthisProcessingwayofsignalisasingleChipMircroComputer,ithastheabilitytoidentificatethetrueorfalsefireaccordingtotheprocesseddate.Itisveryadvantagetoinhancetheaccuratedegreeofthefire.Keywords:FireAuto-alarmsystem；monitor；control；linkagedfirepreventionaldevice-III-目录1绪论.11.1本论文的研究背景.11.2现有火灾自动报警系统比较.21.2.1传统火灾探测技术.21.2.2智能火灾探测技术.31.3火灾自动报警系统的发展与现状.41.4本课题研究的主要任务及意义.51.5本论文的设计要求.62系统原理及总体方案设计.72.1系统原理.72.2系统设计.72.2.1系统各模块的设计.72.2.2系统总构架的设计.83系统硬件设计.103.1硬件组成.103.2烟雾信号采集模块.103.2.1离子感烟传感器工作原理.113.2.2UD02型离子感烟传感器.143.2.3离子感烟传感器专用集成电路DQ-295.163.2.4离子感烟火灾报警器应用电路.183.3单片机控制中心.193.3.1时钟电路和工作方式.193.3.2中断系统.203.4声光报警模块.233.4.1声音报警电路.233.4.2LED显示器.24-IV-3.5接口芯片8243.253.6电源系统设计.273.7消防联动装置.284系统软件设计.304.1主程序设计.304.2读数子程序.314.3核对子程序.314.4查找报警点子程序.324.5显示及报警子程序.344.6联动消防.354.7延时子程序.355总结与展望.365.1总结.365.2系统展望.37致谢.38参考文献.38附图.40-1-1绪论1.1本论文的研究背景近年来，随着科学技术日新月异的发展，生产力水平达到了前所未有的高度。城市现代化在这样的背景下发展速度越来越快，高层建筑异军突起，宾馆行业也跻身其中。由于高层建筑都有建筑高度高、建筑面积大、用电设备多、供电要求高、人员集中等特点，这些都给高层建筑的防火问题提出了很高的要求。而最近几年，我国因特大恶性火灾导致的多起群死群伤事件已引起有关部门的高度重视，高层宾馆、大型商场等人员集中地区的防火问题被提上日程。在这些场所内，各种电气电子设备高度集中且处于长期运行状态，电气设备过载、过热、短路的火灾隐患较多；另外，由于此类场所人群集中且易燃物较多，也从客观上制造了火灾隐患。一旦发生火灾将很难及时救助，势必要给国家和个人带来不可估量的损失。为此，在过去相当长的一段时期内，人类不得不对火灾发生过程进行专项研究，截至目前，已经形成了较为成熟的概念。火灾的发生和发展过程是一个复杂的物理化学过程，而且与环境的相关性很强。一般情况下，一场火灾发生过程都伴随着烟、温、光等信号的产生。基于不同环境及不同燃烧物成分的火灾的生成气成分、烟雾的粒径构成、温场分布及光谱均有不同，因此，火灾过程涉及多个物理和化学参数，而且特征性比较强，与一般的扰动有着本质的区别。基于上述特性，早期火灾探测技术应运而生，尤其是火灾多元复合探测技术在火灾探测领域得到广泛采用，如采用物理参数复合的烟温复合探测器，采用不同波段光传感器复合的双波段火焰探测器等。上述一切条件都促使了火灾报警系统的诞生。火灾自动报警系统是随时警惕火灾、及时报警和输出联动灭火信号的忠实哨兵，是早期报警的有力手段。实践证明，设置先进的火灾自动报警和自动灭火系统是高层建筑做好自防自救的关键。羊城晚报称火灾自动报警系统为“全天候的功勋卫士”。-2-1.2现有火灾自动报警系统比较随着传感技术及火灾特征性研究的发展，复合探测技术逐渐成熟，将来势必能从根本上解决由于特征分析无法辨识火灾与非火灾参数而引起的各种问题。我国自1985年以来，单片机的开发和应用取得了一定的进展，尤其进入90年代以后，在自动控制、智能仪表、自动测试、家电、通讯领域得到了很好的应用，其中用单片机开发的火灾自动报警器就是很好的一例。火灾自动报警器最初是以晶体管继电器为分立元件的产品，80年代末，90年代初随着微型计算机的开发应用，出现了以微机为核心的通用火灾报警器。它的应用使人们对火灾的控制能力大大增强，使危害大大降低。火灾报警器的主要心脏部件就是单片机，通过它接收来自火灾探测器的报警信号，经过确认后，发出声光报警，显示报警位置，并能发出控制信号启动消防设备，迅速灭火。可见，从信号的接收处理到报警消防，完全实现了自动控制，单片机在其中起到了关键的作用。1.2.1传统火灾探测技术传统的火灾探测报警技术是由火灾探测器感知现场的某种火灾参数(如烟浓度、温度等)，当被感知的火灾参数达到某个限度值后，火灾探测器通过一定的方式向火灾报警控制器发出火灾报警信号，火灾报警控制器收到报警信号后，立即发出声光报警。这种信号处理方式的火灾报警设备在实际应用中有几个不足之处：(1)探测器的灵敏度固定，不易改变，这样在不同场合、不同环境中使用就不能选择最佳的火灾探测灵敏度，选择高了容易误报警，选择低了一旦发生火灾，报警不及时会损失严重。(2)火灾探测报警系统缺乏故障的自诊断、自排除能力。火灾报警系统是长年不间断运行的设备，要求具有高度可靠的性能。(3)火灾报警的判据单一，对环境背景的干扰影响无法消除，这样在一些场合就不能提供准确的报警。传统的火灾探测报警系统的火灾判据仅仅是根据某-3-种火灾参数是否达到某一定值来确定，这一判别工作是在火灾探测器中由硬件电路实现的，这样就有可能由于环境背景的影响，或火灾探测器内部电路的缓慢漂移，产生误报。1.2.2智能火灾探测技术为了克服传统火灾探测技术的弊病，近年来发展了智能型火灾报警技术，完全摆脱了传统的火灾报警信号处理方式，使得火灾报警系统的可靠性有较大提高，这种智能分几个方面：(1)探测智能：采用单片机作为信号处理芯片，通过对现场的火灾参数采集，模/数转换，地址编码，然后传送给火灾报警控制器，由火灾报警控制器中的计算机进行相应的运算处理，判断现场是否发生火灾，这种信号处理方式将计算机用于火灾模式判别，可以根据火灾发生时，火灾参数的发展变化规律来识别真假火灾，改变传统单一的定值判别方式，有利于提高火灾判别的准确性。(2)监控智能：在传统的百家系统中监控功能智能由硬件逻辑电路来完成。不仅增加成本，而且许多系统内部的故障都不能报警。采用智能技术后，系统的正常维护工作由计算机自身的软件完成，周期地运行自诊断程序，可以发现系统的任何微小的故障，大大提高了系统运行的可靠性能。(3)抗干扰智能：由于系统的运行环境比较复杂，有时线路上和环境空间存在着严重的干扰信号，这些在传统的报警系统中难以滤除，影响系统的正常运行。抗干扰智能采用各种消除干扰的软件技术(如数字滤波等)，把干扰信号限制到最低限度，提高和系统的抗干扰能力。一般情况下，智能化火灾检测系统基本组成框图如图1-1所示。