多点消防报警系统设计开题报告

毕业论文(设计)开题报告 论 文 （ 设 计 ） 题 目 ： 多点消防报警系统设计 系 （院）： 电子电气工程学院 专 业： 电子信息科学与技术 年级(班）： 2007 级（1）班 学 号： 200708054011 姓 名： 张 利 君 指导教师： 张 东 2010 年 7 月 10 日 1 重庆文理学院本科毕业论文（设计）开题报告 1.选题的目的和意义： 目的：目前国内火灾的发生越来越频繁，直接威胁着人民的生命财产安全。消防报警系 统能够准确及时的检测出火灾发生情况。当空气中含有的烟尘颗粒达到一定值时，报警器就 会发出声光报警信号，及时提醒人们火灾的发生，以免因发现过晚而造成严重的后果。本设 计就是在这种趋势下而立项的。 意义：本次设计涉及到传感器技术，电子测量技术，单片机技术，以及数字信号处理等 的多种学科知识的综合运用。通过本设计，能提高本专业各个学科综合知识的实际运用能力， 提高实际动手能力，提高自身的科学性、系统性、及全面性的综合设计素质。并且，可以通 过此次的毕业设计，较好的掌握硬件开发的工作流程及步骤，学会使用汇编语言编写程序， 为将来参加实际工作做好充分的准备。 2.国内外研究现状（文献综述）： 火灾自动报警系统的发展及趋势： 纵观一百多年来，火灾自动报警技术主要经历了以下一些发展阶段：初期阶段是用一些 简单的分立元件构成的火灾自动报警系统，从 19 世纪四十年代一直延续到 20 世纪四十年代， 这期间感温探测器占主导地位，火灾自动报警系统处于初级阶段。1847 年美国缅因大学教授 Farmer 等研究出世界上第一台用于城镇的火灾报警发送装置，1852 年成功安装在波士顿。 1874 年英国安装了世界上第一套水喷淋装置，1890 年英国科学家研制成功感温式火灾探测器， 到 1896 年几种不同类型的定温火灾探测装置相继研制成功了，并得到世纪应用。20 世纪初， 定温探测器逐步得到改进和发展，同时采用低熔金属的新型探测器也被研制出来，而到了 20 世纪二十年代，为了满足迅速然侧火灾的需要，人们利用升温速率原理，又发明了一种新型 探测器，即差定温火灾探测器，其在升温速率超过预定值时，发出报警信号，响应速度快。 随后人们相继研制出了双金属差温火灾探测器、热熔电阻差温探测器、膜盒差温火灾探测器、 半导体查问火灾探测器和兼有差温、定温两种功能的差温定温火灾探测器等。 第二阶段从 20 世纪五十年代到七十年代，在这期间感烟探测器得到了大力发展，感温火 灾探测器处于次要位置。 “先见烟后见火” ，用感烟的方法来探测火灾使人类在实现火灾早期 报警方面向前迈了一大步，此时的系统一般为多线制（N+1 线或更多线） ，其特点是稳定性、 可靠性差，布线复杂，调试难度大。从 20 世纪四十年代末期开始，瑞士物理学见 Meili 博士 开始研究离子式感烟探测器，主要用于探测矿井里的燃烧气体，并获得成功。由于离子式探 测器探测火灾比感温探测器快得多，它的出现很快得到了广泛应用。随着电子工业的发展， 场效应晶体管代替了阴极射线管，探测器的供电电压也从 220 伏降到了 24 伏，甚至 9 伏，用 9 伏叠层电池可以为离子感烟探测器供电，为进入家用市场创造了条件。离子感烟探测器自 问世以来便一直统治着火灾探测器的市场。到七十年代末期，利用光散射原理探测烟雾的光 电感烟探测器在技术上也趋于成熟，得到了很好的发展。 2 第三阶段是从八十年代开始至今。总线制火灾自动报警系统蓬勃兴起，它同以前的产品 相比有了很大的飞跃，不仅工作显著减少，安装调试变得容易，降低了安装和维修的费用， 其最大优点是施工简单并能精确确定报警部位，因而得到了较普遍的应用。就如同设置房间 号一样，人们为每个探测点设置单独的地址编码。火灾报警控制器通过巡检方式分别采集各 种探测点的数据，并报出火警及故障等具体信息。中科院合肥智能机械研究所在 1985 年就研 制成功了我国第一套总线制火灾报警控制系统。 第四阶段：在总线制出现后不久，随着微电子、计算机、传感器、智能技术的发展，出 现了智能化火灾自动报警控制系统。它标志着火灾自动报警监控装置已进入一个全新的发展 时期。随着技术的不断进步，智能系统已突破传统的火灾探测报警范畴，它与建筑物内的防 盗报警系统，电视监控系统，信息交换系统，公共安全系统等组成楼宇自动系统而成智能大 厦。 火灾自动报警控制系统是随着各种新工艺、新技术的涌现而不断得到发展，其趋势将是 符合智能型探测器，分布智能型报警系统，遥控软地址编码技术及适用于一些特殊场合的专 用报警系统。其发展趋势还在于网络型火灾报警控制系统将得到大力发展，并成为智能大厦 的必备子系统之一，为建设城市自动消防通讯指挥系统创造条件。 现存的火灾报警系统的优点及缺点： 对于离子感烟探测器，它具有灵敏度高、报警早等优点，当前使用最广泛。随着科学技 术的发展，开关量的离子感烟探测器已逐步被模拟量可寻址的离子感烟探测器所取代。离子 感烟探测器在采用模拟量可寻址火灾探测技术后，在减少误报和提高可靠性方面，有了很大 改进和发展，取得了显著的效果，许多厂家都将这一技术称之为智能技术。但是由于离子感 烟探测器本身所具有的缺点，如：(1)控测范围窄。现实使用占多数的离子感烟探测器对燃烧 缓慢或阴燃的可燃物的火灾不适用，即不适用燃烧初期会产生可见的大颗粒黑烟的可燃物的 火灾。(2)稳定性差，即误报率较高。其灵敏度受环境的干扰或影响较大，对众多因素( 如气流、 气温、气压、湿度和粉尘等) 敏感，易误报。需要经常维护和清洁，这是保持其灵敏度稳定性 的一大问题。早期生产的许多离子感烟探测器，由于缺乏专业清洁公司正确清洗和测试而频 频产生误报，不能继续使用。这个问题随着模拟量技术的引进，有了很大的克服和改进，但 仍然存在，没有彻底解决，对其使用有一定的影响。(3)放射源问题，即对环境无益问题。这 是它的一个致命弱点。探测器中的放射源对人体究竟有没有危害？危害多大？尽管这个问题 至今仍是个未知数，但从环境保护、有利于人们的身体健康和科学技术的发展来看，这种形 式的探测器终究要被无放射源的新产品代替。 3 3.选题研究的内容： 现代社会火灾的发生越来越频繁，火灾的破坏能力也愈加严重，火灾损失和伤亡人数呈 逐年上升趋势。所以对火灾的防御显得极其重要。本设计就是在此基础上提出的，基于文献 的调研结果，采用单片机系统通过多路选择控制器对多个探测器进行巡回检测，将探测器的 信息进行采集、处理、存储，通过声光信号将报警信息传递出来，并通过数码显示器将发生 火灾区域相应的探测器的地址编码显示出来。 设计适合的电路实现以下功能： 1）选择合适的火灾探测器使火灾信号转换为电信号。 2）实现对多路信号的巡回检测。 3）能够及时检测到火灾信息并发出声光报警。 4）通过数码管显示发生火灾地区探测器的地址编码。 4 4.选题研究的技术路线、研究方法和要解决的主要问题： 本设计主要分为单片机控制系统、多路控制器、报警电路三个重要部分 本系统是以单片机 STC89C52 为核心设计的多通道消防报警系统。系统设置三路通道， 每路通道都接有火灾探测器，火灾探测器检测火灾发生情况。通过多路选择开关实现对三路 火灾探测器的巡回检测，将检测到的信号送到单片机进行数据的分析，如果检测到报警信息 则发出声光报警信号，并通过数码显示管显示报警地点探测器的地址编号。 所要解决的关键问题： 1）火灾探测器的选择。 2）多路选择控制器的选择。 3）报警及显示电路的设计。 5.研究与写作计划： 5.1 本课题研究的实施方案、进度安排 5.1.1 实施方案： 1）方案论证，元器件确定及采购 2）设计电路原理图 3）安装焊接硬件电路 4）编写程序完成软件设计 5）系统调试 6）完成论文 5.1.2 进度安排： 1）2010 年 7 月 8 日前查阅资料，完成文献综述和开题报告 2）2010 年 7 月 24 日2009 年 8 月 15 日，完成方案论证、电路原理图并安装硬件电 路 3）2010 年 9 月 16 日2010 年 10 月 15 日，编写程序，完成系统调试，完成论文初稿 4）2010 年 10 月 16 日2010 年 10 月 26，修改论文，定稿 6.参考文献： 5 1 韩飞鹏.单片机的开发方式J. 中国计算机报,1995,No 30 2 廉保旺.智能火灾报警控制系统设计与实现J ,西北工业大学学报,1999,17(4):521-524 3 邱玉明,邱玉春. PIC 单片机系统低功耗设计方法 J .微型机与应用, 2001,(5): 17 -181 4 程呈.基于 PLC 的火灾自动报警与消防的开发J硫磷设计与粉体工程 ,2009,(6):43-46 5 刘丽萍等.无线传感器网络部署及覆盖问题研究J. 电子与信息学报 ,2006,6(28):1752-1757 6 李栋等,基于无线传感器网络嵌入式温室监控系统J.仪表技术与传感器 2009,5:40-52 7 胡汉才.单片机原理及其接口技术（第二版）M. 清华大学出版社 ,2001 8 孙肖子,张企民.模拟电子技术基础M. 西安电子科技大学出版社 ,2001 9 张冠男.基于单片机的消防火灾自动报警系统J. 科技资讯 ,2009,(34):37-37 10 孙萍等.高层建筑火灾自动报警系统设计J. 消防与安全 ,2009,(24):29-32 11 王涛等.单片机在消防报警及处理系统中的应用J. 科技资讯 , 2009,(30):35-35 12 陈源.单片机无线火灾报警系统设计J. 新乡学院学报 ,2009,(5):29-31 13 王军.城市火灾自动报警监控系统的研究J. 消防科学与技术 ,1999(4):45-47 14 M.H.Shwehdi,A .Z.Khan.A Power Line Data Communicati on Interface using Sp read Spectrum Technol ogy in home Aut omati on J . IEEE Transacti on on Power Deliver