小型智能火灾自动报警器的设计-文献综述

第1页文献综述1.课题背景人的生存离不开空气，人的一生大约有80%的时间是在室内度过的，室内环境质量的好坏影响着人们的身心健康。室内的有害气体来源有来自装修不当造成的甲醛、氨气、氡气、苯、放射性物质的释放，而这些气体在装修时加以注意，完全可以减少其排放量，从而不至于影响人的健康状况。室内存在的有害气体的另一主要来源为可燃性气体的泄漏，主要可分为天然气泄漏、液化气泄漏和煤气泄漏。天然气主要成分是烷烃，其中甲烷含量在95%以上。人所赖以生存的空气中有大约20%的氧气，如果人的生活空间是封闭空间，氧气稀薄，人会因氧气不足，导致窒息、昏迷，有心脑血管疾病的人将会危及生命。室内天然气泄漏会使室内空气中的氧气相对稀薄，由于天然气是无色无味，人很难察觉到，尤其当人处于睡眠状态时，天然气的泄漏就更加危险，甚至会使人窒息。天然气的另一危险是当空气中的天然气含量达到一定含量时，遇到明火就会产生爆炸，造成火灾，危及人的生命。煤气泄漏的主要成分是一氧化碳与氢气，一氧化碳中毒原因是一氧化碳进入人体后会和血液中的血红蛋白结合，从而出现缺氧。常见于家庭居室内通风差得情况下，煤炉产生的煤气或液化气管道泄漏气中的一氧化碳吸入会导致一氧化碳中毒。液化气泄漏危害也不易小视，液化石油气是石油产品之一。是由炼厂气或天然气(包括油田伴生气)加压、降温、液化得到的一种无色、挥发性气体。由炼厂气所得的液化石油气，主要成分为丙烷、丙烯、丁烷、丁烯，同时含有少量戊烷、戊烯和微量硫化合物杂质。由天然气所得的液化气的成分基本不含烯烃。液化石油气主要用作石油化工原料，用于烃类裂解制乙烯或蒸气转化制合成气。其主要质量控制指标为蒸发残余物和硫含量等，有时也控制烯烃含量。液化石油气是一种易燃物质，空气中含量达到一定浓度范围时，遇明火即爆炸。2.研究目的与现状2.1.研究目的和意义单片机及气体传感器是天然气泄漏检测仪系统的两大核心。单片机好比一个桥梁，联系着传感器和报警电路设备。近几年来，单片机已逐步深入应用到工农业生产各部门及人们生活的各个方面。各种类型的单片机也根据社会的需求而开发出来。单片机是器件级计算机系统，实际上它是一个微控制器或微处理器。由于它功能齐全，体积小，成第2页本低，因此它可以应用到所有电子系统中。同样，它也可以广泛应用于检测报警技术领域，使各类检测报警装置的功能更加完善，可靠性大大提高，以满足社会发展的需要。而传感器作为信息技术系统的“感官”器件，如果没有“感官”感受信息，或者“感官”迟钝，都难以形成高精度、高速度的控制系统。美国曾把二十世纪八十年代称为传感技术时代，日本更是把传感技术列为十大技术之首。所以，根据检测报警器功能的需要，选择合适、精确、经济的气体传感器和单片机芯片是至关重要的。在本论文中的最主要的设计是选STC89C51单片机和MQ-2半导体气体传感器为核心器件。目前，现代建筑都会有选择地安装不同功能的燃气泄漏检测自动报警系统。因为燃气泄漏检测自动报警系统是建筑物的神经系统，它能够感受、接收着发生火灾的早期信号并及时报警，发出警报同时告知用户和周边居民。它就像是一个个称职的更夫，给居住、忙碌或是休息在家庭中的人们以极大的安全感。在火灾的早期阶段，准确的探测到火情并迅速报警，对于及时组织有序快速疏散、积极有效地控制火灾的蔓延、快速灭火和减少火灾对居住人群的损失都具有重要的意义。2.2.研究现状与存在的问题2.2.1研究现状国外从20世纪30年代开始研究及开发烟雾传感器，且发展迅速，一方面是因为人们安全意识增强，对环境安全性和生活舒适性要求提高；另一方面是因为传感器市场增长受到政府安全法规的推动。据有关统计，美国1996年2002年烟雾传感器年均增长率为27%30%。随着传感器生产工艺水平逐步提高，传感器日益小型化、集成度不断增大，使得烟雾检测仪器的体积也逐渐变小，提高了烟雾检测仪器的便携性，更加利于生产、运输及市场推广。1963年5月，日本开发完成第一台接触燃烧式家用燃气泄漏报警器，次年12月其改良产品问世，改良的报警器可以检测燃气、一氧化碳等气体，可以安装在浴室或者采用集中监视。我国在70年代初期开始研制烟雾报警器，生产型号多样、品种较齐全，应用范围也由单一的炼油系统扩展到几乎所有危险作业环境的各种类型报警器，产品数量也在不断增加。但主要是在引进国外先进的传感器技术和先进的生产工艺基础上，进行研究与开发形成自己的特色。近年来，在烟雾选择性和产品稳定性上也有很大进步。2.2.2存在的主要问题本设计虽较好的完成了，但仍有很多需要改进的地方，四位数码管换成液晶屏，那就可以更好地全方面显示数值及相关信息；报警指示灯也需改进，按照国家标准火灾报警控制器通用技术第4.3.2.2条明确规定：红色为报警指示灯，黄色为故障信号；第3页对于气体浓度检测，未来可以将气体检测精确到测出是哪种气体，以便更好地对火灾防患于未然。3.课题途径及步骤面对人类社会，技术和竞争的快速发展，电脑的快速发展，没有通信和控制，利用的趋势，现今的火灾自动报警完整的系统与技术，软件合并，以及两个网络化，智能化，多样化，少量化，灵敏度高，整合和发展的其他方面。自动气体浓度报警系统，有不能接受的，在当前协议，误报率，漏报和不频繁，智力低下，免疫力低下和气体浓度报警器是在其他较明显的，按照统一的国家标准，开放的通讯协议的基础下的特殊环境问题检测消防规范。管理系统的能力的增强提供了更好的保护，为保证用火，并通过强有力的，以保护人身和事物的国家安全，更美好的生活。4.可能遇到的问题及应变措施随着人们生活水平的提高和安全防范意识的增强,急需开发面向普通居民、价格低廉、运行可靠的自动报警系统。本文介绍了一种基于公用电话网，利用单片机8051、DTMF信号收发芯片MT8880、集成语音芯片ISD1420，集成温度传感器AD590和气体传感器TGS202等，利用多传感器信息融合技术，完成语音报警的实用、可靠的单片机语音自动报警系统，着重阐述了该系统的组成形式及工作原理。基于该系统原理的相关产品已在线使用。实践表明,单片机技术在系统报警和其它一些自动控制领域中有着广泛的应用前景。主要介绍了单片机报警系统的组成原理及其结构。本报警器的工作原理是当发现警情时，探测器将警报信号通过传感器接口送入单片机,单片机的报警中断程序开始运行，调用拨号子程序按照预置号码进行拨号，发出报警。报警器的硬件设计，其中包括了报警器各部分的设计过程及其元件的应用和介绍。系统的软件部分的设计，主要有数据采集软件设计、火灾判断程序设计、报警程序设计。通过本次设计我更加加深了对单片机的了解和应用，融入计算机技术的现代火灾自动报警系统已经显示出巨大的优势，它必然成为今后火灾报警技术的发展方向。第4页参考文献1李华.MCS一51系列单片机实用接口技术.北京航空航天大学出版社.20072张毅坤等.单片微型计算机原理及应用.西安电子科技大学出版社.2006.3潘新民等.微型计算机控制技术.电子工业科技大学出版社.2003.4陈伟.MCS一51系列单片机实用子程序集锦.清华大学出版社.1993.5吴佑寿.LabVIEW7实用教程.电子工业出版社.2007.6朱明程等.一氧化碳传感器MGS1100原理及应用电子技术.1998年第1期.7刘迎春.传感器原理设计及应用.哈尔滨工业大学出社.19908赵负图.数据采集与控制系统.北京科学技术出社.1987.9王若鲸.数据通信系统入门.人民邮电出版社.1984.10肖忠祥主编.数据采集原理.西北工业大学出版社.2003