单片机控制的分布式火灾报警控制系统.docx

编号：OUl1.lMUNtVCRXTVOFf1.ECTROMICTCCNHOlOeV毕业设计（论文）说明书题目：单片机控制的分布式火灾报警控制系统院（系）：机电与交通工程系专业：电气工程及其自动化学生姓名：学号：指导物市单位：机电与交通工程系姓名：职称：讲师题目辉：理论研究实验研究工S设计呈技术研究软件开发2023年2月18日千百年来，人类和火灾进行了长期的斗争，积累了许多防火、灭火的经验教训。人类逐步掌握了火的燃烧机理，燃烧条件和燃烧发展的过程，发明了各种各样防火、灭火的方法，并逐步形成一个充满生机、富有发展前程的消防产业。在上世纪70年代后期，开始出现一门新兴的多学科交叉应用基础科学一火灾科学，其中心内容就是用现代高科技手段研究火灾发生、发展和防治的机理和规律，为火灾防治提供新的思想、理论和方法，使得人类对火灾的研究进入了科学化、系统化的轨道，并促进了防火、灭火技术的进步.随着社会经济的飞速发展，城市化进程的加快和人口的迅速增长，我国乃至世界火灾发生的次数、频率、导致的损失都呈不断上升的趋势，火灾形势十分严峻。因此，如何在最短时间内发现火灾并控制灾情，使人民生命、财产损失降到最小就显得尤为重要。本课题正是针对大厦楼宇等封闭式易燃场合而设计的一种由单片机控制的分布式火灾报警控制系统，该设计能实现自动报警并及时施放氮气的自动灭火系统装置，具有较强的现实意义及使用价值。它采用感烟传感器及感温传感器的组合装置作为信息采集单元，通过ADCO809将模拟信号转换成数字信号，在把数字信号传给单片机，通过单片机来控制各部分电路进行正常地工作，可根据设定的温度值和烟雾浓度来报警，自动化限度高、可靠性高。同时以氮气作为灭火剂，不仅经济，并且环保，符合人类环保需要，是该领域的一种新尝试。关锤词：火灾探测传感器单片机探测参量AbstractForthousandahundredyears,themankindandafirecarriedontheconflictofthelong-te11n,accumulatingmanyfireprevention,theexperiencepreceptthatextinguishfire.Themankindcontroledtheburnablemechanismofthefiregradually,burningtheprocessofconditionandcombustiondevelopment,createdvariousfirepreventionandextinguishfireMethod,anditbecomeafirefightindustrythatisfilledwiththesourceofvitalityandfullofdevelopmentprospectgradually.Duringtheperiodafter70'sinlastcentury,appearanewlyarisenofmanycoursecrossoneafirescienceofappliedfoundationscience,.itsheartcontentsisusingthemodernandhigh-techmeansresearchafireoccurrence,developmentandpreventionandcureofmechanismandregulation,providingthenewthought,theoriesandmethodsforafirepreventionandcure,makingthemankind'sresearchtoafireenteredtheScientificnorbitthatissystematize,andmakingfirepreventionandfireextinguishingtechnicalprogressWiththefastdevelopmentsofsocialeconomy,city-courseandtheincreaseofpopulation,thedegree,frequencyandlosingoffiredisasterareintheirascendingwayinourcountryandalsoinalloftheworld,thefiresituationisveryaustere.Forthatreason,itisimportanttofindandcontrolthefiredisaster,tominimizethelosingofpeople'slifeandproperty.Theautomaticfirefightingsystemaimsatclosedcombustibleplaceaswellasbigbuildingetc.Itisdistributedfirefightingsystemwhichiscontrolledbyasinglechipandcanautomaticalarmandreleaseliquidnitrogen.Itadoptsadeviceconsistingofsmoke-sensorandtemperature-sensorasfire-signalcollectionunit.ItchangetheanalogsignalsintothedigitalsignalsbyADC0809whichsendsthedigitalsignalstothesinglechipthatcontrolstheallpartcircuitsworknormally.Thesystemcansetupthealarmvaluefortemperatureandworkswithahighautomatizationdegreeanddependability.Itusesnitrogenasfireextinguishingagent,whichiseconomical,environment-friendlyandmeetsman,sneedsforenvironmentalprotection.Itisournewresearchattemptinthisfield.Keywords:firedetection,sensor,singlechip,detectionparameter引言火的应用对人类文明和社会进步起到了巨大的推动作用，然而人类并未真正掌握火。据记录，在众多的灾种中，火灾导致的直接损失约为地震的5倍，仅次于干早和洪涝，而火灾发生的频度则居于各灾种之首。千百年来，人类和火灾进行了长期的斗争，积累了许多防火、灭火的经验教训。人类逐步掌握了火的燃烧机理，燃烧条件和燃烧发展的过程，发明了各种各样防火、灭火的方法，并逐步形成一个充满生机、富有发展前程的消防产业。在上世纪70年代后期，开始出现一门新兴的多学科交叉应用基础科学一火灾科学，其中心内容就是用现代高科技手段研究火灾发生、发展和防治的机理和规律,为火灾防治提供新的思想、理论和方法，使得人类对火灾的研究进入了科学化、系统化的轨道，并促进了防火、灭火技术的进步。虽然科学技术的进步使人类的防火、灭火手段发生了很大的变化，取得了可喜的成绩，然而随着社会经济的飞速发展，城市化进程的加快和人口的迅速增长，我国火灾发生的次数、导致的损失却仍呈上升趋势。因而如何防止火灾发生、减少火灾损失就成为人们普遍关心和进一步研究的永恒课题了。我们国家也充足结识到了这一问题的重要性，在该领域投入了大量的人力、物力，建立了不少科研机构，如国际知名的中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室、南京消防器材股份有限公司的南消火灾实验中心、北京的首安工业消防火灾实验中心等等。但是这些科研机构大多是侧重于火灾产生机理、火灾学流动与传热分析等理论方面的研究或者是针对大面积大空间场合建筑消防、工业消防系统的研究，而对封闭小空间易燃场合的消防研究则相对显得较为薄弱。本课题正是由于这一点，所以立足于中小空间易燃场合设计了火灾报警和自动灭火系统，力求经济、实用、环保。它可较早地发现火情,快速灭火，并且由于氮气的特性稳定，使用范围比较广泛，特别合用于网吧、中小加油站、书店等场合使用。本文讨论了诸如大厦、居民住宅区、教室、档案室等封闭空间易燃场合的单片机控制的分布式自动报警及灭火系统。传统的报警系统往往采用单一的探测器，本系统为了提高火灾判断的灵敏度和对的性，设计了一个由感温探测器和感烟探测器构成的复合系统.并在常用的声光报警的基础上，通过控制电路启动阀门驱动装置，将高压氮气储存装置打开，运用氮气减小空间中氧气浓度，起到克制火灾、减少人员伤亡及财产损失的作用。由于单片机具有集成度高、可靠性高、功能强、体积小、重量轻等优点，本课题还进行了数字电路的设计，通过模数转换器将上述复合系统所采集到的信号与单片机接口，把前级模拟信号转换成数字信号，运用软件编程实现对硬件电路的控制，进一步提高了系统的灵敏度。同时通过运用PC机作为上位机，来完毕管理功能，而单片机作为下位机完毕各路烟感温感的检测，且能与上位机通讯；进一步提高了系统的智能化。本课题重要完毕以下内容：1 .烟雾、温度信号检测电路的设计与调试。在这一部分包含了以下几个内容：选用合适的检测参数；设计传感器转换电路；完毕电路的实验与调试。2 .模拟信号电路的设计与制作。3 .单片机电路的设计与制作。4 .单片机C51语言应用程序的设计与仿真调试。5 .系统的整体调试。用来保证系统的正常工作，并检查其精度和准确性。本课题研究工作的关键性问题重要有以下两点：1 .运用光调制技术，克制干扰光对信号采集的影响。一般说来，相对于自然光而言,烟雾信号是比较弱的，因此自然光对烟雾信号的影响是显而易见的，极有也许导致误报警或不报警的情况出现。针对这个问题，本系统运用红外发光二极管发射高频矩形波红外信号，用光敏三极管接受调制光，对信号光进行幅值调制，这大大减少了自然光对烟雾信号的干扰。止匕外，通过暗盒安顿发光二极管、光敏三极管，也可以进一步保证烟雾信号的真实性和准确性。2 .硬件电路及软件中的抗干扰设计。由于系统中信号的输入、输出以及单片机之间进行信息的传输，需要克制过程通道的干扰、电磁场的干扰以及电源的干扰。同时.，还应在制作印制电路板的过程中合理布局、布线，将电路板所带来的干扰减到最小。除了上述硬件抗干扰措施外，系统还通过软件来增强系统的抗干扰能力。1毕业设计任务和设计方案1.1毕业设计任务随着经济建设的发展，许多场合的防火措施显得特别的重要，特别是性能优秀的自动报警防火系统更是重中之重，这样减少很多不必要的损失，使人类的生命和财产都有了一定的保障。社会对火灾报警控制系统的规模规定越来越大，为了适应市场的需要，设计了一个以AT89C51单片机为核心的分布式火灾报警控制系统。运用51单片机为核心，搭建系统电路，合理编制软件程序，实现下列的五项功能:1、实现人机对话；2、显示报警时间和故障信息，并打印报警时间和报警的探测器所在房号；3、发生警情时，启动有关消防设备；4、用PC机作为上位机完毕管理功能，下位机采用51单片机控制完毕各路烟感温感的检测，且能与上位机通讯；5、检测量大于24路，软件设计设定故障越限值。1.2设计方案设计方案一：由于本设计的单片机控制的分布式火灾报警控制系统规定需要检测大于24路的火灾源头，所以我采用32个感烟传感器及感温传感器的组合装置来作为32路火灾探测器，此装置可以探测到火灾的发生，并输出一个电压信号作为报警信号，这个模拟信号将传到模数转换器ADCO809的模拟信号输入端。采用4片8输入8输出的模数转换器DC0809,通过地址端可以选择不通的模拟输入端，通过模数转