關于對火災監(jiān)控系統(tǒng)設計的探討

1、關于對火災監(jiān)控系統(tǒng)設計的探討    摘要：火災監(jiān)控系統(tǒng)能夠及時探測火災隱患，在現(xiàn)代智能建筑中起著極其重要的安全保障作用。隨著人民生活水平的提高和網絡技術、控制技術和通訊技術的高速發(fā)展對火災監(jiān)控系統(tǒng)提出了更高的要求。傳感器技術被應用于火災監(jiān)控系統(tǒng)中本文就是利用單片機結合傳感器技術設計了這一煙霧監(jiān)控系統(tǒng)，以供同仁參考。關鍵詞：煙霧;火災監(jiān)控系統(tǒng) ;警器TC12C5410;傳感技術Abstract: With the improvement of people's living standard and network technology, cont

2、rol technology and communication technologys rapid development of the fire monitoring system, it has put forward higher requirements. Sensor technology is applied in fire monitoring system; this article is combined with the use of single-chip sensor technology and design of the smoke control system,

3、 in order to offer colleague reference.Key words: smoke; fire control system; alarm TC12C5410; sensing technology中圖分類號：D631.6 文獻標識碼:A 文章編號：引言:本論文以電阻式煙霧傳感器和單片機技術為核心并與其它電子技術相結合，設計出一種技術水平較好的煙霧報警器。以STC12C5410AD單片機和MQ-2型半導體電阻式煙霧傳感器為核心設計的煙霧報警器可實現(xiàn)聲光報警、故障自診斷、濃度顯示、報警限設置、延時報警及與上位機串口通信等功能。這是種智能化煙霧報警器結構簡單價格低廉，使

4、用也比較方便。1、監(jiān)控系統(tǒng)火災監(jiān)控系統(tǒng)，一般由火災探測器、區(qū)域報警器和集中報警器組成;也可以把各種滅火設施和通訊裝置聯(lián)動建立中心控制系統(tǒng)?；馂奶綔y器是在火災發(fā)生時利用火災產生的煙氣、火光和高溫通過探測器轉變?yōu)殡娦盘柕膱缶蛘呤棺詣訙缁鹣到y(tǒng)啟動，及時的把火災滅掉。區(qū)域報警器能將樓層內的探測器發(fā)出的信號轉換為聲光報警，甚至可以顯示出哪個房間號發(fā)生了火災情況;同時還能對若干樓層的集中報警器、輸出信號或控制自動滅火系統(tǒng)進行監(jiān)視。集中報警器可以將收到的信號以聲光方式顯示出來，利用本機專用電話迅速發(fā)出指示和向消防隊報警;也可以控制有關的滅火系統(tǒng)或將火災信號傳輸給消防控制室。2、煙霧檢測報警器的方案設計2.

5、1檢測報警器的設計思路煙霧檢測報警器最基本組成部分應包括：煙霧信號采集電路、模數(shù)轉換電路、單片機控制電路。它檢測環(huán)境中的煙霧濃度，并具有報警功能的儀器。煙霧信號采集電路一般由煙霧傳感器和模擬放大電路組成，將煙霧信號轉化為模擬的電信號。模數(shù)轉換電路將從煙霧檢測電路送出的模擬信號轉換成單片機可識別的數(shù)字信號后送入單片機。單片機對該數(shù)字信號進行濾波處理，并對處理后的數(shù)據(jù)進行分析，如果大于則啟動報警電路發(fā)出報警聲音，反之則為正常狀態(tài)。2.2傳感器的選型與選定傳感器作為煙霧檢測報警器的信號采集部分，是儀表的核心組成部分之一。由此可見，傳感器的選型是非常重要的。煙霧傳感器種類繁多，從檢測原理上可以分為三大

6、類： 用物理化學性質的煙霧傳感器：如接觸燃燒煙霧傳感器、半導體煙霧傳感器等。利用物理性質的煙霧傳感器：如熱導煙霧傳感器、光干涉煙霧傳感器、紅外傳感器等。利用電化學性質的煙霧傳感器：如電流型煙霧傳感器、電勢型氣體傳感器等。一個煙霧傳感器可以是單功能或者多功能的;可以是單一的實體或者多個不同功能傳感器組成的陣列。但是，任何一個完整的煙霧傳感器都必須具備以下條件： 能選擇性地檢測某種單一煙霧，而對共存的其它煙霧造成的影響降到最低;對被測煙霧具有較高的靈敏度，能有效地檢測允許范圍內的煙霧濃度對檢測信號響應速度快，重復性好、長期工作穩(wěn)定性好、 使用壽命長、制造成本低，使用與維護方便。由于煙霧的種類繁多，

7、一種類型的煙霧傳感器不可能檢測所有的氣體，通常只能檢測某一種或兩種特定性質的煙霧。煙霧檢測報警器主要應用在石油、化工、冶金、油庫、液化氣站、噴漆作業(yè)等易發(fā)生可燃煙霧泄漏的場所，根據(jù)報警器檢測煙霧種類的要求，一般選用接觸燃燒式煙霧傳感器和半導體煙霧傳感器。使用接觸燃燒式傳感器，其探頭的阻緩及中毒，是不可避免的問題，而半導體煙霧傳感器不會發(fā)生探頭阻緩及中毒現(xiàn)象，維護成本較低等。因此，本設計采用半導體煙霧傳感器作為報警器煙霧信息采集部分的核心。2.3煙霧檢測報警器的整體設計方案本論文中的煙霧檢測報警器以STC12C5410AD單片機為控制核心，采用MQ-2型電阻式半導體傳感器采集煙霧信息。把傳感器送

8、來的煙霧濃度對應的微小的電壓信號經過放大，轉化成較大的電壓信號送入STC12C5410AD單片機;在STC12C5410AD單片機內A/D轉換、濃度比較，對數(shù)據(jù)進行線性化處理，將數(shù)字化電壓信號轉化成為對應的十進制濃度值。將實際可燃性氣體濃度送入液晶，并判斷濃度值是否超出報警限。設計的可燃性煙霧報警儀應能在較寬的溫度范圍工作，并且具有顯示可燃煙霧濃度、故障自檢、延時報警功能及可接計算機進行現(xiàn)場遠測和控制等功能。報警器系統(tǒng)結構系統(tǒng)以單片機為核心，配合外圍電路共同完成各種功能。報警器采用巡檢的工作方式，進行兩級報警值設定，并發(fā)出不同的光、聲信號。自診斷故障報警功能是指當傳感器加熱絲或者電纜線發(fā)生斷線

9、或者接觸不良的情況時，報警器發(fā)出警報，提醒用戶及時排除故障。煙霧濃度顯示功能是指通過液晶屏顯示可燃煙霧的濃度值，并且可以切換到設置狀態(tài)，通過鍵盤設置或者更改報警限值，以便于用戶或檢測人員隨時觀測煙霧濃度及更改報警限。煙霧報警功能是指當煙霧濃度連續(xù)20秒取值都在報警限值之上，蜂鳴器開始報警，通過變化的聲音及燈光引起用戶的注意。煙霧檢測報警器的功能還有止報警器誤報功能 、看門狗自檢單片機狀態(tài)功能、與上位機通訊功能 、動控制相關安全裝置的擴展功能等。3、檢測報警器的硬件設計3.1單片機的選型在報警儀的設計中，單片機是其核心部件。它一方面要接收來自傳感器送來的煙霧濃度對應的模擬信號和故障檢測信號，另一

10、方面要對兩種信號分別進行處理，控制后續(xù)電路進行相應動作;與此同時查詢是否有鍵按下的請求。在單片機完成這些的工作中，尤其是信號處理中，比較濃度值后送入顯示的軟件，使檢測人員能夠較準確地觀測到煙霧濃度，并根據(jù)情況做進行相應處理。3.2煙霧檢測報警器硬件電路的設計傳感器輸出信號微弱，要經過前置電路對其進行放大、濾波、電平調整，來滿足單片機對輸入信號的要求。本系統(tǒng)采用的半導體煙霧傳感器屬于電阻型，因此只需串聯(lián)一個參考電阻，再經過一個放大電路即可發(fā)送給ADC采集。由于系統(tǒng)采用的是單極性供電，所以采用同相比例放大電路，可以減少硬件開銷;反之，如果采用反相放大，則一般需要利用雙極性供電，這就需要系統(tǒng)額外的利

11、用變壓芯片產生一個負壓，這顯然會造成浪費。常見的運算放大器中，LM324價格低廉、使用簡單等優(yōu)點比較突出，所以本設計中的前置放大電路采用LM324作為電路的運算放大器。聲音報警電路的警裝置采用無源壓電式KM3712x型蜂鳴器，較一般的蜂鳴器體積大，聲音響亮，適用于家用煤氣報警器的報警聲音源。當單片機STC12C5410AD的17腳(P3.7)置1時，三極管Q1導通，蜂鳴器報警。本報警器采用單片機STC12C5410AD的PWM功能，如果煙霧濃度達到報警限，單片機控制P3.7(PWM)口輸出占空比一定的脈沖，報警時蜂鳴器會發(fā)出如警車警笛的聲音。報警器濃度顯示采用共陽數(shù)碼管。顯示濃度級別，其主要技

12、術參數(shù)如下：模塊工作電壓： 2.75.5V ，作電流： 80ma,每段10ma，高：11.4mm。境相對濕度：<85% 視角：6:00 ，作溫度：-10+50°C 。示方式：反射式正顯示存儲溫度：-20+60°C，口方式：8線并行接口 。狀態(tài)指示燈及控制鍵電路圖，機STC12C5410AD的18腳(P1.0)、12腳(P2.4)、13腳(P2.5)，控制輸出的狀態(tài)指示燈。綠燈常亮表示正常狀態(tài)，環(huán)境中可燃煙霧濃度極低。黃燈閃亮表示傳感器加熱絲或者電纜發(fā)生斷線或者接觸不良。紅燈閃亮表示環(huán)境中可燃煙霧濃度超過報警限值，報警器發(fā)出鳴叫，提醒用戶盡快作相應安全措施。4、報警子程

13、序設計與誤差分析當煙霧濃度超過報警設定值時，通道的紅燈閃亮，報警器發(fā)出警笛似的鳴叫聲，從而保障居民生產、生活安全。為防止誤報，在程序設計上，對煙霧濃度進行快速重復檢測和延時報警，以區(qū)別出是管道中煙霧的泄漏，還是由于暫短打開閥門產生的可燃煙霧的微量散失，防止誤報。硬件誤差主要來自以下四個方面： 傳感器非線性誤差 、電子元器件參數(shù)的離散性、溫度不穩(wěn)定性造成的誤差、電源造成的誤差、境、外部噪聲引起的誤差。5、結術語：火災監(jiān)控系統(tǒng),作為火災的先期預報為火災的及時撲滅和保障人身和財產安全,起到了不可替代的作用?；馂谋O(jiān)控系統(tǒng)設計已經成為工業(yè)、民宅、企業(yè)消防安全系統(tǒng)的重要部分。作為設計人員, 面對不斷更新的產品，我們需要不斷地協(xié)調創(chuàng)新和應用完善，以便更好的服務于社會生產。參考文獻：1孫育才.ATM EL新型AT89S52系列單片機及其應用M.北京:清華大學出版社,2005.2萬光毅,嚴義.單片機實驗與實踐教程M.北京:北京航空航天大學出版社,2004.3張洪潤,易濤.單片機應用技術教程(第二版)M.北京:清華大學出版社,2003.參考文獻15 于冶會. 對調整儀表用蜂鳴器振動規(guī)范的探討. 傳感器世界, 2000(1): 353816 邵子揚, 黃保明, 劉海濤. K