火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開題報(bào)告(DOC)

1、 中 北 大 學(xué) 信 息 商 務(wù) 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告學(xué) 生 姓 名：嚴(yán)飛飛學(xué) 號(hào)：11050643X36學(xué) 院、系：信息與通信工程系專 業(yè)：電子信息工程設(shè) 計(jì) 題 目：火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師:張敏娟 2021 年 3 月 15 日畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開 題 報(bào) 告1結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述：文 獻(xiàn) 綜 述1.1 研究的目的和意義 引言隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建立的開展，高層建筑成了城市的主要標(biāo)志，高層建筑中的各種通訊線路、動(dòng)力和照明線路、以及各種系統(tǒng)中的線路縱橫交織，致使火災(zāi)的發(fā)生概率也在大幅度的增加。加之現(xiàn)代建筑的封閉性較強(qiáng)，一旦發(fā)生火災(zāi)，整個(gè)大樓就像

2、一個(gè)大的火爐，給滅火帶來了巨大的難度，對(duì)火災(zāi)發(fā)生后及時(shí)的發(fā)現(xiàn)、及時(shí)控制的要求促使了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警產(chǎn)品的應(yīng)運(yùn)而生。加之現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的飛速開展又為人類實(shí)現(xiàn)更加理想化的生活提供了可能。智能型火災(zāi)報(bào)警應(yīng)運(yùn)而生了，智能型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)是一個(gè)集信號(hào)檢測(cè)、傳輸、處理和控制于一體的控制系統(tǒng)，代表了當(dāng)前火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的開展方向。所以隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛開展以及國(guó)內(nèi)外經(jīng)濟(jì)的迅速增長(zhǎng)，市場(chǎng)上迫切而需要一種容量大、性能優(yōu)越、可靠性高、便于安裝、使用和維護(hù)的智能型火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)。1 研究的目的與意義我國(guó)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制系統(tǒng)經(jīng)歷了從無(wú)到有、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的開展過程，其智能化程度也越來越高。目前國(guó)產(chǎn)

3、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)均采用漢字顯示，價(jià)格低廉，適合我國(guó)國(guó)情，但是火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)由于多數(shù)沒有分布智能，可靠性低，且產(chǎn)品沒有形成系列化、品種不全，產(chǎn)品的外觀也較差，編程復(fù)雜，調(diào)試不方便，設(shè)備兼容性差。國(guó)外產(chǎn)品多數(shù)具有分布智能，可靠性高，產(chǎn)品具有系列化、品種，產(chǎn)品外觀美觀。缺點(diǎn)是多數(shù)沒有漢化，操作維護(hù)不便，價(jià)格較高，設(shè)備兼容性差。根據(jù)以上的分析，開發(fā)具有國(guó)際先進(jìn)水平的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)備、價(jià)格介于進(jìn)口設(shè)備和國(guó)產(chǎn)設(shè)備之間，從而具有很高的性能價(jià)格比。因此，研制一種構(gòu)造簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的智能型火災(zāi)報(bào)警器是非常必要的。21.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1目前使用中的火災(zāi)探測(cè)報(bào)替系統(tǒng)一般都備有用于指示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)或控制自動(dòng)消防

4、設(shè)備的輸出接點(diǎn)。監(jiān)控終端正是利用這些無(wú)源或有源輸出接點(diǎn)，通過檢測(cè)電流、電壓或通斷的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)探測(cè)報(bào)警設(shè)備運(yùn)行和報(bào)替狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。模擬量監(jiān)測(cè)方式由于其簡(jiǎn)單有效，易于實(shí)現(xiàn)，目前被廣泛采用。但采用此種方式.只能了解火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)備的簡(jiǎn)單工作狀態(tài)(如運(yùn)行、故障、報(bào)警等)、尚不能滿足當(dāng)前消防部門的消防平安監(jiān)管需求。有煙霧傳感器，它的特點(diǎn)是與煙霧接觸時(shí)其外表電導(dǎo)率發(fā)生變化并通過A/D轉(zhuǎn)化送到控制系統(tǒng)；溫度傳感器，其特點(diǎn)是精度高并且適應(yīng)于各種環(huán)境。32通過串行數(shù)據(jù)通信(RS-232, RS-422, RS-485等方式)進(jìn)展數(shù)據(jù)采集的方式可以很好地彌補(bǔ)模擬量監(jiān)測(cè)方式的缺乏。利用火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的對(duì)外串

5、行數(shù)據(jù)通信接口，監(jiān)控終端可以與其實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互通互聯(lián)，通過剖析火災(zāi)探測(cè)報(bào)警設(shè)備的數(shù)據(jù)通信協(xié)議，可以從輸出數(shù)據(jù)中得到被監(jiān)測(cè)設(shè)備詳細(xì)準(zhǔn)確的報(bào)警部位、報(bào)警類型、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、故障信息、工作記錄等信息 這些信息為判別火警真?zhèn)?、了解?bào)警點(diǎn)位置、掌握設(shè)備具體運(yùn)行情況帶來極大方便，從而在實(shí)現(xiàn)縮短報(bào)警時(shí)間，準(zhǔn)確迅速撲救火災(zāi)方面提供了可靠技術(shù)保障。但由于火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)備生產(chǎn)廠家眾多，型號(hào)多樣，其對(duì)外數(shù)據(jù)通信協(xié)議沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，通信協(xié)議的紛繁復(fù)雜給監(jiān)控終端應(yīng)用串行通信方式進(jìn)展數(shù)據(jù)采集帶來了極大不便，這已成為嚴(yán)重制約火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)推廣應(yīng)用的難點(diǎn)間題。在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，提高監(jiān)控終端對(duì)眾多型

6、號(hào)火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)備輸出數(shù)據(jù)通信協(xié)議的兼容性，尚需進(jìn)一步深人研究，以獲得較為滿意的解決。4(3)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)主要由三個(gè)局部組成：節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)和軟件?？臻g分布的測(cè)量節(jié)點(diǎn)通過與傳感器連接對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)展監(jiān)控。監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)無(wú)線發(fā)送至網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)可以與有線系統(tǒng)相連接，這樣就能使用軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)展采集、加工、分析和顯示。5(4)國(guó)內(nèi)外火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的研究我國(guó)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)起步較晚，自改革開放以來，高層建筑甚至超高層建筑如同雨后春筍，蓬勃開展，使得火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的需求量迅速增加，同時(shí)也催生了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新，帶動(dòng)了這一行業(yè)的蓬勃開展。在我國(guó)，采用的無(wú)線通信方式的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)日益受到重視。由于其

7、具有安裝簡(jiǎn)便、對(duì)建筑物無(wú)損壞作業(yè)、靈活性好，易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，適用于許多場(chǎng)合，如名勝古跡、體育館、博物館、展覽中心、處于施工階段的建筑物、醫(yī)院等?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的智能性主要表達(dá)在火災(zāi)判決和統(tǒng)籌管理方面，一般分為分散式、集中式和分布式，分布式系統(tǒng)由非智能型控制器假設(shè)干智能型探測(cè)節(jié)點(diǎn)組成，由探測(cè)節(jié)點(diǎn)完成火災(zāi)狀態(tài)的判斷；集中式系統(tǒng)由智能型控制器和假設(shè)干非智能探測(cè)節(jié)點(diǎn)組成，探測(cè)節(jié)點(diǎn)僅將火災(zāi)參量傳送給控制器，由控制器智能地判斷火災(zāi)狀態(tài)；分布式系統(tǒng)的控制器和探測(cè)節(jié)點(diǎn)均為智能型，也是今后火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的開展方向。6現(xiàn)在，不管是普通型比方民用住宅還是豪華型比方高級(jí)賓館的高層建筑，都日益重視防火和平安技術(shù)的普

8、及應(yīng)用。因?yàn)槠錁菍佣?、人員密集，如果發(fā)生火災(zāi)，疏散困難，撲救也困難，勢(shì)必造成嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。為了保障高層建筑平安可靠，必須設(shè)計(jì)出具有可靠性高、實(shí)時(shí)性好的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警與消防系統(tǒng)，其要求是：1當(dāng)有火情發(fā)生時(shí)，能以最快的速度檢測(cè)報(bào)警，并能檢測(cè)火情發(fā)生的具體地點(diǎn)特定的地址編碼；2經(jīng)查實(shí)確認(rèn)后，能及時(shí)的通報(bào)消防部門滅火；3系統(tǒng)本身應(yīng)有自身故障檢測(cè)的功能，如系統(tǒng)欠電壓報(bào)警和自檢功能等，保證自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)功能完好；4較高的系統(tǒng)抗干擾能力，防止系統(tǒng)發(fā)生誤報(bào)警。7為了能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患，將一切的損失降低，研發(fā)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的目的也是如此?；馂?zāi)探測(cè)器分為感煙探測(cè)器，感溫探測(cè)器和光輻射探測(cè)器三大類。本設(shè)計(jì)

9、按照功能分為探測(cè)器模塊、控制器模塊和報(bào)警器模塊三局部。其中探測(cè)器模塊能夠有效地識(shí)別火災(zāi)信息，減少誤報(bào)；單片機(jī)是主控制模塊為實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)情況進(jìn)展實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、快速的控制；報(bào)警模塊是完成火災(zāi)報(bào)警和顯示信息功能。因此，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)能夠幫助我們及時(shí)的發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患，有效的控制火災(zāi)，具有一定的意義。8國(guó)內(nèi)外火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，從開展過程來看，大體可分為三個(gè)階段。第一階段：多線型火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。每個(gè)探測(cè)器除需提供兩根電源線外，還需提供一根報(bào)警信號(hào)線，探測(cè)器電源由報(bào)警器提供，探測(cè)器的信號(hào)線均連接到報(bào)警顯示盤上，報(bào)警時(shí)點(diǎn)亮相應(yīng)的指示燈。如日本“日探公司生產(chǎn)的CPF火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，此類系統(tǒng)的功能一般以報(bào)警為主，輔以一些簡(jiǎn)單

10、的聯(lián)動(dòng)功能，如驅(qū)動(dòng)警鈴等，其報(bào)警器對(duì)外圍探測(cè)器無(wú)故障檢測(cè)功能，只會(huì)對(duì)電源線的斷線做出故障反響，安裝此類系統(tǒng)比擬繁瑣，特別是校線工作量較大。9第二階段：總線型火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。這種自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)自己采用微處理器控制，其線制一般有四線制、三線制、二線制，探測(cè)器和模塊均采用地址編碼形式，通過總線與控制器實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳送，其探測(cè)器的報(bào)警形式為開關(guān)量，它的靈敏度在制造時(shí)，通過硬件決定，不可調(diào)整，此類系統(tǒng)可進(jìn)展現(xiàn)場(chǎng)編程，并通過各種模塊對(duì)各聯(lián)動(dòng)設(shè)備實(shí)行較復(fù)雜的控制，此類系統(tǒng)已具有自檢以及對(duì)外圍器件的故障檢驗(yàn)等功能，但對(duì)故障類型不能區(qū)分，目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)大多數(shù)為此類產(chǎn)品，由于此類產(chǎn)品具有報(bào)警和控制功能

11、，它的施工、安裝較為方便，且價(jià)格較低，已被大量使用。10第三階段：智能型火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。由于采用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，智能化程度大大提高，探測(cè)器的報(bào)警形式采用數(shù)字量，并可通過軟件對(duì)其靈敏度根據(jù)使用場(chǎng)合，時(shí)間進(jìn)展設(shè)定和調(diào)整，如可設(shè)定白天、夜間、休息日不同靈敏度。對(duì)探測(cè)器的使用環(huán)境參數(shù)變化較大的場(chǎng)所，靈敏度設(shè)定相對(duì)低一些，對(duì)環(huán)境較穩(wěn)定或一些重要的場(chǎng)合，靈敏度設(shè)定相對(duì)高一些，這一功能可提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性，減少誤報(bào)。111.3研究方法本設(shè)計(jì)由火災(zāi)檢測(cè)模塊、控制模塊和聲光報(bào)警模塊組成?；馂?zāi)檢測(cè)模塊包括煙霧檢測(cè)和溫度檢測(cè)；控制模塊由單片機(jī)AT-89C51為主控制器進(jìn)展信息的處理；聲光報(bào)警器分為聲

12、音報(bào)警和光報(bào)警。當(dāng)檢測(cè)到煙霧和溫度時(shí)，通過檢測(cè)模塊將信息傳遞到單片機(jī)控制模塊進(jìn)展信息的處理再傳送到報(bào)警器使其發(fā)出警報(bào)并通過紅色LED燈發(fā)光報(bào)警。通過探測(cè)到的煙霧信息經(jīng)處理傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)控制模塊，由于會(huì)有溫度的變化因此溫度探測(cè)器所獲取的信息也會(huì)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)中經(jīng)過控制模塊對(duì)信息的處理將此信息送到聲光報(bào)警器模塊中使其及時(shí)的判斷并發(fā)出警報(bào)使人們及時(shí)的發(fā)現(xiàn)火災(zāi)情況作出相關(guān)的措施。12參考文獻(xiàn)： 1鄒永艷. 高層民用建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)淺見J. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào), 2021 (18): 65-65.2石冀軍. 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警監(jiān)控通訊及聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用與開展J. 中國(guó)職業(yè)平安衛(wèi)生管理體系認(rèn)證, 2005 (4)

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14、 2021, 27(3): 88-90.9熊輝. 淺談火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的配置J. 中國(guó)高新技術(shù)企業(yè), 2021 (15): 71-72.10李權(quán)威, 秦俊. 基于 CAN 總線的分布式智能火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J. 消防科學(xué)與技術(shù), 2006, 1.11徐東升. 智能建筑中火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)J. 河北職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào), 2006, 6(1): 12-13.12鄭郁正.單片機(jī)原理與應(yīng)用.四川大學(xué)出版社，2003: 25-56。13余國(guó)衛(wèi), 譚延軍. 基于 AT89S52 單片機(jī)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)J. 微處理機(jī), 2006, 10(5): 123-125.14呂津.一種新穎的火

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16、4.18盛建?自動(dòng)消防報(bào)警系統(tǒng)?M天津大學(xué)出版社199919趙亮?單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與產(chǎn)品開發(fā)?M人民郵電出版社2004 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開 題 報(bào) 告本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段途徑：火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng),作為智能建筑中的一個(gè)重要子系統(tǒng), 其重要性是眾所周知的。要在智能建筑中創(chuàng)造一個(gè)平安舒適的環(huán)境,消防平安是其中的一個(gè)重要的方面?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng),作為火災(zāi)的先期預(yù)報(bào)、火災(zāi)的及時(shí)撲滅、保障人身和財(cái)產(chǎn)平安,起到了不可替代的作用?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是人們?yōu)榱嗽缙诎l(fā)現(xiàn)火災(zāi)，并及時(shí)采取有效措施，控制和撲滅火災(zāi)，而設(shè)置在建筑物中或其他場(chǎng)所的一種自動(dòng)消防設(shè)施，是人類同火災(zāi)作斗爭(zhēng)

17、的有力工具。本課題著眼于硬件的設(shè)計(jì)與研究。2.2本課題要解決的問題、1解決煙霧與溫度的采集2解決單片機(jī)怎樣承受和處理來自火災(zāi)探測(cè)器的信息3解決怎樣利用無(wú)線技術(shù)控制火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)2.3 本課題擬采用的研究手段本設(shè)計(jì)是以無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)為根底，火災(zāi)探測(cè)器作為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，可按照具體的需求安裝在任意位置?？刂破魇紫壬想姡瑯?gòu)建無(wú)線環(huán)境，然后布置在各處的無(wú)線火災(zāi)探測(cè)器逐個(gè)參加網(wǎng)絡(luò)，獲得控制器的分配的網(wǎng)絡(luò)地址，按照控制器的整體調(diào)度開場(chǎng)運(yùn)行。本系統(tǒng)由火災(zāi)檢測(cè)模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)處理模塊、聲光報(bào)警模塊和滅火裝置模塊組成?；馂?zāi)檢測(cè)模塊由溫度檢測(cè)和步進(jìn)電機(jī)構(gòu)成，其溫度傳感器選用AD590，煙霧傳感器選用MQ-2煙

18、霧傳感器。A/D轉(zhuǎn)換模塊選用常用的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0809。聲光報(bào)警模塊分為聲音報(bào)警和光報(bào)警，聲音報(bào)警模塊由LM386運(yùn)放器及音響設(shè)備組成。光報(bào)警模塊采用高亮度紅色光LED閃爍實(shí)現(xiàn)。滅火裝置模塊由步進(jìn)電機(jī)。通過對(duì)煙霧和溫度的檢測(cè)來啟動(dòng)報(bào)警和消防聯(lián)動(dòng)?；谏鲜龅脑硪笪覀儊碓O(shè)計(jì)硬件框圖方框圖如下列圖所示：電源模塊時(shí)鐘電路報(bào)警電路 單片機(jī)系統(tǒng) 系統(tǒng) 復(fù)位電路溫度傳感器 煙霧傳感器A/D轉(zhuǎn)換步進(jìn)電機(jī) 圖1 硬件原理圖1、各模塊元器件及其功能：(1)AT-89C51單片機(jī) 信息處理控制模塊式本設(shè)計(jì)的核心，根據(jù)本系統(tǒng)功能的要求，采用AT89C51單片機(jī)作為系統(tǒng)中心控制模塊。AT89C51單片機(jī)承受經(jīng)ADC0809轉(zhuǎn)換后的溫度和煙霧數(shù)字信號(hào)，根據(jù)程序作出判斷，控制報(bào)警電路。(2)溫度傳感器AD590 AD590廣泛應(yīng)用于不同的溫度測(cè)量場(chǎng)合，由于其精度高、價(jià)格低、線性好，常用于測(cè)溫和熱電偶的冷端補(bǔ)償。 (3)煙霧傳感器