关于单片机的火灾自动报警系统设计探析

摘 要：建筑火灾给人类造成的损失非常巨大，由此可见火灾报警器的重要性。所以加强火灾报警系统设计对于防火具有重要意义。通常火灾发生时的报警功能能够通过两种方法实现，其一是测试屋内烟雾浓度超标时发出警报，还有就是度量屋内温超出范围时发出警报。本文结合AT89C52单片机，概述了火灾自动报警系统，对单片机火灾自动报警系统设计进行了探讨分析，并论述了喷淋系统的选择。

关键词：火灾自动报警系统；单片机；设计；喷淋系统

一、火灾自动报警系统的概述

1、火灾自动报警系统的涵义。火灾自动报警系统是将着火时的烟、光、温度等环境参数的变化通过相应的探测器探测后传给中央处理主机，通过电脑的快速分析，判断是否着火并将着火情况快速地报警。火灾自动报警系统，一般由火灾探测器、区域报警器和集中报警器组成。同时，也可以根据工程的要求同各种灭火设施和通讯装置联动，以形成中心控制系统。即由自动报警、自动灭火、安全疏散诱导、系统过程显示、消防档案管理等组成一个完整的消防控制系统。其技术进步性表现报警时间提前、报警可靠性提高、特殊场所火灾的探测报警、消防联动控制智能化、报警系统网络化、消防通信网络技术与计算机接警指挥管理等。目前，我国新建的建筑中也广泛地采用了消防同时启动消防自动灭火系统，例如，监控设备的运行环境、可以启动排烟系统将有毒气体排出，尽可能地控制火情、关闭防火卷帘门对火区进行隔离、控制火情，启动紧急广播系统和人群疏散指导系统，使建筑物内的人员快速撤离。

2、火灾自动报警系统作用。火灾报警系统就是一种及时发现和通报火情并采用措施控制扑灭火灾的自动消防设施。火灾自动报警系统属于楼宇自动化范畴，是当前楼宇自动化的一个主要构成系统。该系统是完全脱离其他系统或网络的情况下独立地正常运行和操作，完成自身所具有的防灾和灭火的功能，是预防火灾的一项基础工作，应用范围广泛。报警早，损失少，不仅对发生火灾的单位和个人具有重要作用，而且对公安消防监督机构及时扑灭火灾、减少人员伤亡和财产损失同样具有十分重要的现实意义。其设置目的是为了防止和减少火灾危害，保护人身和财产安全。火灾自动报警系统作为重要的建筑自动消防设施，其作用可以保证大楼内人员、设备的安全、减少人员伤亡、降低财产损失。

二、基于单片机的火灾自动报警系统设计

1、总体设计。随着电子技术和计算机技术的迅速发展，火灾自动报警技术趋向于智能化系统，这种系统可组合成任何形式的火灾自动报警网络形式，既可以是区域报警系统，又可以是集中报警系统或控制中心报警系统形式。每个火警探头对应一个地址编码，正常工作时主机沿信号 线按顺序向各火警探头发出对应其地址编码的脉冲数，以查询火警探头的状态。当某房间出现火情时，则该火警探头在主机查询其状态时会沿信号线返回给主机一个脉冲，主机检测到后就作出相应的火灾信息显示和声音报警处理。主机继续对下一地址的火警探头进行查询，循环往复，完成巡回检测。

2、单片机的选择。AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。同时，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。另外，其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。

3、温度传感器的选择。铂电阻温度传感器，因其测量范围大，复现性好，稳定性强等特点而被广泛使用。本文选用的PT100，电阻温度系数为3.9×10-3/℃，0℃时电阻值为100Ω，电阻变化率为0.3851Ω/℃。铂电阻温度传感器精度高，稳定性好，应用温度范围广，是中低温区（-200℃～650℃）最常用的一种温度检测器，不仅广泛应用于工业测温，而且被制成各种标准温度计。

4、火灾探测器结构及功能设计。火灾探测器是探测火灾的仪器，由于在火灾发生的阶段，将伴随产生烟雾、高温格火光可以通过探测器转变为电信号报警或使自动灭火系统启动，报警器再根据获取的数据及内部存储的大量数据，利用火灾模型判据来判断火灾是否存在，及时扑灭火灾。此部分最为关键的是火灾探测器主控板的设计。主控板主要完成采集传感器数据、实现火灾探测器的数据交换等功能。集中报警是将接收到的信号以声光方式显示出来，其屏幕上也具体显示出着火的楼层和房间号，机上停走的时钟记录下首次报警时间性，利用本机专用电话，还可迅速发出指示和向消防队报警。此外，也可以控制有关的灭火系统或将火灾信号传输给消防控制室。区域报警器能将所在楼层之探测器发出的信号转换为声光报警，并在屏幕上显示出火灾的房间号；同时还能监视若干楼层的集中报警器输出信号或控制自动灭火系统。由于该系统为解决火灾报警系统存在的误报、漏报提供了新的方法和手段，并在处理火灾真伪方面表现出明显的有效性和创新性，得到了广泛的应用。

三、喷淋系统的选择

使用电磁阀来掌管联动装置，控制原理十分简单，实用耐用且控制起来容易。仅仅需要电磁阀进行换向运动，从而打开喷淋系统。此系统不仅满足了建筑物在防火功能上的基本要求，而且与其他喷淋系统相比，其成本较低且平时维护所需费用较少。湿式喷淋系统的组成部分及其运行的原理：湿式喷淋系统由加压与稳压设备、管网、水源以及喷淋头等组成，这个向上与向下的输水管道都存在着有压力的水，所以将其叫做湿式喷淋系统。此系统运作的原理：大火开始燃烧时，系统的烟雾浓度测试传感器发出信号，喷淋系统启动。在这个时候，输水管中的水开始流动起来，水流压迫传感器并且送出了着火信息，同时在显示器中显示出喷水区域。因为水管中的水大量流出，会产生一定的压力差，报警阀被压开启，之后输水管的水流向喷淋头，同时系统的控制中心指示水源的水泵增加供水，以保证喷淋水的充足，以达到更好的效果。刚刚起火时，喷淋头有水流出，可以有效的控制一些范围内的火势。它在喷淋系统中的地位是十分重要的，所以喷淋头的材料、质量以及安装工艺是否合格会直接决定灭火是否成功，所以一定要选择适当。

结束语

AT89C52单片机的火灾自动监控报警系统设计是通过CAN总线组建的通信网络进行数据传送的火灾自动监控报警系统。随着社会经济的发展，建筑物、构筑物应用材料的多样性，易燃材料增多，新建的各类建筑物都具备人员密集、设备先进、功能多、装饰豪华等特点，火灾的危险性日益增加，火灾次数、火灾造成的人员伤亡和经济损失逐渐增多。因此，对于火灾报警系统进行分析非常重要。

参考文献

[1]李刚民，曹巧媛.单片机原理及实用技术[M].北京：高等教育出版社，2005

[2]陈有卿.报警集成电路和报警器制作实例[M].北京：人民邮电出版社，2005

[3]孙育才，MCS-51系列单片微型计算机及其应用[M].第4版，东南大学出版社，2006

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