王安龍+彭森

摘 要：社會的進步以及科學技術的快速發(fā)展給人類的生活帶來了前所未有的便利，尤其是進入電氣時代之后，各種電子產(chǎn)品進入千家萬戶，在我們的身邊為火災的發(fā)生埋下隱患，再加上高層建筑對于火災施救帶來的難度，一旦發(fā)生火災帶來的損失將是災難性的后果，我們必須提高警惕，防患與未然，在這種環(huán)境下對于火災的預警是又必要的。該系統(tǒng)以AT89C51單片機為核心，通過煙霧探測器與溫度探測器傳遞的信號作為判斷依據(jù)來判斷是否有火災發(fā)生，從而進行聲光報警，該系統(tǒng)價格低廉、性能穩(wěn)定、結構簡單，具有一定的實用價值

關鍵詞：AT89C51單片機；火災報警器；探測器

1 引言

在各種常見的災難面前，發(fā)生頻率最高的就是火災?；馂耐{著人類的身體健康與生命、還有人們群主的個人財產(chǎn)，一旦發(fā)生火災就會對無數(shù)家庭帶來不可修復的創(chuàng)傷。一次次殘酷的現(xiàn)實提醒著我們，火災監(jiān)測與預防的重要性。而現(xiàn)代科學技術的蓬勃發(fā)展也促進了各個行業(yè)的發(fā)展，進一步促進了火災報警系統(tǒng)的進步與完善。而社會對于可靠簡單實用廉價的智能火災報警器有著迫切的需求。

2 火災報警工作原理

火災發(fā)生時，必定會產(chǎn)生大量的煙霧、高溫和火光，傳感器對這些信號都十分的敏感。當煙霧、高溫和火光發(fā)生的時候，傳感器就會改變自己的正常狀態(tài)，引起內部電流、電壓或者機械部分發(fā)生變化或者位移，然后通過放大、傳輸?shù)冗^程發(fā)出警報，有些甚至可以同時發(fā)出燈光信號并顯示發(fā)生火災的位置等。

火災探測器主要分為感煙探測器、感溫探測器、光輻射探測器三大類。

本設計主要是進行一般場合下的火災火警的預警，此類火災發(fā)生比較緩慢，雖然伴有一定程度的溫度變化，但是遠沒有火災發(fā)生時劇烈，本方案主要通過現(xiàn)場溫度的檢測，煙霧濃度的檢測，通過信號的采集和對比，進行聲光報警。本系統(tǒng)采用了AT89C51單片機作為控制中心，通過不斷的接收來自火災探測器輸出的煙霧濃度信號、溫度信號，然后與內存中設定的數(shù)值進行分析對比來判斷是否有火災的發(fā)生。當現(xiàn)場的溫度與煙霧發(fā)生異常時，報警系統(tǒng)會發(fā)生相應的報警信號進行預警。

3 方案設計

圖1為系統(tǒng)框圖。本系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)控制模塊，火災監(jiān)測模塊，數(shù)據(jù)轉換模塊以及報警模塊。AT89C51作為整個系統(tǒng)的核心，通過傳感器作為測量工具，來實現(xiàn)對火災報警系統(tǒng)的設計。該系統(tǒng)通過對監(jiān)測環(huán)境內煙霧濃度以及溫度的高低來判斷是否報警。當傳感器的煙霧濃度信號與溫度信號進入單片機時，單片機首先對數(shù)字信號進行濾波處理，隨后對數(shù)據(jù)進行分析，通常我們可以設定一個閾值，當任意一個信號接近閾值則提示預警臨界溫度或者煙霧濃度，一旦超過設定閾值則會啟動報警電路發(fā)出火災報警，反之則為正常狀態(tài)并實時監(jiān)測。

系統(tǒng)的工作流程：先通過傳感器將現(xiàn)場的煙霧、溫度等非電信號轉化為電信號，調理電路將轉換出來的電信號進行放大和濾波處理，達到A/D轉換的要求，通過A/D轉換電路后，完成模擬信號到數(shù)字信號的轉換，然后由單片機來判斷是否發(fā)生火災。設置兩個閾值，達到第一個閾值只進行聲光報警。圖1為火災報警系統(tǒng)的總體結構框圖。

4 結論

本設計的火災報警系統(tǒng)具有以下特點：

（1）能對室內煙霧以及溫度的突變發(fā)生報警，具有聲光報警功能。

（2）異常報警功能。當環(huán)境發(fā)生異常時，能夠發(fā)生報警信號，引入人工排查，避免火災的發(fā)生

（3）火災報警功能。當真的火災發(fā)生時，能夠立即發(fā)出聲光報警。

本設計為了方便系統(tǒng)維護和功能的拓展，采用了模塊化的程序設計方案，系統(tǒng)每個模塊的功能都是通過子程序的調用來實現(xiàn)的。

但是由于時間的緊迫以及作者本人水平的限制，本系統(tǒng)還由許多可以完善的地方

首先是火災的報警判讀的算法并沒有進行優(yōu)化改進，只是采用多次采集的、多次判斷的方法來實現(xiàn)。應用短時間內溫度及濃度的上升速率配合更先進的神經(jīng)網(wǎng)絡以及模糊識別等智能算法，進一步降低系統(tǒng)的誤報率，提高準確性。

其次沒有與當下火熱的物聯(lián)網(wǎng)進行聯(lián)通，通過無線網(wǎng)絡將火災信息發(fā)送到消防指揮中心，無法對受眾人群實現(xiàn)準確的提醒。

然后是與自動滅火裝置聯(lián)動，實現(xiàn)發(fā)現(xiàn)火情即使處理，防止火情的進一步蔓延。

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作者簡介

王安龍，邵陽學院信息工程系電子科學與技術專業(yè)學生

彭森，邵陽學院信息工程系教師