漳州臺商投資區(qū)公安消防大隊 莊文卿 龔哲松

小型智能火災自動報警系統(tǒng)的設計研究

漳州臺商投資區(qū)公安消防大隊 莊文卿 龔哲松

隨著城市建設密集性逐漸增加，對于火災的防范決定著人們的生活安全，以及社會的穩(wěn)定性發(fā)展。在計算機網(wǎng)絡技術逐漸研發(fā)的基礎上，需要設計火災自動報警系統(tǒng)，防患于未然，降低火災發(fā)生幾率，并且減少經(jīng)濟損失?；诖耍诒疚闹?，針對小型智能火災自動報警系統(tǒng)的設計進行研究。希望相關內(nèi)容的研究，能夠為防火防災保護帶來幫助。

小型智能；火災自動報警系統(tǒng)；設計；研究；分析

0 前言

當前，火災已經(jīng)成為了危害人們生活，且破壞性比較大的災害。那么在防火工作中火災報警器的應用比較關鍵。小型火災報警器在現(xiàn)代的建筑中應用，對于建筑的安全提供了巨大的保障。在本文中分析小型火災報警系統(tǒng)的設計流程，分析該系統(tǒng)設計中的主要器件性能以及實際用法，以常用51單片機為核心作為報警系統(tǒng)外圍器件的控制中心。

1 小型智能火災報警器設計原理

小型智能火災報警器的實際設計，主要是通過探測器對火災現(xiàn)場產(chǎn)生的煙霧、高溫、光亮等，判斷出火情的實際情況，并且發(fā)出報警。換言之，火災報警器通過現(xiàn)場的環(huán)境發(fā)生變化，來觸發(fā)探測器，使得探測器能夠感受到環(huán)境的變化，并且自身發(fā)生電流、電壓、以及機械部分的位移，通過放大器，將這些信號放大并且轉(zhuǎn)換為聲信號，并且發(fā)出相應的報警，預示火情。在小型智能火災自動報警系統(tǒng)設計中，包含了三大類型的傳感器，分別為感煙、感溫、感光[1]。

目前，煙霧傳感器在系統(tǒng)設計中的應用，分為了離子煙霧探測器和光電煙霧探測器。其中離子煙霧探測器在實際工作中通過，在電離室中放射源镅241來感應煙霧。當某處發(fā)生火災時候，有煙霧進入到電離室中，煙霧溫度比較高，破壞了室內(nèi)的電離平衡，從而產(chǎn)生了電流。而溫度報警器同時溫度傳感器，感受到火災現(xiàn)場中的溫度發(fā)生變化 ，探測器從電路斷開的情況下，其金屬絲膨脹和拉伸，使得導體的電路實現(xiàn)接通，并且形成一個閉合電路。在電路接通的情況下，報警系統(tǒng)發(fā)出了信號。感光探測器包含紅外線感光探測器和紫外線感光探測器。以上兩種探測器在實際應用中通過物質(zhì)在燃燒環(huán)節(jié)中，產(chǎn)生的光閃爍，使得紅外輻射探測器發(fā)生感應[2]。

2 小型智能火災自動報警器系統(tǒng)整體分析

在小型智能火災自動報警器系統(tǒng)設計當中，需要對其進行整體分析。在本文中所研究設計的小型智能火災自動報警器系統(tǒng)，通過傳感器對火災現(xiàn)場信息進行收集，將多個傳感器收集信息融合。在應用智能識別算法來判斷火災現(xiàn)場的實際情況，最終在特定的環(huán)境進行報警。如，當小型火災自動報警其系統(tǒng)應用到學校走廊中，一旦發(fā)生火災，該系統(tǒng)通信系統(tǒng)能夠通過無線通訊傳輸系統(tǒng)，聯(lián)合學?？刂浦行模鶕?jù)信息的實際情況，確定學生疏散方案。那么，在實際設計環(huán)節(jié)中，需要從多方面進行考慮，當系統(tǒng)自身出現(xiàn)硬件故障時，需要通過自身系統(tǒng)檢查，向控制中心發(fā)出報警。為了完善報警信號，需要采用聲光雙重報警方式[3]。

在小型智能火災自動報警系統(tǒng)設計之前，需要確定設計方案。1）選擇單片機微處理器實現(xiàn)中央控制功能，確定三個傳感器的實際功能。2）選取三個發(fā)光二極管、一個揚聲器，數(shù)據(jù)端口與界面機進行通信。3）在本設計中，將溫度傳感器、氣體傳感器、感光傳感器的電信號，轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，并且通過單片機進行現(xiàn)場實際環(huán)境的控制。4）應用界面機監(jiān)控中心，對各個從機進行數(shù)據(jù)讀取與分析。

3 小型智能火災自動報警器系統(tǒng)設計

在小型智能火災自動報警系統(tǒng)設計環(huán)節(jié)中，包含了諸多內(nèi)容，如，電源模塊設計、探測器電路設計、傳感器模塊電路設計、單片機接口電路設計、輸入設備電路設計。

3.1 電源模塊設計

在電子設備設計環(huán)節(jié)中電源系統(tǒng)的設計比較關鍵，電源模塊的性能決定著設備能夠暢銷應用，并且發(fā)揮出其正常的功能。將小型智能火災自動報警系統(tǒng)應用到樓道中，當樓道電路比較老化，線路復雜，那么在電源模塊的設計環(huán)節(jié)中，需要考慮到這個問題，保障電源模塊的質(zhì)量，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的穩(wěn)定供電。目前，小型智能自動化報警系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)中電源應用主要有兩種方式，第一，通過直流電對于系統(tǒng)進行供電。該種方式能夠避免系統(tǒng)停電所造成的系統(tǒng)功能喪失。第二，變壓器將高壓電轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)所需要的低壓電[4]。

3.2 探測器電路設計

小型智能火災報警器系統(tǒng)設計中，探測器電路的設計比較關鍵。探測器的功能是能夠準確講現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸給控制器，再由控制器對數(shù)據(jù)進行處理傳遞給信息整理人員。探測器安裝在現(xiàn)場之后哦呢過，其自身需要具有自我保護、自我修復的功能。在正常情況下，探測器屬于休眠狀態(tài)，這樣的模塊功能設置是為了節(jié)約電源。當是當環(huán)境中發(fā)生火災時，系統(tǒng)就需要立即蘇醒。在探測器的總線上需要包含以下信息：

1）地址信息。在探測器上所測量來的數(shù)據(jù)信息需要準確無誤，因此，為了提升信號傳輸速率，能夠同時應用到一條總線上的探測器需要保障在256個以下。反之，當一條總線上的探測器數(shù)量比較多的情況下，探測信號將會失真，并且造成信號傳遞緩慢。

2）火災現(xiàn)場數(shù)據(jù)。在現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息的傳遞上，需要保障信號傳輸?shù)膶崟r性，保障信號不能間斷[5]。

3.3 傳感器模塊電路設計

傳感器的模塊設計，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為具有規(guī)律的信號電子器件。感應裝置能夠直接檢測系統(tǒng)檢測對象。在傳感器模塊電路的設計環(huán)節(jié)中，為了提升其實際的工作效率，可以從消除其實際誤差方面入手。消除傳感器模塊電路誤差的方法有：零位法、微差法、閉環(huán)技術。在本設計系統(tǒng)中，應用微差法消除傳感器在具體應用中所產(chǎn)生的誤差。在本文中應用熱敏電阻電路替代感光、感煙、感溫傳感器作為單片機的數(shù)據(jù)來源。其中熱敏電阻在該系統(tǒng)中應用，能夠有效地提升系統(tǒng)的傳感靈敏性，由于該種溫度傳感器能夠利用電阻、溫度共同變化制成溫度傳感器。在實際應用中，溫度傳感器具備較好的抗震性，其擴展性能以及兼容性比較好[6]。

3.4 系統(tǒng)軟件設計

在對小型智能火災報警器系統(tǒng)的硬件設計進行研究之后，需要對其進行軟件設計，在具體的軟件設計環(huán)節(jié)中需要分析該種設計的優(yōu)化，以提升其在系統(tǒng)中的實際應用。首先，在系統(tǒng)軟件設計環(huán)節(jié)中，需要保障該種報警系統(tǒng)能夠具備實時控制的功能。由于火災報警器是一個實時控制系統(tǒng)，對于系統(tǒng)反應時間的要求比較高，對于所要設計的系統(tǒng)需要能夠?qū)?shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)信息進行迅速的處理與分析，并且得出相應的結(jié)果，傳遞給控制中心。其次，保障系統(tǒng)軟件的靈活性。由于該系統(tǒng)應用的環(huán)境比較復雜，要求軟件系統(tǒng)能夠具備比較高的適應能力，保障火災報警系統(tǒng)功能實現(xiàn)；再次，火災系統(tǒng)的可靠性。在軟件設計環(huán)節(jié)中，軟件系統(tǒng)需具備較強的可靠性，保障火災報警系統(tǒng)信息真實性，提升火災救援的效率。

4 結(jié)論

綜上所述，在本文中立足于小型智能火災報警器系統(tǒng)設計，火災報警器通過現(xiàn)場的環(huán)境發(fā)生變化，來觸發(fā)探測器，使得探測器能夠感受到環(huán)境的變化，將系統(tǒng)中號放大并且轉(zhuǎn)換為聲信號，并且發(fā)出相應的報警，預示火情。 在小型智能火災自動報警系統(tǒng)設計環(huán)節(jié)中，包含了諸多內(nèi)容，如，電源模塊設計、探測器電路設計、傳感器模塊電路設計、單片機接口電路設計、輸入設備電路設計。

[1]王炳強.小型智能火災自動報警系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].燕山大學,2013.

[2]徐煬.智能火災自動報警系統(tǒng)的構(gòu)建[D].天津理工大學,2013.

[3]張響亮.智能建筑火災自動報警系統(tǒng)的設計與研究[D].武漢理工大學,2010.

[4]符青松.智能火災自動報警系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].武漢理工大學,2009.

[5]崔興文.智能火災自動報警系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].山東大學,2008.

[6]宋中才.智能建筑中火災自動報警系統(tǒng)的設計[J].重慶郵電學院學報(自然科學版),2004,(04):97-100.