基于單片機(jī)的自動滅火系統(tǒng)設(shè)計

龍治成

摘要：本文是用AT89C51單片機(jī)為設(shè)計核心的自動滅火系統(tǒng)，其中包括了煙霧傳感器和溫度傳感器控制部分和繼電器的控制部分?；馂?zāi)現(xiàn)場往往伴隨有大量的濃煙和溫度升高，系統(tǒng)通過檢測煙霧和溫度來監(jiān)控是否有火災(zāi)發(fā)生，通過ARF24L01發(fā)送數(shù)據(jù)到主機(jī)，主機(jī)接受到數(shù)據(jù)后進(jìn)行處理并判斷是否報警和數(shù)據(jù)顯示，結(jié)果顯示超過設(shè)定的煙霧和溫度閥值時，蜂鳴器報警，同時繼電器動作。

關(guān)鍵詞：自動滅火系統(tǒng);AT89C51;煙霧和溫度傳感器控制

前言：

隨著社會的進(jìn)步，越來越多的人開始重視火災(zāi)的防范工作，越來越多的個人家庭和公共場所擁有了逐漸完善的防火系統(tǒng)，但是大多數(shù)的防火害處在一種原始的手動人為滅火，效果不僅不好而且效率也是及其低下的，因此全新的自動滅火系統(tǒng)是必要的，也是隨著時代的進(jìn)步自然而然產(chǎn)生的，小到個人家庭的防火措施，大到森林的防火安全，都在證明自動滅火系統(tǒng)是一個必然的發(fā)展趨勢。

1自動滅火的國內(nèi)外現(xiàn)狀

美國在很早以前就已經(jīng)制定了相關(guān)的法律和法規(guī)來促進(jìn)自動滅火系統(tǒng)的快速發(fā)展，還有英國和澳大利亞等國家也在使用這種自動滅火系統(tǒng)。事實證明，該系統(tǒng)的安裝可以減少初期火災(zāi)的發(fā)生，并且對初期火災(zāi)的發(fā)生起到一定的遏制作用，一定程度上保護(hù)家庭財產(chǎn)和人身安全，減少了火災(zāi)所造成的傷害，對火災(zāi)發(fā)生后進(jìn)行初步的遏制范圍擴(kuò)大同時提供足夠的救援時間和及時報警。

中國的自動火災(zāi)報警系統(tǒng)技術(shù)起源較晚，比不上美英等較為發(fā)達(dá)的國家。安裝范圍主要是“高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范”和“建筑設(shè)計防火規(guī)范”中規(guī)定的場所，很容易造成團(tuán)體死亡，也容易造成較大財產(chǎn)損失。我國的中小型的公共場所，個人家庭甚至一些高層住宅樓都并沒有安裝自動滅火報警系統(tǒng)，這就讓火災(zāi)的發(fā)生率和造成的損失率遠(yuǎn)遠(yuǎn)增加。并且我國的火災(zāi)報警器適用的范圍也比較小，同時也沒有采取比較有效的預(yù)防措施和滅火措施。自動火災(zāi)報警的系統(tǒng)主要是由多線系統(tǒng)和總線系統(tǒng)連接。檢測器與報警裝置和控制器之間連接有兩根或多根銅芯絕緣線或銅芯電纜，并且有許多消耗品。這樣的自動滅火系統(tǒng)成本比較高，抗干擾能力也比較差。同時，銅線耐高溫性非常差，特別容易磨損，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜這就造成了后期的維護(hù)也非常復(fù)雜，自然就影響了自動火災(zāi)報警系統(tǒng)的可靠性和推廣比較難，影響到廣泛使用。

2自動滅火系統(tǒng)研究的背景和意義

火災(zāi)是一種非常猛烈的災(zāi)害，在我們的日常生活中隨處可見，火災(zāi)已經(jīng)嚴(yán)重威脅了人們的生命安全和財產(chǎn)安全，并且也嚴(yán)重影響了自然環(huán)境。根據(jù)不完全的統(tǒng)計，在頻發(fā)的各種各樣的災(zāi)害中，火災(zāi)的嚴(yán)重程度和危害性是地震的5倍還要多，僅少于干旱和瘟疫，并且火災(zāi)的發(fā)生頻率是最高的。在歷史上，人類和火災(zāi)的斗爭也從來沒有停下過數(shù)不勝數(shù)，但這樣也恰恰積累了非常寶貴的防火滅火經(jīng)驗。隨著社會的發(fā)展和科技的進(jìn)步，人們對于火災(zāi)的認(rèn)識也在不斷加深，對火災(zāi)的危害也比較了解，對火災(zāi)發(fā)生前的特征也有了比較清楚的認(rèn)識，人類也慢慢的掌握了火災(zāi)發(fā)生的燃燒條件和發(fā)展的過程，同時也產(chǎn)生了各種各樣的防范和滅火的措施和方法。

在上世紀(jì)的70年代后期出現(xiàn)了火災(zāi)科學(xué)，火災(zāi)科學(xué)是一門多學(xué)科交叉應(yīng)用的新興的基礎(chǔ)科學(xué)，火災(zāi)科學(xué)的核心就是利用現(xiàn)代高科技技術(shù)來預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生和對于火災(zāi)發(fā)生后進(jìn)行相對有效的滅火措施?？梢赃@樣說，火災(zāi)科學(xué)讓人類對于火災(zāi)的研究和火災(zāi)的防范進(jìn)入了科學(xué)化系統(tǒng)化的道路，并且也促進(jìn)了人類的對于火災(zāi)的防范和火災(zāi)發(fā)生后的滅火措施的進(jìn)步。

本文基于上述的種種，介紹了一種基于51單片機(jī)的自動滅火系統(tǒng)，通過煙霧報警器和數(shù)字溫度傳感器DS8B20來檢測火災(zāi)發(fā)生的信號，通過NRF24L01發(fā)送數(shù)據(jù)到主機(jī)，主機(jī)接受到數(shù)據(jù)后進(jìn)行處理并判斷是否報警和數(shù)據(jù)顯示，同時連接繼電器連接外在滅火設(shè)備。對火災(zāi)發(fā)生后進(jìn)行有效的有速度的撲救具有積極意義。并且適用于各種消防環(huán)境，因為單片機(jī)的集成度相對比較高，所以本系統(tǒng)擁有結(jié)構(gòu)簡單可靠性高成本低的優(yōu)點。

3自動滅火系統(tǒng)的課題任務(wù)

3.1主機(jī)和從機(jī)利用無線模塊NRF24L01進(jìn)行通訊，距離比較遠(yuǎn)，傳輸相對穩(wěn)定。

3.2采用增強(qiáng)型的51單片機(jī)STC12C5A60S2，運行速率比較快，并且自帶AD轉(zhuǎn)換，可以將煙霧傳感器和溫度傳感器模擬信號直接進(jìn)行讀取轉(zhuǎn)換，并且不用其他轉(zhuǎn)換芯片，這樣的話設(shè)計就會更加簡明。

3.3液晶屏幕會實時顯示煙霧濃度和溫度值，通過按鍵就可以設(shè)置自己想要的數(shù)值作為設(shè)定的閥值，是十分方便的。

（作者單位：華北水利水電大學(xué)）