智能烟雾报警系统的研究与探讨.docx

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1、摘要木文主要描述关于住居民区智能化系统的防火报警。防火智能化报警系统，已经保证针对于防盗监测和火警报警24小时性，也就是报警器全天都处在工作状态，当有烟雾或者火灾等可检测的事物发牛.时，报警器会自动报警与此同时发出一种人们所能接收到的信息。本文分为两部分，主要针对软件和俊件以及对自动检测在一个封闭的智能系统是如何表达的，自动报警系统在具体路径中的一些功能进行所方面的分析与考究。关键词：智能防火：智能防盗：报警系统第1章前言仃关数据显示，我国年均发生火灾数十万起。据中国消防在线讯，2016年我国发生火灾31.2万起，其中夜间火灾的发生机率低于白天，但亡人比例较高，22时至凌晨6时发生的火灾占20

2、.6%,造成的死亡人数占总数的49.1轨由此可见，火灾的及时报警I分重要，意识到危险的来临才能及时应对危机，把握好逃生时机。本文设计的智能烟雾报警系统可以实现火灾的实时监控与报警。通过烟雾传感器对空气进行24小时监测，并由数码管显示，一旦可燃气体浓度超过阈值，蜂鸣器响起，实现报瞽。警示火灾现场及附近的人员撤离，及时发现火情，给消防人仍遏止灾情提供了更多的宝贵时间。随着社会的发展，人们的经济水平和生活水平也日益提高，随之而来，计算机开始普及并且信息技术得到迅赫发展，在这时，旧时的居住环境对于人类来说已经得不到满足，对居住的房子也有了一定的要求，不仅仅停留在交通便利，居家舒适，这些浅显地方，在我们

3、的I常生活中，偷盗，入室抢劫，火灾等1.1.常安全隐患的问题还依然存在，为了保障人身安全，财产安全，人们对家庭的安全系数也有了新的追求。恰恰就在这个时候，系统的智能化就自然而然的进入了人们的视线，带领人们走进了智能化的新时代，人们在这方面取得的进步日益增多，带给这个社会的利益也越来越大，并把这一时代性的进步扩展到全世界，使智能化科技带来的好处深入人心，从而走进千家万户。就目前而言，对于评价一个住宅区是否安全，智能系统是否存在已经成为了一个必不可少的衡量标准。随若智能系统在我们家庭中的加入，大大提高了家庭安全系数,使生活的到了很大的保障,本文对防火报警系统的智能进行主要设计，从而尽可能实现可监测

4、危害的自动报警。当今时代大多数国家都投入大量的人力物力进行堆片机智能系统的研发，比如简简单单的学习和适应等功能就是通过神经网络加以研发，从而形成智能火灾探测系统，进而提高检测火灾的准确率，是系统在一定程度上更加可靠。目前就国内而言，智能报警系统已成为住宅保障的核心。建设部仃关规定指出，包括防盗、消防等在内的一系列内容。此次设计的系统是一个安全系数比较高的系统，利用可视对讲为基础，进一步弥补主机功能的不足，分别在室内.室外开设多个监测点，进行对温度，烟雾，红外线的系列检测。我研发的住宅防护系统与国外相比，还有着比较大的距离。现如今，居民一般采用防盗门窗等防范举措。虽然防盗作用也是具有一定的，但是

5、在突发灾击降临的情况下，使逃生成为一个难题.另外，小区安全措施不足：居民安全意识有待增强：安全防范系统也急需普及.在中国境内，随着国力的日益强盛，生活水平也相应的提高，智能化已经进入人们的生活，成为衡量人们生活水平的个标准。火灾报警系统应从实际，并且有助于消防人m展开工作为前提，一方面为设计智能报警器的研发创立了个统g理的依据，另方面也为仃美部门的检刑和监控提供了很大一部分的便力。他就像恪尽职守的看门狗，给忙碌中无暇顾及隐忠和危险的人们带来安全，再而言之，烟雾报警系统的产牛.可以提防人们及时注意，有效避免财产和各类经济损失。第2章系统设计方案2.1设计方案本文主要运用AT89C52单片机检测传

6、感器所发出的信号以此来判断防火还是防盗，并且作出相应的回应，以达到能时时预防在意外发生的时候作出及时的防范措施。设计由两个部分组成：信号监视部分和信号处理部分。信号监视部分根据设计任务的要求，主要是用于防火的温度传感器.温度传感器设定有一个极限值，当温度超过这个上限时，系统检测电路就会输出一个低电平的温度信号。红外发射器发出特定频率的红外信号经过传播传递给红外接收器，对于大多数情况来说，发生器、接收器两者之间是并不存在物体阻隔的，接收器接到的信号就是连续的，而当它中间有物体阻碍时，接收器接到的信号就会出现一个信号跳变，与此同时接收器输出低平信号给单片机表示仃信号输入该区域.信号处理部分是为承接

7、上下两部分而存在的，它的工作是对单片机接受监视部分发过来的信号来做相应的处理，并调用相应部分的程序来处理突发情况.STC89C52单片机作为整个智能烟雾报警系统设计中的核心，其起到了非常重要的作用。STC89C52单片机不但可帮助智能烟雾报警系统接收传感器信号，同时还能够将与其连接的设备间可能存在的故障进行检测，并及时反馈到显示器上，供管理人员维护与修整。同时，STc89C52单片机还可针对不同信号来控制电路做出最佳选择，并完成智能烟雾报警系统的火灾防范管理。STC89C52单片机主要是由AT89系列单片机为基础来对自身的内存进行扩展的，其中，内存与主板面积较小，易于存放的同时，还可满足多个场

8、所对于智能烟雾报警系统的需求。与此同时，将还通过对三极管的导通来实施光电报警，一旦光亮与设定中的火焰度一致时便会出现自动报警装置。在整个智能烟雾报警系统当中，STC89C52单片机既要检测各个模块所发送的模块信号，同时其还需要对收集到的信号数捌信息进行处理，将其与烟雾浓度标准对比，并及时做出火灾防范报警的指令。STC公司所生产的CMOS8单片机价格低廉的同时还可满足高性能的需求，并且能够完成F1.aShSK的编程要求，使得STC89C52单片机在应用程度中的灵活性更加显著，且受到了大量智能烟雾报警系统设计人员的欢迎。2. 2设计原理2.1.1 光电感烟火灾探测器住对烟雾报警系统进行设计前，首先

9、要做的便是选择适宜的烟雾传感器，住本次研究中主要选择的是设计VQ2型号的烟雾传礴器，其原理便是立足于二氧化碳锡半体敏感材料制作的基础上，形成表面为离子型的N型半导体，可以在识别烟雾的浓度、温度等，并及时进行火灾报警。MQ2型号的烟雾传感器在进行选取与设置的过程中，需要提前保证所应用的场所并非露天地区，且能够实现智能烟雾报警系统的正常应用。当其在所收集到的烟雾为同一类时，智能烟雾报警系统显示的电阻值RS便可能因烟雾浓度而出现变化。这一变化可突出表现出智能烟雾报警系统所独有的蹴感度。一般情况下，会川K这一字母来表示智能烟雾报警系统电阻值敏感值。并借助公式K=RS/RO来突出烟雾浓度、电阻值以及敏感

10、值间的关系。我中，RO主要指电阻值的数据，RS则为在浓烟下的电阳数据值。同时，在不同的烟雾感应器支持下，也可能因其设计的原理、应用的方式等条件的不同而导致烟雾报警系统中的电阻敏感特性存在着本质上的区别。但无论是哪一种智能烟雾报警系统，其均需要遵循IOGPS=M1.OGC+N。这一公式的应用规律。在这一公式当中，M指智能烟雾报警系统对烟骡感应的敏感值，在专业人员口中称其为烟骡分离能，通常情况下，烟雾分离能的取值范国均保持在12至13之间。而在该公式当中，C则指空气中烟雾的密度数据，其具体数值与检测烟雾的设备间存在着直接性关系。此外，同一智能烟雾报警系统对于温度的检测与设备间都有着密切地联系,而其

11、可能会因检测设备的不同而导致最终的数据结果不同。(1)工作原理光电感烟火灾探测器主要采用是红外线在烟中会发生一定的放射来检测火灾在发生的初级阶段产生的烟雾，所采用的工作原理图2.1。图21探测涔的工作原理图红外发光二极管的材料是由碎化钱组成，多个红外发光二极管形成了光电传感耦，把红外光传感器的一端安放在黑罩板，红外发光二极管发出一束光，如果在无烟雾的情况下，在红外光与光敏原件之间的黑罩板起到了一个很好地阻挡效果，由红外光源产生的光无法到达光敏原件，如果仃烟雾进入探测器一定范围，红外光线在烟雾的作用下产生散射，一部分收射到光敏原件端，转化为电信号，电信号经过放大、浊波等的处理最终输出报警信号，报

12、警信号在软件部分的编码电路中进行分析、甄别,确定火灾信号后发出警报，同时探测器指示灯点亮。(2)设计思路选用碎化稼制成的发光二级管作为红外光源,选用红外光电二极管作为光敏原件，红外光电电路选用调制式作为电路，调制受动电路选用脉冲调制作为发射电路，选用调试光作为接收电路,本文所设计的电路对提高器件寿命、降低功耗等均有一定的作用。(3)感温火灾探测器可燃物燃烧的过程其实就是一个伴随着发光放热的现象,探测器的热敏元件在外部环境发生变化的情况下也发生相应的变化，这种物理变化经过电路转变成的电信号最终传输给控制器,通过程序的判断，发出报警信号。常见的感温火灾探测器原理与情况如下:定温式探测器。定温式探测

13、器是在规定时间内，火灾引发的温度超过一定的范围时发出报警的火灾探测器。它有线型和点型两种结构。线型的主要工作原理是当局部温度升高到特定的范国以内，可熔绝缘物被长时间的高温所熔化导致两导线短路，进而发出报警信号。点型定温式探测器所采用的是双易熔金属、热敏电阻等元件，超出特定的温度值会发出报警信号。差温式探测器。在指定时间内，火灾引发的温度变化超过一些指定数值时，会自动报带的探测器。它也有线型和点型两种结构。线型差温式探测器主要是通过热效应产生动作，点型差温式探测器通过局部的热效应产生动作。差定温式探测器。这种探测器是把差温和定温有机的的结合。2.1.2 系统硬件设计在火灾发生的情况卜.，实现了自

14、动检测和报警。尤为重要的是，防火和防盗报警已经能通过红外探测器来实现。系统由信号检测、区域控制和报警控制等几部分组成。负贡收集和转换不同信号的是执行设备和探测器它们主要分布于最底部，与此同时把源源不断的信息传递给控制。根据电子参考手册，所选的3mm数码管额定电流为ITOmA选择5mA.额定电压为1.9V而单片机的输出额定电压是5Y所以需要限流电阻，根据欧姆定律I=UR,可知数码管的限流电阻大约是06k数码管显示运用杳表法，所以电路通过数码管的各个引脚限流电阻与单片机的引脚进行连接，主要是共阴、共阳连接，本电路选用共阴数码管。声音报警电路由一个小型电动式扬声器并联一个IoHF的电容组成，直接连接

15、在P2.I上即可。要发出瞽报声，只需在P2.1口加入个方波信号。光报警信号就是让1.ED不断闪烁，只要在120加上方波信号即可。2.1.3 系统软件设计部分当从DS18B20读取数据时，主机生成读时间隙。当主机把数据线从高电平拉到低电平时，写时间隙开始,数据线必须保持至少IHS,从DS18B20输出的数据在读时间隙的卜.降沿出现后15uS内有效。因此,主机在读时间隙开始后必须停止把W脚驱动为低电平15us,以读取1/0脚状态。在读时间隙的结尾，1/0引脚将被外部上拉电阻拉到高电平。所有读时间隙必须最少60us,包括两个读周期间至少IPS的恢红时间。DSI8B20工作过程协议如下：初始化ROM操

16、作命令处理数据，然后再为RoM进行操作命令，比如，总线监测DS18B2O的可疑指令。第3章系统硬件总体设计3.1系统总体设计结构框图基于STC89C52单片机的智能烟雾报警系统在对利用放大烟雾信号来保持地址通畅时,则需要通过TNo来将信号传输到芯片中，并旦由传感擀对该信号进行处理，保证START端在100nm以内的正脉冲可完成模数转换操作与处理。当信号转换成功后，智能烟器报警系统中的EOC会将发送成功的信号再次发送出去,并经处理后经锁存器传输至Po接口，而其时钟的摆动频率均保持在500赫兹左右，最大字节不能超过640赫兹CSTC89C52单片机时钟的频率则一般保持在11.06赫兹，而A1.E引脚时钟频率则在450赫兹左右，可满足A/D转换涔频率的实际需求量。尤为揖要的是，防火和防盗报警已经能通过红外探测器来实现.系统由信号检测、区域控制和报警控制等几部分组成。负贡收集和转换不同信号的是执行设备和