火灾报警与消防连动系统的设计

毕业设计、毕业论文

题 目 火灾报警与消防连动系统的设计 学 院 电气与电子工程学院 专业班级 指导教师 姓 名

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摘 要

目前，随着电子产品在人类生活中的使用越来越广泛，由此引起的火灾也越来越多，在我们生活中到处潜伏着火灾隐患。为了避免火灾以及减少火灾造成的损失，我们必须按照“隐患险于明火，防患胜于救灾，责任重于泰山”的概念设计和完善火灾自动报警系统，将火灾消灭在萌芽状态，最大限度地减少社会财富的损失。

本系统可安装在各防火单位，它负责不断地向所监视的现场发射巡检信号，监视现场的温度、浓度等，并不断反馈给报警控制器，控制器将接到的信号与内存的正常整定值比较、判断确定火灾。当发生火灾时，可实现声光报警、故障自诊断、浓度显示、报警限设置、延时报警及与上位机串口通信等，是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的烟雾传感器，具有一定的实用价值。

消防泵、喷洒泵启动，防烟和排烟风机启动、切除非消防电源、电梯迫降、防火卷帘的下降逻辑编制，任何确认火灾信号均联动消防设施动作。在系统设计上，自动确认，用两组探测器或两种不同类别的火灾探测器同时报警后确定。确认火灾后，切除非消防电源和电梯迫降；火灾报警后应停止空调送风，关闭电动防火阀，启动有关部位的防烟和排烟风机、排烟阀等，并接收反馈信号。

关键词 单片机 火灾报警 传感器 联动控制系统

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Abstract

Now, with electronic products used in human life more and more widely,the resulting fire, more and more, we live in fire hazards lurking around everywhere. To avoid fires and reduce fire losses,we must follow the “hidden dangers fire in prevention is better than disaster relief, the responsibility is extremely heavy”the concept design and improvement of automatic fire alarm system, fire nipped in the bud,the maximum reduce the loss of social wealth.

The system can be installed in all fire uints, which is responsible for continuously monitoring the side to start the inspection singal, monitor the site of temperature, concentration, and continuous feedback to the alarm controller, the controller will receive the signal and the normal memory setting value was determined by comparing to determine the fire. When fire occurs, can achieve sound and light alarm, fault diagnosis, concentration display, alarm limit settings, delay alarm and serial communication with the host computer is a simple structure, stable performance, easy to use, inexpensive, intelligent smoke sensor, has some practical value.

Fire pump, sprinkler pump starts, smoke and exhaust fan starts, the removal of non-fire power, the elevator landing, fire shutter down logic preparation, any confirmation of fire signal fire facilities are linked actions. In the system design, automatic recognition, with two sets of two different types of detectors or fire detectors alarm at the same time determined. Confirmed after the fire, the removal of non-fire power and the elevator landing; fire alarm should stop after the air supply, turn off the electric fire damper, start the relevant parts of the smoke and exhaust fan, exhaust valves, etc., and receive feedback signals.

Keywords ： SCM fire alarm sensor Coordinated control system

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目 录

第一章 绪 论 ........................................................................................................................................... 1

1.1选题的背景及意义 ..................................................................................................................... 1 1.2国内外的现状.............................................................................................................................. 2 1.3本文所做的工作......................................................................................................................... 2 第二章 火灾报警与消防联动系统的工作原理 ...................................................................................... 3

2.1系统总体功能的概述 .................................................................................................................. 3 2.2火灾报警系统的类型 ................................................................................................................. 4 2.3火灾探测器类型与原理 ............................................................................................................. 5 第三章 系统的硬件设计.......................................................................................................................... 8

3.1系统硬件总体概述 ...................................................................................................................... 8 3.2核心芯片ATS52 ...................................................................................................................... 9 3.3集成温度传感器AD590 ............................................................................................................ 10 3.4气体传感器TGS202 .................................................................................................................. 11 3.5 热释电红外传感器 .................................................................................................................. 12 3.6 电源电路 ................................................................................................................................. 14 3.7数码管驱动芯片ICM7218 ........................................................................................................ 15 3.8 数据采集系统ADC0809 ........................................................................................................... 16 3.9单片机外围接口电路 ................................................................................................................ 17 3.10信号处理电路......................................................................................................................... 19 3.11 A/D转换模块 .......................................................................................................................... 19 3.12声音报警电路......................................................................................................................... 20 3.13 数码管显示电路 ..................................................................................................................... 21 3.14灯光报警及控制键电路 .......................................................................................................... 22 3.15 备用电源自动投入装置 ........................................................................................................ 24 第四章 系统的软件设计........................................................................................................................ 25

4.1主程序流程图........................................................................................................................... 25 4.2主程序初始化流程图 ............................................................................................................... 27 4.3滤波子程序 .............................................................................................................................. 27 4.4线性化子程序........................................................................................................................... 29 4.5报警子程序 .............................................................................................................................. 29 4.6键盘处理子程序........................................................................................................................ 32 第五章 火灾报警与消防联动系统 ........................................................................................................ 33

5.1消火栓系统联动....................................................................................................................... 33 5.2 自动喷水灭火系统联动 .......................................................................................................... 34 5.3 防排烟系统联动...................................................................................................................... 34 5.4气体灭火系统联动 ................................................................................................................... 35 5.5 火灾报警的联动...................................................................................................................... 35 结论 ......................................................................................................................................................... 36 致谢 ......................................................................................................................................................... 37 参 考 文 献 ........................................................................................................................................... 38 附录 ......................................................................................................................................................... 40

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第一章 绪 论

1.1选题的背景及意义

经济正在快速发展的中国出现了诸多隐患，其中火灾给人类带来的危害更是人类的一颗毒瘤。如福建乐市拉丁酒吧发生特大火灾，共造成15人死亡。武汉汉正街火灾受火面积达2000多平方米。央视新址北配楼火灾损失高达50亿元。严峻的事实证明，随着社会和经济的发展，社会财富日益增加，火灾给人类、社会和自然造成的危害范围不断扩大，它不仅毁坏物质财产，造成社会秩序的紊乱，而且还会直接威胁生命安全，给人们的心灵造成极大的伤害。如何防范火灾的源头是人们首先考虑的问题，但是火灾还是在人们放松的时候悄然降临。如果不能在源头上遏制火灾的发生，那就只能研究如何让火灾的发生的概率降低、让火灾对人们的伤害最小。

火灾自动报警系统能迅速监测火情，可发现人们不易发觉早期的火灾特征，可将火灾带来的生命财产损失降到最低限度。火灾发生的早期，会使得燃烧物质分解，释放出大量的有毒气体CO，人们可能在毫无察觉火情的情况下就发生了CO中毒，从而无力逃生，火灾自动报警系统可监测到CO的浓度变化，为人们提供CO浓度超标报警信息，通知人们及时疏散。火灾自动报警系统可作为城市消防系统单元，通过城市消防专用网与城市消防报警中心联网，及时将报警信息传递到消防报警中心，城市消防报警中心会自动查找到火灾发生的位置，并为消防队员制定消防路线图，以便消防队员可以迅速抵达火灾地点。火灾自动报警系统能对火灾进行实时监测和准确报警，有着防止和减少火灾危害、保护人身安全和财产安全的重要意义，有着很大的经济效益和社会效益。

随着我国经济实力不断加强，国际地位的日益提高，在室内空间的如雨后春笋般地在中国乃至世界范围内都出现了很多由火灾引发的问题。这些问题不得不引发全人类的担忧，也成为了人们关心的重点。如何防止火灾对社会财富和对人身安全造成危害是当今社会管理者的一大课题。而作为安全守护者的火灾报警与消防联动控制系统的结合，也就成为了室内空间建筑的重要组成部分。随着智能技术的发展，将室内自动化系统和火灾自动报警的一些功能混合起来，将消防联动系统设备纳入室内自动化系统中去控制，室内自动化系统中的各项子系统实现智能化集成，是今后的规范和技术值得进一步研究探讨的问题。继而能够在火灾发生时对人们的工作和生活造成最小的影响。防止人们因为意外或天灾中，在火灾中导致重大的人身威胁和财产的安全。所以火灾报警与消防联动系统的完美结合显得尤为重要，越来越

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受人们的关注。

1.2国内外的现状

我国的火灾自动报警行业，自1980年起经历了从无到有、从小到大、从弱到强

的发展过程。1994年第五届北京国际消防展，部分国外厂商推出智能型火灾自动报警控制系统，给参观者以耳目一新的感觉。而国内厂商展出的最好产品也只是传统型探测器总线报警系统，还有许多厂家只能展出多线制报警系统，国内国外在产品技术上具有明显的差别。到了1996年第六届北京国际消防展，国外厂商全部推出智能报警系统，而国内部分厂商也推出了智能报警系统，鼓舞了民族工业的斗志，显然，国内外厂商在产品技术上的差别在逐步缩小。日、美、英等发达的资本主义国家都有众多的火灾自动报警产品制造厂商先后加盟中国的市场。中外合资企业，这就意味着可以连续不断注入国外的新工艺、新技术、新设备，不断地向市场推出更新的产品。在我国火灾自动报警制造行业中容纳了上千人的专业科技人员，但过于分散，不利于形成拳头向世界先进水平冲击，这是中国这一行业发展的一大遗憾。如果把这些专业科技人员相对集中，那将是一支坚强的科技队伍，攀登火灾报警行业的世界高峰，将会大有希望。

1.3本文所做的工作

整个系统以ATS52单片机为核心，将烟传感器及温度传感器接入单片机，经微机运算和逻辑判断，经专用声光报警集成电路来进行火灾报警，异常（烟感、温感和红外其中之一动作）报警，故障报警及消防联动，从而实现消防一体化。 本系统采用ATS52单片机为核心完成以下要求：

1) 要求所设计的装置具有感烟传感器、感温的差温传感器和红外传感器，能

够对室内及温度的突变进行报警。

2) 如传感器遗落，布线故障，内部元件损坏发生故障报警。

3) 如三只传感器中有一个动作表示室内有异常现象，该装置能发异常报警信

号。如烟感、温感及红外同时动作说明有火灾，该装置发火灾报警。

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第二章 火灾报警与消防联动系统的工作原理

2.1系统总体功能的概述

火灾发生后伴随着有火焰，光，热变化发生，这时预先放置的火灾探测器就接受到异常信号，自动启动火灾自动报警系统控制器，如果有人员观察到火灾也可以手动的开启火灾报警按键。之后在各处显示器上就会显示出火灾发生以提醒人员，同时启动消防控制器联动装置，另一方面如火灾形势较大启动预先设置好的消防通信通知火警灭火。

火灾报警系统一般是由火灾探测器、火灾报警控制器、火灾报警装置、手动火灾报警按钮、消防联动和电源组成。火灾探测器是火灾自动报警控制系统最关键的部件之一，它是以探测物质燃烧过程中产生的各种物理现象（燃烧气体、烟雾粒子、温度、火焰等）为依据，是整个系统自动检测的触发器件，能不间断地监视和探测被保护区域的火灾初期。火灾报警控制器能接受探测信号，转换成声、光报警信号，指示着火部位和记录报警信息。并且可以通过自动灭火控制装置启动自动灭火设备和联动控制设备，自动监视系统正确运行和对特定故障给出声光报警。火灾报警装置是指在火灾自动报警系统中，用以接受、显示和传递火灾报警信号，并能发出控制信号和具有它辅助功能的控制指示设备。手动火灾报警按钮是当有人发现有火情的情况下，手动按下按钮，向报警控制器送出报警信号。消防联动设备是火灾自动报警与消防联动系统的执行部件，消防控制中心接到报警后能自动启动消防联动设备。

系统框图组成部分：

1) 温度、气体和红外传感器 2) 信号处理电路 3) A\\D转换电路 4) 核心芯片ATS52 5) 状态指示灯、浓度显示 6) 红外、声光报警 7) 按键

8) 串口通信设备 9) 手动按钮 10) 消防联动设备

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传感器 放 大 电 路 A\\D 转换 状态指示灯 ATS52 单片机 红外、声光报警 串口通信 浓度显示 按键 手动按钮 消防联动

图2-1 系统的整体框图

2.2火灾报警系统的类型

在火灾自动报警系统中，用以接收、显示和传递火灾报警信号，并能发出控制信号和具有其它辅助功能的控制指示设备称为火灾报警装置。火灾报警控制器就是其中最基本的一种。火灾报警控制器担负着为火灾探测器提供稳定的工作电源；监视探测器及系统自身的工作状态；接收、转换、处理火灾探测器输出的报警信号；进行声光报警；指示报警的具体部位及时间；同时执行相应辅助控制等诸多任务。是火灾报警系统中的核心组成部分。

根据火灾报警系统中所使用的探测器种类的不同，火灾报警系统可以分为以下四种：

1) 感温型火灾报警系统

由于火灾发生时燃烧物会产生大量的热量，使得周围温度迅速变化。感温型火灾报警系统就是通过判断周围温度变化而产生响应的火灾报警系统，再把温度的变化转换为电信号以达到判断报警的目的。根据探测温度参数的不同，一般可以将感温型火灾报警系统分为定温式、温差式等几种。

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2) 感烟型火灾报警系统

烟雾是早期火灾的重要特征之一。在火灾发生的初期，由于温度比较低，许多物质都处于引燃阶段，产生大量的烟雾。感烟型火灾报警系统就是对空气中可见或不可见的烟雾粒子进行探测，然后将烟雾浓度的变化转换为电信号来触发报警。感烟型火灾报警系统主要有激光感烟式、光电感烟式和离子感烟式等。

3) 感光型火灾报警系统

物质燃烧不但会产生烟雾和热量，同时也会产生可见或不可见的光辐射。感光型火灾报警系统就是通过响应火灾中产生的光特性，即扩散火焰的光强度和闪烁频率，来触发报警系统的。根据感应的敏感波长，可以将感光型火灾报警系统分为对波长较短的光辐射敏感的紫外报警系统和对波长较长的光辐射敏感的红外报警系统。

4) 复合型火灾报警系统

如果报警系统同时对温度、烟雾和光辐射中的两种或两种以上参数做出响应，那么它就是复合型火灾报警系统。目前复合型火灾报警系统有感温感烟型、感烟感光型、感温感光型等多种形式。

2.3火灾探测器类型与原理

在火灾自动报警系统中，自动或手动产生火灾报警信号的器件称为触发件，主要包括火灾探测器和手动火灾报警按钮。火灾探测器是能对火灾参数(如烟、温度、火焰辐射、气体浓度等)响应，并自动产生火灾报警信号的器件。按响应火灾参数的不同，火灾探测器分成感温火灾探测器、感烟火灾探测器、感光火灾探测器、可燃气体探测器和复合火灾探测器五种基本类型。不同类型的火灾探测器适用于不同类型的火灾和不同的场所。手动火灾报警按钮是手动方式产生火灾报警信号、启动火灾自动报警系统的器件，也是火灾自动报警系统中不可缺少的组成部分之一。

(一) 感烟式火灾探测器

烟雾是火灾的早期现象，利用感烟式火灾探测器可以最早感受火灾信号即火灾参数，所以，感烟式火灾探测器是目前世界上应用较普及、数量较多的火灾探测器。目前，常用的感烟式火灾探测器是离子感烟式火灾探测器和光电感烟式火灾探测器。

1) 离子感烟式火灾探测器

离子感烟式火灾探测器是采用空气离子化火灾探测方法构成和工作的，他是利用放射形同位素释放的高能量a射线将局部空间的空气电离产生正、负离子，在外加电压的作用下形成离子电流，当火灾产生的烟雾及燃烧产物即烟雾气溶胶进入电力空间（一般称为电离室）时，表面积较大的烟雾粒子将吸附其中的带电离子，产

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生离子电流变化，经电子线路加以检测，从而获得与烟浓度有直接关系的电信号，用于火灾确认和报警。采用空气离子化火灾探测法实现的感烟探测，对于火灾初起和引燃阶段的烟雾溶胶检测非常灵敏有效，可测烟雾粒径范围在0.03~10um左右。这类火灾探测器只适用于构成点型结构。

根据这种火灾探测器内的电离室的结构形式，离子感烟式火灾探测器可以分为双源感烟式和单源感烟式火灾探测器。

2) 光电感烟式火灾探测器

根据烟雾离子对光的吸收和散射作用，光电感烟式火灾探测器可分为减光式和散射光式两种类型。

3) 减光式光电感烟式火灾探测器

进入光电检测暗室内的烟雾粒子对光源发出的光产生吸收和散射作用，使得通过光路上的光通量减少，从而在受光元件上产生的光电流降低。光电流相对于初始标定值的变化量大小，反映了烟雾的浓度大小，据此可通过电子线路对火灾信息进行阈值放大比较、类比判断处理或火灾参数运算，最后通过传输电路产生相应的火灾信号，构成开关量火灾探测器、类比式模拟量火灾探测器或分布智能式智能化探测器。

减光式光电感烟火灾探测原理可用于构成点型结构的火灾探测器，但是，更适用于构成线型结构的火灾探测器，实现大面积火灾探测。

4) 散射式光电感烟式火灾探测器

进入遮光暗室的烟雾粒子对发光元件（光源）发出的一定波长的光产生散射作用（按照光散射定律，烟粒子需轻度着色，且当其粒径大于光的波长时将产生散射作用），使得处于一定夹角位置的受光元件（光敏元件）的阻抗发生变化，产生光电流。此光电流的大小与散射光强弱有关，并且由烟粒子的浓度和粒径大小及着色与否来决定。根据受光元件的光电流大小（无烟雾粒子时光电流大小约为暗电流），既当烟粒子浓度达到一定值时，散射光的能量就足以产生一定大小的激励用光电流，可以用于激励遮光暗室外部的信号处理电路发出火灾信号。显然，遮光暗室外部的信号处理电路采用的结构和数据处理方式不同，可以构成不同类型的火灾探测器，如阈值报警开关量火灾探测器、类比判断模拟量火灾探测器和参数运算智能化火灾探测器。

(二) 感温式火灾探测器

感温式火灾探测器可以根据其作用原理分为三大类：定温式火灾探测器、差温式火灾探测器、差定温式火灾探测器。

1) 定温式火灾探测器

定温式火灾探测器是在规定时间内，火灾引起的温度上升超过某个定值时启动报警的火灾探测器。他有点型和线型两种结构形式。

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2) 差温式火灾探测器

差温式火灾探测器是在规定时间内，火灾引起的温度上升速率超过某个规定值时启动报警的火灾探测器。他有点型和线型两种结构。

3) 差定温式火灾探测器

差定温式火灾探测器结合了定温式和差温式两种感温作用原理并将两种探测器结构结合在一起。在消防工程中，常见的差定温式火灾探测器是将定温式、差温式两种感温火灾探测器组装结合在一起，兼有两者的功能，若其中某一功能失效，则另一种功能仍然起作用。因此，大大提高了火灾监测的可靠性。

差定温式火灾探测器根据其工作原理，还可以分为机械式和电子式两种。电子式差定温火灾探测器在当前火灾探测报警及消防联动控制系统中用的比较普遍。他的定温探测和差温探测两部分都是由半导体电子电路来实现的。

(三) 感光式火灾探测器

感光式火灾探测器主要是指火焰光探测器，目前广泛使用紫外式和红外式两种类型。

1) 紫外感光火灾探测器

当有机化合物燃烧时，其氢氧根在氧化反应中会辐射出强烈的波长为250nm的紫外光。因而，紫外感光火灾探测器就是利用火焰产生的强烈紫外辐射光来探测火灾的。紫外感光火灾探测器的敏感元件是紫外光敏管。他是在玻璃外壳内装着两根高纯度的钨或银丝制成的电极。当电极接受到紫外光辐射时立即发射出电子，并在两极的电场作用下被加速。由于管内充有一定量的氢气和氦气，所以当这些被加速而具有较大动能的电子同气体分子碰撞时，将使气体分子电离，电离后产生的正、负离子又被加速，他们又会使更多的气体分子分离。于是在极短的时间内，造成“雪崩”式的放电过程，从而式紫外光敏管由截止状态变成导通状态，驱动电路发出报警信号。

2) 红外感光火灾探测器

红外感光火灾探测器是利用红外光元件的光电导或光伏效应来敏感的探测低温产生的红外辐射，红外辐射光波波长一般应大于0.76µm。由于自然界中只要物体高于绝对零度都会产生红外辐射,所以,利用红外辐射探测火灾时,一般还要考虑物质燃烧时火焰的间歇性闪烁现象,以区别于背景红外辐射。物质燃烧时火焰的闪烁频率大约在3~30Hz。

(四) 可燃气体探测器

可燃气体的探测原理，按照使用的气敏元件或传感器的不同主要分为热催化原理、热导原理、气敏原理和三端电化学原理四种。催化型可燃气体探测器是利用难熔金属铂丝加热后的电阻变化来测定可燃气体浓度。当可燃气体进入探测器时，在铂丝表面引起氧化反应（无焰燃烧），其产生的热量使铂丝的温度升高，而铂丝的

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电阻率便发生变化。

第三章 系统的硬件设计

3.1系统硬件总体概述

单片机是整个报警系统的核心，系统的工作原理是：先通过传感器（包括温度、感烟和红外）将现场温度、烟雾等非典型信号转化为电信号，调理电路将传感器输出的电信号进行调理（放大、滤波等），使之满足A/D转换的要求，最后由A/D转换电路，完成将温度传感器和烟雾传感器输出的模拟信号到数字信号的转换，单片机判断现场是否发生火灾。如果发生火灾，系统以声光的形式报警。

数据采集模块 声光报警 烟雾、温度及红外传感器 信号调理 电路 A/D转换 电路 单片机 图3-1 系统结构框图

本文设计使用ATS52单片机火灾报警系统具有以下特点:

1) 能对室内烟雾(CO2, CO) 及温度突变进行报警,具有声、光双重报警功能。 2) 系统故障报警功能。当系统出现硬件故障时，能发出故障报警信号。

3) 异常报警功能。当环境出现异常(如烟雾浓度过大或是温度较高及红外异常)时，

能发生异常报警信号，引起人们注意，尽可能避免火灾的发生。

4) 火灾报警功能。一旦真出现火灾(烟雾、温度及红外出现异常)时，能立即发出

语音、光火灾警报 。本系统安全可靠, 误报率低。且由于其体积小、操作维护方便、成本低廉等,具有广阔的应用前景。

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3.2核心芯片ATS52

在火灾报警系统的设计中，单片机是其中重要的核心部件。它一方面要接收来自烟、温度传感器送来的温度、烟雾对应的模拟信号和故障检测信号，另一方面要对这两种信号分别进行处理，以控制后续电路进行相应动作。与此同时查询是否有键按下的请求。在单片机完成这些工作的过程中，尤其是信号处理中，比较浓度值后送入显示的软件实现比较复杂，要求单片机具备较快的运算速度，使检测人员能够较准确地观测到烟雾浓度，并根据情况进行相应的处理。并且也要考虑选择低价实用的机型，并为研制同一系列的低功耗产品做准备。根据多方面的比较，本设计选用ATMEL公司的ATS52单片机作为控制器。

ATS52是一种低功耗、高性能COMS 8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得ATS52在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。

ATS52的主要性能有：与MCS-51单片机产品兼容，8K字节在系统可编程Flash存储器，1000次擦写周期，全静态操作：0Hz-33MHz，三级加密程序存储器，32个可编程I/O口线，三个16个定时器/计数器，六个中断源，全双工UART串行通道，低功耗空闲和掉电模式，掉电后中断可唤醒，看门狗定时器，双数据指针，掉电标识符。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。

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图3-2 ATS52引脚图

3.3集成温度传感器AD590

AD590是利用PN结构正向电流与温度的关系制成的电流输出型两端温度传感器。（热敏器件）

它的主要特性如下：

1) 流过器件的电流等于器件所处环境的热力学温度（开尔文）度数，即：mA/K

式中：流过器件（AD590）的电流，单位为mA；T-热力学温度，单位为K。 2) AD590的测温范围为55℃~150℃。AD590的电源电压范围为4V～30V。

电源电压可在4V~6V范围变化，电流 变化1mA，相当于温度变化1K。AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会被损坏。 3) 输出电阻为710MV。精度高。AD590共有I、J、K、L、M五档，其中M档精

度最高，在55℃~150℃范围内，非线性误差为±0.3℃。AD590温度感测器是一种已经IC化的温度感测器, 它会将温度转换为电流,在8051的各种课本中常看到它, 相当常用到。

其规格如下：

1) 温度每增加1℃,它会增加1μA输出电流。 2) 可量测范围55℃~150℃。 3) 供应电压范围4V~30V。

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AD590的输出电流值说明如下：

其输出电流是以绝对温度零度(-273℃)为基准,每增加1℃,它会增加1μA输出电流,因此在室温25℃时,其输出电流Io=(273+25)=298μA。测量Vo时,不可分出任何电流,否则量测值会不准。Vo的值为Io乘上10K,以室温25℃而言,输出值为2.98V(10K×298μA)。

电路分析：

由于AD590是电流型温度传感器，它的输出同绝对温度成正比，及1uA∕K，而数模转换芯片ADC0809的输入要求是电压量，所以在AD590的负极接出一个10千欧的电阻R1和一个100欧的可调电阻W，将电流量变为电压量送入ADC0809。通过调节可调电阻便可在输出端VT获得与绝对温度成正比的电压量，即10mV∕K, 温度0℃时输出为0，温度25℃时输出为2.982V。这样便于A/D转换器采集数据。

AD590典型应用电路如下图3-3:

图3-3 AD590应用电路

3.4气体传感器TGS202

火灾中气体烟雾主要是二氧化碳和一氧化碳，TGS202气体传感器能探测二氧化碳、一氧化碳、甲烷、煤气等多种气体，它的灵敏度很高，稳定性好，适合于火灾

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中气体的探测。如下图3-4所示，当TGS202探测到二氧化碳或一氧化碳时，传感器的内阻变小，VA迅速上升。选择适当的电阻阻值，使得当气体浓度达到一定程度（如一氧化碳浓度达到0.06%）时，VA端获得适当的电压。（设为3V）

图3-4 TGS202检测电路

3.5 热释电红外传感器

热释电红外传感器（PIR）是80年代发展起来的一种新型高灵敏度探测元件。是一种能检测人体发射的红外而输出电信号的传感器，其自动化节能装置能检测人体辐射的红外线能量的变化，并将其转换成电压信号输出。将这个电压信号加以放大，便可驱动各种控制电路，如电源开关控制、防火报警、自动览测等。 自然界中存在的各种物体如人体、木材、火焰、冰等都会发出不同波长的红外线，利用红外传感器可对其进行检测。根据工作原理，红外传感器分为热型和量子型两类，热型红外传感器也称热释电红外传感器或被动红外传感器。与量子型相比，其频响速度较慢，灵敏度较低，但响应的红外线波长范围较宽，价格便宜，并可在常温下工作。它是目前在防盗报警、火灾监测、自动门等非接触温度测量等领域应用最广泛的传感器。

其原因为：

1) 被检测对象自身发射红外线，可不必另设光源。

2) 大气对2~2.61Lm、3~51Lm、8~141Lm三个被称为“大气窗口”的特定

波段的红外线吸收甚少，可非常容易被检测。

3) 中、远红外线不受可见光影响，可不分昼夜进行检测。 下图3-5（a）是一个双探测元热释电红外传感器的结构示意图。

使用时d端接电源正极，g端接电源负极，s端为信号输出。该传感器将两个极性相反、特性一致的探测元接在一起，目的是消除因环境和自身变化引起的干扰。

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它利用两个极性相反、大小相等的干扰信号在内部相互抵消的原理来使传感器得到补偿。对于辐射至传感器的红外辐射，热释电传感器通过安装在传感器前面的菲涅尔透镜将其聚焦后加至两个探测元上，从而使传感器输出电压信号。即两个热释电元件串联并且极性相反，当处于安全环境中时，两个热释电元件产生热释电效应相同，会产生相同数量的电荷。由于极性相反连接，所以相互抵消，此时无电压输出。但当处于火灾时，两个热释电元件感应到红外线差异，所产生的电荷不一样，就会产生电压。

制造热释电红外探测元的高热电材料是一种广谱材料，它的探测波长范围为

0.2~20um。为了对某一波长范围的红外辐射有较高的敏感度，该传感器在窗口上加装了一块干涉滤波片。这种滤波片除了允许某些波长范围的红外辐射通过外，还能将灯光、阳光和其它红外辐射拒之门外。

图3-5（a）PIR内部电路图

本设计所用的热释电红外传感器就采用这种双探测元的结构。其工作电路原理及设计电路如下图3-5（b）所示，在VCC电源端利用C1和R2来稳定工作电压，同样输出端也多加了稳压元件稳定信号。当检测到火势信号时，电荷信号经过FET放大后，经过C2，R1的稳压后使输出变为高电位，再经过三极管Q2的转化，输出OUT为低电平。

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图3-5（b）红外探测电路

3.6 电源电路

ATS2单片机的工作电压范围：4.0V—5.5V， 所以通常给单片机外接5V直流电源。连接方式为VCC(40脚）：接电源+5V端VSS(20脚）：接电源地端。本设计方案采用外接直流电源，然后通过使用7805稳压芯片，输出5V直流电源，给单片机及其它电路供电。

图 3-6 电源电路

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3.7数码管驱动芯片ICM7218

ICM7218 是INTERSIL公司生产的一种性能价格比较高的通用8 位LED 数码管驱动电路, 28 脚双列封装,是一种多功能LED 数码管驱动芯片,可与多种单片机接口使用。ICM7218 的输出可直接驱动LED显示器,不需外接驱动电路,工作电压为+5V,其构成的显示电路结构简单,使用方便。同样由单片机向ICM7218写控制字及数据，编程部分像给外部RAM写数据一样简单。

当单片机写入模式控制字后，ICM7218以约定的方式接收显示数据并将数据写入静态显示RAM中。数据接收结束，ICM7218在扫描控制电路的控制下，按设定的译码模式，以动态扫描显示方式向段显示驱动器和位控驱动器发出控制信号，直到下一个控制字写入前，不停地进行动态显示工作。

ICM7218为双列直插式28引脚封装。其中2条写入控制线: WRITE和MODE；数据线ID0~ID7；16条LED显示驱动输出线（8段：SEGa~SEGg及D.P；8位：DIGIT1~DIGIT7）；两条电源线VCC和GND。WRITE为写选通信号，低电平有效。MODE为写入模式控制字和写入显示数据控制线，MODE=1时，从ID4~ID7写入的是模式控制字，ID0~ID3此时无效，可以是任意值；当MODE=0时，从ID0~ID7写入的是显示数据。

图 3-7 ICM7218引脚图

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3.8 数据采集系统ADC0809

为了满足多种需要，目前国内外各半导体器件生产厂家设计并生产了多种多样的ADC芯片。仅美国AD公司的ADC产品就有几十个系列、近百种型号之多。从性能上讲，它们有的精度高、速度快，有的则价格低廉。从功能上讲，有的不仅具有A/D转换的基本功能，还包括内部放大器和三态输出锁存器；有的甚至还包括多路开关、采集保持器等，已发展为一个单片的小型数据采集系统。

尽管ADC芯片的品种、型号很多，其内部功能强弱、转换速度快慢、转换精度高低有很大差别，但从用户最关心的外特性看，无论哪种芯片，都必不可少地包括以下四种基本信号引脚端:模拟信号输入端（单极性或双极性）；数字量输出端（并行或串行）；转换启动信号输入端；转换结束信号输出端。

ADC 0809的精度为7位。它属CMOS器件，包括一个8位的逐次逼近型的ADC部分，且还提供一个8通道的模拟多路开关和通道寻址逻辑，因而有理由把它作为简单的“数据采集系统”。利用它可直接输入8个单端的模拟信号分时进行A/D转换，在多点巡回检测和过程控制、运动控制中应用十分广泛。 主要技术指标和特性： 1) 分辨率：8位

2) 总的不可调误差：ADC 0809为±1LSB

3) 转换时间：取决于芯片时钟频率，如CLK=500KHz时，TCONV=128us 4) 单一电源：+5V

5) 模拟输入电压范围：单极性0~5V；双极性±5V,±10V（需外加一定电路） 6) 具有可控三态输出缓冲器

7) 启动转换控制为脉冲式（正脉冲），上升沿使所有内部寄存器清零，下降沿使

A/D转换开始

8) 使用时不需进行零点和满刻度调节

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图3-8 ADC0809引脚图

3.9单片机外围接口电路

ATS52单片机外围接口电路如图3-9所示，主要包括：

a) 晶振电路：内部时钟电路的晶振频率一般选择在4MHz到12MHz之间（该

设计选用6MHz），外接两个谐振电容。该电容的典型值为30pF。该设计选用33Pf。

b) 复位电路：单片机复位采用按键高电平复位，而单片机在平时复位端为低

电平。

c) 电源使用的是直流电源。 晶振电路：

晶振电路为单片机ATS52工作提供时钟信号，芯片中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振荡器一起构成自激振荡器。电路中的外接石英晶体及电容C12、C13接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路，系统的晶振电路如图3-9所示。由于外接电容C12、C13的容量大小会轻微影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的难易程度及温度稳定性，如果使用石英晶体，电容的容量大小范围为30pF10pF。如果使用陶瓷谐振，则电

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容容量大小为40pF10pF。本设计中使用石英晶体，电容的容值设定为33pF。 复位电路：

复位电路的基本功能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号，以防电源开关或电源插头分合过程中引起的抖动而影响复位。单片机在启动时都需要复位，以使CPU及系统各部件处于确定的初始状态，并从初态开始工作。ATS52的复位信号是从REST引脚输入到芯片内的施密特触发器中的。当系统处于正常工作状态时，且振荡器稳定后，如果REST引脚上有一个高电平并维持2个机器周期(24个振荡周期)以上，则CPU就可以响应并将系统复位。单片机系统的复位方式有：手动按钮复位和上电复位，本设计采用的是手动按钮复位。

手动按钮复位需要人为在复位输入端REST上加入高电平,采用的办法是在REST端和正电源VCC之间接一个按钮。当人为按下按钮时，则VCC的+5V电平就会直接加到REST端，系统复位。由于人的动作再快也会使按钮保持接通达数十毫秒，所以，设计完全能够满足复位的时间要求。复位电路中SW-PB为手动复位开关，电容C14可避免高频谐波对电路的干扰。

图3-9 ATS52单片机外围接口电路

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3.10信号处理电路

对于传感器输出的模拟信号，一般要用运算放大器对其进行调理或放大，以满足A/D转换器对输入模拟量幅值及极性的要求。在本报警器电路中，同样要对两类传感器的输出信号进行放大调理。电路图如上图3-10所示，运算放大器接成电压放大电路。从传感器采集过来的微弱电压信号，经过电压放大器的放大，得到较强的模拟电压信号。采样时，把相应的模拟电压信号从Vi端送进LM324A进行放大处理后，从Vo端输出送入A/D转换电路。

图3-10信号处理电路

3.11 A/D转换模块

经气敏传感器所检测的电压信号为模拟信号，无法直接被单片机所识别，所以在经过放大电路后对信号进行A/D装换，将模拟信号转化为数字信号输入单片机。

A/D转换电路采用了常用的8位8通道数模转换常用芯片ADC0809，烟雾、温度、红外传感器的输出端分别接到ADC0809的IN0、IN1和IN2。 ADC0809的通道选择地址由ATS52的P0.0～P0.2经地址锁存器74LS373输出提供。当P2.7=0时，与写信号WR共同选通ADC0809。其中ALE信号与ST信号连在一起，在WR信号的前沿写入地址信号，在其后沿启动转换。图中ADC0809转换结束状态信号EOC接到

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3.12声音报警电路

就作为采样的正常值，进行显示和控制。

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信号的频率为1MHZ，经二分频后为500KHZ，与ADC0809的典型值吻合。

内无时钟，故利用8051提供的地址锁存使能信号ALE经D触发器二分频后获得时

图3-11 A/D转换电路

参数上下限给定值进行比较，如果高于上限值（或低于下限值）则进行报警，否则

把计算机采集的数据或记过计算机进行数据处理、数字滤波，标度变换之后，与该

ATS52的INT1引脚，当A/D转换完成后，EOC变为高电平，表示转换结束，产生

都设有紧急状态报警系统，以便提醒操作人员注意，或采取紧急措施。其方法就是

由ATS52的21脚实现声音报警控制。当可燃性气体浓度或温度超过限定值

中断。在中断服务程序中，将转换好的数据送到指定的存储单元。由于ADC0809片

钟。因为ALE信号的频率是单片机时钟频率的1/6，如果时钟频率为6MHZ，则ALE

在微型计算机控制系统中，为了安全生产，对于一些重要的参数或系统部位，

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时，将P2.0置为低电平，三极管导通，扬声器发出鸣叫报警。其电路原理图如图3-12所示。

图3-12 声音报警电路

3.13 数码管显示电路

数据采集进来并被成功地由模拟量转化为数字量后，就被传送到系统的显示模块，让人们更直接地观察到相关数据。在本系统中，对LED进行的是动态扫描，除了给显示器提供段的输入之外，还要对显示器进行位控制。显示器的第一位显示所选择的通道号，而后三位则显示该通道传送进来的相应的数字量。

本系统显示用的4位七段数码管由数码管专用驱动芯片ICM7218A驱动，27、3、1、25、2、24、26脚分别接数码管的a、b、c、d、e、f、g，15、16、23、20脚为位选，分别控制4位数码管的亮灭，ID0-7为数据线，接单片机P0口，WRITE、MODE是写控制位和模式控制位，分别接单片机P3.6、P2.6。

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图3-13 数码管显示电路

3.14灯光报警及控制键电路

灯光报警电路是火灾报警中重要的组成部分，主要由发光二极管和电阻构成。单片机ATS52的P2.2、P2.3、 P2.4、P2.5控制输出的状态指示灯。绿灯亮表示环境处于正常状态，没有火灾危险。黄灯亮表示传感器遗落，布线故障，内部元件损坏时发出故障报警信号。红灯1亮表示环境中烟雾浓度、温度超过报警限值，提醒用户尽快采取相应措施。红灯2亮时说明三只传感器中有一个动作表示室内有异常现象，这时发出异常报警信号。

AD转换器输出的数字信号传输给P0口，读取P0口的内容跟设定的值进行判定，如果大于设定值，P2.3、 P2.4输出高电平，P2.2输出低电平，控制红色发光二级管的发光，实现光报警功能。如果小于设定值，P2.2 、P2.3输出高电平，P2.4输出低电平，控制绿色发光二级管的发光，说明正常，没有火灾发生。如果出现异常情况，P2.2、P2.4输出高电平，P2.3输出低电平，控制绿色发光二级管的发光。

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图3-14（a） 灯光报警电路

控制键电路采用式按键设计。4个按键分别接到片P2.1、P2.6、 P2.7和RST，对于这种键各程序可以采用中断查询的方法，功能就是：检测是否有键闭合，如有键闭合，则去除键抖动，判断键号并转入相应的键处理。

4个键定义如下：

P2.1：S1功能转换键，按此键则开始键盘控制。

P2.6：S2加，按此键则温度设定值加一度或烟雾浓度增加0.01％。 P2.7：S3减，按此键则温度设定减少一度或烟雾浓度减少0.01％。 SRT ：S4复位键，使系统复位。

图3-14(b)控制键电路

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3.15 备用电源自动投入装置

当工作电源因故障被断开后，能自动、迅速地将备用电源投入工作或将用户切换到备用电源上，使负荷不至于停电的一种自动装置。

采用备用电源自动投入装置优点： a) 提高供电的可靠性，节省投资。 b) 简化继电保护。

c) 短路电流，提高母线残余电压。

正常运行时1QF、2QF、3QF投入，4QF断开，即设专用的备用线路。 当火灾发生备用电源启动时，人们可以沿着安全通道标志进行逃生。 每个防火分区应至少设置一个手动报警按钮，从一个防火分区的任何一个位置到最邻近的一个手动报警按钮的距离不应大于30m。手动报警按钮宜设置在公共活动场所的出入口处，和设置在明显和便于操作的部位。当安装在墙上时，其底边距地高度宜为1.3～1.5m，且应有明显标志。

图3-15 专用备用线路

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第四章 系统的软件设计

4.1主程序流程图

首先要给传感器预热三分钟，因为传感器需要预热一段时间才能正常采集烟雾、温度和红外信息。预热同时，对传感器加热丝故障检测，采用软件方式检测传感器加热丝或电缆线是否断线或者接触不良。程序初始化结束后，系统进入监控状态。ATS52单片机对传感器检测到的烟雾浓度、温度信号和红外信号进行A/D转换、平均值法滤波、线性化处理后，将检测值与报警限设定值相比较，判断是否报警。同时送入显示器显示通道及相应的数字量。主程序还包括状态指示灯及按键功能，中断子程序等，使报警器功能更加完善，给用户带来便利。

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开始 初始化 传感器预热、故障检测 键盘处理 Y 是否按下模式切换 报警线设置 N A/D转换 平均值法滤波 线性化处理 Y 是否超过报警极限 报警子程序 N 设置指示灯状态 图4-1 主程序流程图

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4.2主程序初始化流程图

这部分实现的功能包括各种I/O输入输出状态的设定、寄存器初始化、中断使能等。首先设定定时器工作方式，然后开系统中断，以便响应中断定时，及时对气体浓度和温度进行采样。然后关闭蜂鸣器，开启绿灯，设置报警限初值。

开始 定时器初始化 开中断 关闭蜂鸣器、打开绿灯 N 是否保持报警 初值 Y 返回 设定初值

图4-2 主程序初始化流程图

4.3滤波子程序

在对气体浓度采样时，可能会遇到尖脉冲干扰的现象。干扰通常只影响个别采样点的数据，此数据与其他采样点的数据相差比较大。如果采用一般的平均值法，

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则干扰将“平均”到计算结果上去，故平均值法不易消除由于脉冲干扰而引起的烟雾浓度采样值的偏差。为此，可采取去极值平均滤波法，先对N个采样数据进行比较，去掉其中的最大值和最小值，然后计算余下的N–2个数据的算术平均值。这种方法既可滤去脉冲干扰又可滤去小的随机干扰。保证报警器检测烟雾浓度的准确性，减小误报、错报的可能。

开始 设定采样次数 调用A/D采样 N 已达到设定次数 Y 将采样值排序 求第2个到第9个采样值的累加值 将累加值求 平均 送入寄存器

图4-3 滤波子程序流程图

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4.4线性化子程序

本论文报警器使用的TGS-202型传感器的电阻是随着可燃气体浓度值的升高而降低的，因此输入单片机的电压也是随之降低的。电压值与气体浓度之间是非线性的关系，为了实时显示烟雾浓度需要对其进行线性化处理。在误差许可范围内，根据标定曲线形状，以及单片机处理能力，把曲线分成若干小段，对每小段分别线性化

根据分段线性插值法求输入单片机的某一电压值对应的烟雾浓度的 公式如下：

fxfxixxifxi1fxixi1xi,i1,2,3....N

式中，N为所分区间个数，fx为实际烟雾检测浓度，x为实际气体检测浓度对应的电压值，xi是区间的下限浓度对应电压值，xi+1是区间的上限浓度对应电压值，

fxi为区间下限烟雾浓度值，fxi1为区间上限烟雾浓度值。分段插值法线性化

程序流程图如图4-4所示。

4.5报警子程序

当烟雾浓度或温度值及红外超过报警限设定值时，蜂鸣器发声，对应通道的红灯闪亮，以提示操作人员采取安全对策或自动控制相关安全装置，从而保障生产安全，避免火灾和爆炸事故的发生。为防止误报，在程序设计上，对烟雾浓度、温度及红外进行快速重复检测和延时报警，以区别出时管道中烟雾的泄露，还是由于暂时打开阀门产生的可燃烟雾的微量散失，防止误报。报警子程序流程图如图4-5所示。

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开始 读取滤波电压X 查表并确定电压X所在的区间 求电压值X与所在区间下限差XmXXi 求X所在区间的上下限浓度值的差ZfXi1fXi 求上下限电压值的差XdXi1Xi 求Z与Xd的比，Z=K/Xd 求出K与X的和，S=K*Xm 求出fXfXiS 保存浓度值 返回

图4-4 线性化子程序

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开始 读取处理后的气体浓度值和温度值 Y 烟雾浓度≥0.06％或温度≥100℃ 延迟20s后采集一组数据 N 是否烟雾浓度≥0.06％或温度≥100℃ Y 传感器故障自诊断 N Y 传感器有问题 N 启动火灾报警 启动故障报警 N 复位键是否按下 Y 返回 图4-5 报警子程序

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4.6键盘处理子程序

键盘处理子程序如下面流程图4-6

开始 扫描按键 N 是否有按键按下 Y 延时10ms消抖 N 是否有键按下 Y 提取键值 调用键盘处理子程序 结束

图4-6 键盘处理子程序流程图

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第五章 火灾报警与消防联动系统

防火是安全防范的一个重要内容。火灾发生的初期阶段规模小而且易于扑灭，但如果不能及时发现和扑灭，则会使火势蔓延，酿成灾难。因此如何探知火灾发生，并在火灾发生后采取疏散人员、自动灭火等一系列措施，使火灾能够尽早扑灭，损失和伤害降到最低程度，是人类长期追求的一个目标。使用探测器来监测火情并在火灾发生时进行报警的设施，早在19世纪末就已被发明，但现代意义上的火灾报警设施则是电子技术和微型计算机技术结合的产物。在我国，大约从70年代起火灾报警设备才开始在大型建筑物中使用，80年代以后，随着我国高层建筑的兴起，火灾报警与消防联动控制技术则得到了较大的发展。

根据被保护建筑物的层数和建筑结构的不同，火灾自动报警系统与消防设备的联动控制方式有纵向联动控制、横向联动控制和纵、横向混合联动控制等。对于智能建筑火灾自动报警及消防联动控制系统，消防联动设备主要由控制模块和监视模块进行控制和回馈信号的传送显示。模块一般安装在楼层的端子模块箱内，也可安装于联动设备附近。控制模块的动作方式可通过报警控制器软件编程完成逻辑控制，因此调试简便。对警铃、消防泵、喷淋泵、防排烟系统、消防广播、防火门、防火卷帘等消防设备的联动控制。

一个功能完全的火灾自动报警消防系统，都是由两个分支系统组成的，一个是自动报警系统，一个是自动消防系统。前者是后者启动工作的信号源，后者是前者的执行单元，是前者功能的延续和完善。前者是对火灾初起的探知和警报，后者是对火灾的及时扑灭和有效的防护。二者紧密配合，互为因果，组成一个功能完善的自动报警消防系统。

自动消防系统由消防控制室、消防控制设备、自动消防设备等部分组成。消防控制设备安装于消防控制室内，接点来自火灾报警系统的火警信号，发出联动控制指令，启动安装在火灾现场的自动消防设备，进行灭火和防护。所以消防控制设备是自动消防系统的核心部分。

5.1消火栓系统联动

消火栓手动报警按钮动作→启动消火栓系统消 防泵→消防泵启动信号（或故障信号，指消防泵电源故障）反馈到消防控制室（在报警控制器或联动控制器显示）。

消火栓手动报警按钮动作→启动该着火分区和有关相邻分区的声光报警器、事故广播。

消防控制室手动启动消防泵→消防泵信号（或故障信号，指消防泵电源故障）

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反馈到消防控制室（在报警控制器或联动控制器显示）。

5.2 自动喷水灭火系统联动

水流指示器动作信号与压力开关动作信号→启动喷淋系统。

水流指示器动作→向消防控制室反馈信号（报警联动控制器显示水流指示器动作信号）。

压力开关动作→向消防控制室反馈信号（报警联动控制器显示压力开关动作信号）。

喷淋泵启动信号（或故障信号，指喷淋泵电源故障）反馈到消防控制室（在报警控制器或联动控制器显示）。

消防控制室手动启动喷淋泵→喷淋泵启动信号（或故障信号，指喷淋泵电源故障）反馈到消防控制室（在报警控制器或联动控制器显示）。

5.3 防排烟系统联动

探测器报警信号或手动报警按钮报警信号→打开正压送风口→反馈正压送风口打开信号→启动正压送风机。

正压送风口的开启数量可按照下列要求设置：

防烟楼梯间内的正压送风口应全部开启，使整个楼梯间形成均匀的正压。（一般情况下，此处设置自垂百叶风口，无需控制）

前室的正压送风口的开启应按照人员疏散顺序开启，即开启报警层和报警乘上下两邻层的正压送风口。

信号返回要求：

消防控制室（报警控制器或联动控制器）显示正压送风口开启状态。 消防控制室（报警控制器或联动控制器）显示正压送风机的运行状态。 排烟系统的联动逻辑关系：

排烟分区内的探测器报警信号或排烟分区内的手动报警按钮报警信号→启动该排烟分区的排烟口（打开）→排烟口打开信号启动排烟风机（或启动排烟风机高速）。

排烟风机入口处理排烟防火阀（280℃）的关闭信号→停止相关部位的排烟机。 信号返回要求：

消防控制室（报警控制器或联动控制器）显示排烟口开启状态。 消防控制室（报警控制器或联动控制器）显示排烟风机运行状态。 消防控制室（报警控制器或联动控制器）显示防火阀关闭状态。

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5.4气体灭火系统联动

以气体作为灭火介质的灭火系统称为气体灭火系统。主要有卤代烷1211和1301灭火系统、二氧化碳灭火系统和蒸汽灭火系统卤代烷灭火剂主要考化学灭火机理，切断燃烧链式反应，效率高，低毒，残留物绝缘，不会损坏电子设备。二氧化碳灭火系统是通过减少空气中氧的含量，使其达不到支持燃烧的程度。二氧化碳来源广泛、价格低廉，电绝缘性能号，清洁无污染。但是有窒息作用，一般用于无人场所。

1.气体灭火系统按其对防护对象的保护形式可以有全淹没系统和局部应用系统两种形式；按其装配形式又可以分为管网灭火系统和无管网灭火系统；在管网灭火系统中又可以分为组合分配灭火系统和单元灭火系统。

2.气体灭火系统的组成

卤代烷灭火系统的主要设备包括灭火剂容器、瓶头阀、配管系统、选择阀、喷嘴、气动装置、管道及管道组件、探测器、自动灭火检测控制箱等

3.二氧化碳灭火系统主要由二氧化碳容器、容器阀、集流管、选择阀、喷嘴、压力讯号器、气体启动器、管道及其附件的组成

5.5 火灾报警的联动

火灾报警在高层建筑中的主要是指声光报警器，设有自动开启的声光报警器，其靠其顺序和火灾事故广播的开启顺序相同。在自动报警系统中联动开启声光报警器和火灾事故广播的联动如下：

手动报警按钮或三只火灾探测器报警信号→启动声光报警器、火灾事故广播输出切换模块→接通声光报警器电源、切断背景音乐的信号输出线路、接通火灾事故广播线路。

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结论

火灾自动报警及消防联动系统,作为智能建筑中的一个重要子系统, 其重要性是众所周知的。要在智能建筑中创造一个安全舒适的环境,消防安全是其中的一个重要的方面。火灾自动报警及消防联动系统,作为火灾的先期预报、火灾的及时扑灭、保障人身和财产安全,起到了不可替代的作用，具有广阔的市场空间与发展前景。

火灾自动报警及消防联动系统的设计并不只是某个专业完成的事情，它也需要各个专业之间的密切配合，而自动报警系统就起到了相当重要的作用。本论文是在对烟雾、温度、红外传感器和报警技术进行深入研究的基础上，全面比较国内外同类产品的技术特点，合理地确定系统的设计方案，并对仪器的整体设计和各个组成部分进行了详细的分析和设计。

本次毕业设计经过努力，整个系统实现了预期的目标。本系统通过设计一个以ATS52单片机为核心的火灾报警器可以实现声光报警、故障自诊断、浓度显示、报警限设置、延时报警等功能。是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的火灾报警器，具有一定的实用价值。本报警器电路结构简单、可维护性好。由于实现了对普通环境中烟雾浓度和温度的实时监控，因此具有非常普遍的意义，能广泛应用于居民家庭、企事业单位等多方面的安全防范。

但是也存在不少的不足。由于电源的波动，传感器的电气特性等问题，使得A/D转换结果有时波动很大，这样就可能出现误报警。由于时间的关系，系统中本应具有的串行通信的功能没有实现，而只是实现了烟雾浓度、温度显示及按键控制。由于上述缺点的存在,此系统不是很完善，还有待进一步改进。

通过这次设计，更加深入的理解和掌握了这方面的知识，对本专业的认识也更加深入，使自己对本专业更加熟悉和热爱，对本科阶段四年的学习做了进一步的总结，更加明确了自己学习的目标和方向。在设计过程中，自己也学到了许多新的知识，有很多感悟和体验心得。而且，对工程设计的流程和步骤有了清晰的认识，为自己日后的学习和研究打下了坚实的基础。

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致谢

看着两个多月的努力就要画上一个完满的句号，我的心情无法平静。回首过去

的4年大学生活和毕业设计过程中所经历的困惑、艰辛和努力都成为一种美好的回忆。毕业设计可以说是我人生中第一次，把从书本上学到的知识很好的融合到一起。在此过程中我不仅仅巩固、学习了专业知识，也离不开老师的帮助和意见。让我至诚难忘。在此之际，我要感谢我的指导老师，在他的精心指导和悉心关怀之下，我的毕业设计才能得以完成。感谢您，真心的感谢您。没有您的教诲就没有我们的未来。感谢母校给我人生中最有激情和梦想的大学生活。

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参 考 文 献

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附录

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