長沙民政職業技術學院畢業設計說明書題目：火災煙霧溫度檢測產品設計工藝設計方案設計√類型：學生姓名：學號：學院：電子信息工程學院專業：應用電子班級：學校指導教師：2015年12摘要本文主要闡述火災煙霧自動報警系統的組成、火災煙霧自動報警系統的基本形式、報警設備的接線和安裝、火災自動報警系統的施工法及火災自動報警及消防聯動系統的調試。通過實習期間在工地的學習和師傅的指導與教誨，我對火災煙霧自動報警系統也有了基本的認識和了解。同時，不在工地的時間里，由于對火災煙霧自動報警系統有了一定的了解，在設計方面也有了基本的了解，加上對工作中的軟件的熟練應用，畫出簡單的報警圖是沒有問題的。另外，在做預算的時候也有一定的幫助。所以，對于火災自動報警系統的基本認識和了解是必要的，是熟練掌握業務的基礎。關鍵字：報警；火災報警；報警系統調試。目錄1.緒論 11.1課題研究的目的和意義 11.2設計要求 12.火災溫度檢測系統總體設計 12.1系統組成 12.2系統控制方案設計 13.系統硬件設計 13.1控制單元電路設計 23.2信號檢測電路設計 23.2.1煙霧報警器模塊 23.2.2溫度報警器模塊 24.系統軟件設計 24.1總體設計思想 24.1.1系統工作原理 25.結論 2參考文獻 3致謝 4緒論1.1課題研究的目的和意義我國規范要求火災自動報警系統應為一個獨立的系統，目前許多設計中允許火災自動報警系統向建筑物自動化系統發送信號，即平時BA系統可以從火災自動報警主機上獲取其運行狀態的各類信號，火災時火災自動報警系統可向BA系統發出信號，但消防的專用設備仍然歸到消防聯動中，設計消防專用總線，成為獨立系統。隨著智能建筑技術的發展，將建筑物自動化系統和火災自動報警的一些功能混合起來，將消防聯動系統設備納入建筑物自動化系統中去控制，建筑自動化系統中的各項子系統實現智能化集成，是今后的規范和技術值得進一步研究探討的問題。火災自動報警系統作為現代建筑的重要消防設施，受到日益推廣與普及，致使相關的生產廠也如雨后春筍般涌現，境外產品也大量進入，但是此類產品無法兼容與互換，施工單位如不能形成一套行之有效的工法，這樣不僅加大工程投入，同時會因為忽視了有關要點使工程留下或多或少的缺點、進而導致維護工作量的增加，甚至縮短了系統使用壽命。因此我有必要淺談火災自動報警系統。1.2設計要求技術指標要求：1.當室內溫度高于50℃或煙霧濃度大于20%LED2.如果出現硬件故障(如傳感器遺落、內部元器件損壞等)，能發出故障報警。3.如果只有一種參數出現異常(如煙霧濃度過大或是溫度較高)，能發出異常報警信號，令值班人員到現場處理。4.如果煙霧和溫度同時出現異常，則說明有火災，發出火災警報，并及時將火災信息上報消防指揮中心。工作電壓：220伏或110伏環境溫度：零下10度到零上45度靜態電流：小于15毫安檢測煙霧的濃度：0.05%檢測溫度范圍：0-100℃（±0.5℃）完成方案設計及論證、硬件設計、軟件設計。火災煙霧溫度檢測系統總體設計2.1系統組成一個完整的火災報警器系統，必須包含以下幾個部分：系統控制模塊，火災探測模塊，數據轉換模塊以及報警模塊。本設計以單片機作為系統的控制核心，以傳感器作為其測溫裝置，來實現火災報警系統的設計。改設計可以對室內外溫度進行以及煙霧實時采集和檢測，當所測溫度或者煙霧高于臨界溫度時自動報警。溫度信號或者煙霧濃度信號采集電路將溫度信號或者煙霧濃度信號以數字信號的形式送入單片機。單片機對該數字信號進行濾波處理，并對處理后的數據進行分析，是否大于或等于某個預設值，即報警臨界溫度或者煙霧濃度。如果大于則啟動報警電路發出報警聲音，反之則為正常狀態。2.2系統控制方案設計火災報警系統主要實現對火災現場的測試工作，從而啟動火災報警系統。其主要由煙霧傳感數據采集程序、溫度傳感數據采集程序、聲光報警程序等三個部分組成。其中，煙霧傳感數據采集程序完成對煙霧濃度的采集并進行數據轉換；溫度采集程序顯示對現場的溫度進行采集；報警程序設置報警的下限，當外界指標超出限制時，將進行聲光報警。其系統控制方案的設計原理圖如下：3系統硬件設計3.1控制單元電路設計根據系統總體方案設計，本設計選用AT89C52單片機。AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統可編程Flash存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業80C51產品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統可編程，亦適于常規編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統可編程Flash，使得AT89C52為眾多嵌入式控制應用系統提供高靈活、有效的解決方案。3.2信號檢測電路設計3.2.1煙霧報警器模塊此模塊使用的是MQ-2煙霧報警器，是半導體型可燃氣體敏感元件煙霧傳感器。傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導率較低的二氧化錫(SnO2)。當傳感器所處環境中存在可燃氣體時，傳感器的電導率隨空氣中可燃氣體濃度的增加而增大。使用簡單的電路即可將電導率的變化轉換為與該氣體濃度相對應的輸出信號。1.MQ-2的使用規格：表3-1標準工作條件符號參數名稱技術條件備注Vc回路電壓≤15VACorDCVH加熱電壓5.0V±0.2VACorDCRL負載電阻可調RH加熱電阻31Ω±3Ω室溫PH加熱功耗≤900mW表3-2環境條件符號參數名稱技術條件備注Tao使用溫度-10Tas儲存溫度-20RH相對濕度小于95%RHO2氧氣濃度21%(標準條件)氧氣濃度會影響靈敏度特性最小值大于２％表3-3靈敏度特性符號參數名稱技術參數備注Rs敏感體表面電阻3KΩ-30KΩ(1000ppm異丁烷)探測濃度范圍100ppm-10000ppm300ppm-5000ppm丁烷5000ppm-20000ppm甲烷300ppm-5000ppm氫氣α(3000/1000)異丁烷濃度斜率≤0.6標準工作條件溫度：20℃±2℃Vc:5.0V±0.1V相對濕度：65%±5%Vh:5.0V±0.1V預熱時間不超過1小時3.2.2溫度報警器模塊此模塊采用的是DS18B20數字溫度傳感器。DS18B20單線數字溫度計（1）適應電壓范圍更寬，電壓范圍：3.0～5.5V，在寄生電源方式下可由數據線供電。（2）獨特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現微處理器與DS18B20的雙向通訊。（3）DS18B20支持多點組網功能，多個DS18B20可以并聯在唯一的三線上，實現組網多點測溫。（4）DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉換電路集成在形如一只三極管的集成電路內。（5）溫度范圍-55℃～+125℃，在-10～+85℃時精度±0.5℃。（6）可編程分辨率為9～12位，對應的可分辨溫度為0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可實現高精度測溫。（7）在9位分辨率時最多在93.75ms內把溫度轉換為數字，12位分辨率時最多在750ms內把溫度值轉換為數字，速度更快。（8）測量結果直接輸出數字信號，以“一線總線”串行傳送給CPU，同時可傳送CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力。（9）負壓特性：電源極性接反時，芯片不會因發熱而燒毀，但不能正常工作。4.系統軟件設計4.1總體設計思想硬件電路和軟件程序是組成一個系統不可缺少的兩部分，二者的正確與否將直接影響整個程序的可實現性。本次設計的軟件要實現的功能是：當傳感器在有火災信息時，采集信息，用單片機實現對火災信號處理，并在LED和蜂鳴器上顯示結果。4.1.1系統工作原理系統軟件部分主要實現對溫度檢測以及煙霧濃度的檢查，對指標超標進行聲光報警。主要包括溫度檢測程序、煙霧傳感數據采集程序設計、聲光報警程序設計。圖4-1是系統軟件主程序流程圖。圖4-1系統軟件主程序流程圖由上圖可以看出主程序執行過程：首先對單片機的IO口進行初始化使LED燈不亮，蜂鳴器停止蜂鳴。然后調用溫度測量函數控制DS18B20進行溫度測量并獲取溫度值。然后緊接著調用煙霧濃度采集模塊程序采集環境煙霧濃度。在得到溫度值與煙霧濃度后進入判斷程序，判斷溫度值與煙霧濃度是否有超標的量。若其中有一項或兩項都超標就進行聲光報警。5.結論火災煙霧溫度檢測系統,其重要性是眾所周知的。要創造一個安全舒適的環境,消防安全是其中的一個重要的方面。火災煙霧溫度檢測系統,作為火災的先期預報、火災的及時撲滅、保障人身和財產安全,起到了不可替代的作用。火災煙霧溫度檢測系統的設計并不只是某個專業獨立完成的事情,它需要各專業之間的密切配合。本次畢業設計經過努力，整個系統實現了預期的目標。本系統是一種結構簡單、性能穩定、使用方便、價格低廉、智能化的火災溫度檢測報警器，具有一定的實用價值。本系統電路結構簡單、可維護性好。由于實現了對普通環境中煙霧濃度和溫度的實時監控，因此具有非常普遍的意義，能廣泛應用于居民家庭、企事業單位等多方面的安全防范。但是也存在不少的不足。由于電源的波動，傳感器的電氣特性等問題，使得A/D轉換結果有時波動很大。由于上述缺點的存在，此系統不是很完善，還有待進一步改進。通過這次設計，更加深入的理解和掌握了這方面的知識，對本專業的認識也更加深入，使自己對本專業更加的熱愛，對三年的學習做了進一步的總結，更加明確了自己學習的目標和方向。在設計過程中，自己也學到了許多新的知識，有狠毒感悟和體驗心得。參考文獻[1]何立民.單片機應用系統設計.北京:航天航空大學出版社.[2]李廣第.單片機基礎.北京:北京航空航天大學出版社.[3]夏繼強.單片機實驗與實踐教程.北京:北京航空航天大學出版社.[4