現代建筑中消防自動控制裝置的設計與應用

摘要：消防自動控制裝置對火災隱患進行探測，背負著安全防范的重任，有助于保障現代建筑的安全。文章將單片機作為控制中心，使用主機和從機的結構，闡述了現代建筑中消防自動控制裝置的設計和應用。

關鍵詞：現代建筑；消防自動控制裝置；系統設計；自動報警

中圖分類號：TU208 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）27-0008-03

隨著我國社會主義市場經濟的飛速發展，人民生活水平和生活質量得到提高，城市的用地情況日益緊張，使城市建筑不斷向密集化和高層化的方向發展，上述趨勢的出現能夠緩解城市土地緊張的情況，有助于對供氣、供熱、供電進行集中管理和集中控制，但是此類建筑裝修的方式和裝修用料不斷向多樣化發展，隨著消耗煤氣和電負荷數量的增加，為火災的撲救和預防造成了巨大的麻煩，所以，為了有效保證建筑物的安全性和可靠性，應該保證在火災發生時進行實時、高效的自動報警。

1 現代建筑中消防自動控制裝置系統的概念和意義

消防自動控制裝置系統是立足于單片機的火災自動報警裝置，使用探測器能夠對火災產生的煙霧和聲光進行接收，將上述信號向區域報警控制器進行傳輸，同時，通過區域報警控制器向主機，即集中報警控制器進行傳輸，對顯示器進行控制，使其準確地顯示出火災的房間和樓層，產生聲光報警對值班人員進行提醒，值班人員使用火警電話、應急照明、應急廣播和滅火裝置等采取措施，將火災的損失降到最低。

消防自動控制裝置需要面對社會各界的群眾，具有以下三種優點：第一，系統具有較低的成本，同時能夠對火災進行準確的預報；第二，不需要聘請專業人員進行操作，放置在適當的位置之后，通電即可連續使用，具有方便、快捷的特征；第三，系統能夠在火災發生的初期進行預報，及時撲滅火災，保證人民的生命、財產安全，具有較小的替代性，可在現代建筑中建設舒適、安全的環境。同時，系統的設計能夠激發學員參與到學習文獻的過程中，針對相關要求制定方案，選擇合適的元件和器件，按照軟件流程圖和原理圖，對軟件的源代碼進行編寫。

2 現代建筑中消防自動控制裝置系統設計的構成

系統設計指的是針對相關要求對軟件和硬件進行規劃，使用合適的軟件程序和硬件電路達到預期的目標，硬件電路指的是通過分析設計要求，了解各個元件、器件，得出集成元件和分立元件的連接方式，與設計的功能需求相吻合，包含對元件、器件接法和功能的掌握，對各種元器件及其設計方案的選擇，軟件設計指的是對硬件進行分析，通過程序將其功能落實到實處，同時對產品的功能進行調試和優化。

AT89S51是具有較高性能的單片機，含有只讀程序存儲器，期間使用ATMEL公司的非易失性和高密度存儲設備進行生產，能夠兼容8052指令和引腳，可以在線編程，也能夠使用傳統的方式編程，具有價格低廉、功能較大的優點，能夠在具有高性價比的控制領域進行應用。

探測模塊利用離子流的變化，對煙霧濃度進行探測，在電離室內釋放數量較少的放射性物質，將室內空氣電離為正離子和負離子，在兩塊收集極板之間施加一個電壓之后，在收集極板間產生電場，在電場的作用下，離子向正極板和負極板運動，并最終形成離子流，在煙霧離子進入到電離室內后，因為煙霧粒子直徑比空氣粒子的直徑大，因此，在電離室的煙霧粒子會產生俘獲和阻擋兩重作用，減少了離子流。離子探測器分別有兩個離子室，其中一個是能夠讓煙霧粒子自由進入的測量電離室，另一個是煙霧粒子無法自由進入的平衡電離室，兩個電離室呈現串聯的狀態，同時在兩端的外部施加電壓，在正常狀態中，V=V1+V2，在煙霧粒子進入的時候，粒子流數量減少，造成電離室的電壓需要重新分配，V1變為V11，V2變為V22，如果V11大于V1且V22小于V2的時候，火災警報信號會輸出。

為了使串行信號具備的可靠性得到提高，使串行通信間的距離增加，普遍使用標準串行的借口，使用兩線之間的電壓對邏輯“1”和邏輯“0”進行標示，使用差分接受和平衡發送的方式將通信落實到實處，在發送端將電平信號轉換為差分信號，在a、b兩路輸出，傳輸之后，在接收端還原差分信號，將其還原為電平信號，傳輸線多使用雙絞線，具有很強的抗共模干擾能力，在接收靈敏度上也有較大提高，同時，最大的傳輸距離和傳輸速度也得到提高，在減少波特率的同時，會使傳輸距離得到提高，如果進行多點互聯，可以連接32臺接收器和驅動器，有助于多器件之間的連接，實現半雙工的通信，將全雙工通信落實到實處。

3 現代建筑中消防自動控制裝置系統的功能介紹

現代建筑中消防自動控制裝置系統主要由顯示器模塊、存儲器模塊、時鐘模塊、總線模塊、探測器模塊和控制器模塊構成。控制器模塊選擇AT89S51單機片，報警器模塊由蜂鳴器和二極管組成，顯示器模塊由接口電路、數碼管等組成?，F代建筑中消防自動控制裝置系統在設計的過程中，應該實現以下幾個功能：第一，在火災發生后，應該立刻進行報警，將報警的位置精確到樓層和房間，在顯示器上進行顯示；第二，在從機向主機傳輸火災信息的時候，主機對從機的動作進行控制；第三，在接收到手動報警器和探測器產生的火災報警信號的時候，應該通過報警器及時報警；第四，準確設置系統時間；第五，對報警記錄進行存儲，有助于在查驗過程中使用。

離子感煙器報警信號多使用由美國摩托羅拉公司生產的專用檢測報警芯片，是大規模的電路結構，使用雙列直插式，在外接離子源、離子室和外部元件安裝完成之后，就能夠進行煙霧檢測和報警等功能，在探測到煙霧之后，通過驅動電路和蜂鳴器產生報警聲，在芯片沒有探測到煙霧的時候，內部振蕩器按照周期1.18s的速度進行震蕩，在每一個振蕩周期內，電源為整個芯片提供能量，除了保持LED閃亮，產生電壓欠壓的警報之外，碎石檢查是否有煙霧，每隔24個周期對電池電壓的充足情況進行檢查，通過和齊納二穩壓極管進行比較得出檢查結果。如果芯片檢測到煙霧，振蕩周期由以往的1.18s轉變為50ms，由蜂鳴器對電路的啟動進行驅動，在輸出停止之后，對煙霧進行持續的檢測，如果此時沒有檢測到煙霧，應該避免蜂鳴器振蕩和電路振蕩，避免電池因欠壓報警，使LED指示燈保持閃亮，頻率約為2Hz。

4 結語

總之，隨著消耗煤氣和電負荷數量的增加，為火災的撲救和預防造成了巨大的麻煩，火災自動報警裝置有助于保護社會群眾的生命財產安全，是現代建筑中十分重要的消防設置，隨著科技水平的不斷發展和時間的延續，對火災自動報警裝置提出了更高的要求。本文在對該裝置的特點和發展歷程進行研究之后，確定了設計的總體方案，包含系統軟件和系統硬件等兩個方面的設計。通過將軟件和硬件的結合，使設計符合可靠性和穩定性的要求，但是因為受到個人能力的限制，在設計應用的過程中，還應該不斷進行改進，例如，系統優化、選擇合適的元器件、優化程序等，有助于系統設計向精細化和專業化的方向發展。

參考文獻

[1] 李菁旻，上海建設和管理委員會科學技術委員會.上海現代建筑中消防自動控制裝置的設計與應用[M].上海：上?？茖W普及出版社，2009：69-72.

[2] 程杰，陸英浩，陸樹兵，中華人民共和國建設部.消防自動控制裝置的技術規程（GBJGJ3）[M].北京：中國建筑工業出版社，2007：79-82.

[3] 楊進波，張正興.淺談消防自動控制裝置中的相關問題[M].北京：中國建筑工業出版社，2010：129-132.

[4] 王冬，朱乃蘇，陳志興.消防自動控制裝置電網調度運行及管理分析[M].上海：上?？茖W技術文獻出版社，1992：162-174.

作者簡介：王伯牙（1982-），男，福建南安人，福州市公安消防支隊工程師，研究方向：建筑消防驗收和防火監督；葉志冬（1977-），男，福建福州人，福州市公安消防支隊工程師，研究方向：建筑防火審核和防火監督工作。

（責任編輯：周加轉）