基于m sc-51單片機的經濟型火災報警控制器

秦穎，韓成皓

吉林建筑大學

基于m sc-51單片機的經濟型火災報警控制器

秦穎，韓成皓

吉林建筑大學

本案講述了關于msc-51單片機用來控制簡易的火災自動探測報警器。本案用溫度傳感器和煙霧傳感器采集信號送入51單片機進行處理。經過基準對比，對應采取措施，可以異常（煙霧，溫度其中之一即可）報警，故障報警及開啟滅火裝置，實現消防一體化。本案可以和滅火裝置聯用，適用于不能用水滅火的場所，如實驗室，檔案室，圖書館等。因為msc-51單片機處理數據能力強，結構又簡單，可靠性和性價比都很高，最重要的是成很低本低。

1.吉林省科技計劃項目：20130206090SF

項目名稱：基于物聯網技術的智能消防控制系統

2.長春市科技計劃項目：12ZX56，

基于物聯網的智能建筑信息集成關鍵技術研究與應用平臺建設

一、引言

這些年建筑事業迅速發展，現代建筑中都要求具有火災報警和自動消防系統，目前我們國內的同類產品都是從小規模集成電路為基礎的產品。現在也有一些單位用微計算機系統控制火災報警和自動消防系統。但其系統比較復雜、成本也很高。因此就提出一種結構簡單、價錢低廉的火災探測報警控制器。本設計應該滿足以下要求：

1.如果傳感器滑落、布線有問題、內部元件損壞發生故障時發出聲光報警——①號報

2.如果兩只傳感器中有一個探測出室內有異常，該裝置能發出異常報警信號，令值班人員到現場處理。——②號報警

3.如果煙感、溫度傳感器同時動作說明有火災發生。—③號報警

4.火災報警10秒后還沒解除，本裝置會引爆一系列的控制信號，引爆滅火器。并且在噴發滅火前還能發出停機、關門、引爆等順序動作信號。

二、系統總體結構與工作原理

系統硬件方框圖如圖1所示。1為溫度傳感器。2為感煙傳感器。3單片機系統實現對傳感器信號的采集、邏輯分析、邏輯判斷、發出各種報警信號。4為電源，包括傳感器、單片機系統的供電，控制電路的供電。5為報警電路。

圖1

1、溫度傳感器

本傳感器選用磁吸式表面PT1000熱電阻，品牌HD-PT1000

簡單介紹：普通封裝PT1000熱電阻∕鉑電阻溫度傳感器是采用一根不銹鋼管，把鉑電阻元件封裝在里面，引出導線，以達到保護鉑電阻元件的目的。用于潮濕，惡劣等有需要的環境。

參數：

1)PT1000鉑熱電阻元件精度（A級±0.15，B級±0.3，C級±0.6）。

2)測溫溫度范圍（0℃～250℃）。

3)幾線制輸出（常用2線制∕3線制∕4線制選擇一種）

4)材料的要求（高溫∕耐磨∕防腐∕防爆∕防水∕其他）

5)引線的長度（常采用1m∕2m∕3m∕4m∕5m標配）

6)管徑大小D及長度L(3×3Omm 4×30mm 5×30mm 6×30mm)

7)補償導線的尾部處理（鍍錫∕U型端子∕金屬針∕其他端子）

2、感煙傳感器

我采用的是離子感煙傳感器（如圖2）。這是一種用于火災報警的傳感器件，它利用火災時總是先有煙，后有火而實現提前報警，其結構原理是，該傳感器由內外兩個電離室組成。電離室內有P1，P2的一對電極。外電離室有孔與外界相通，煙霧可以進入；而內電離室是密封的煙霧不能進入，在電極P1、P2之間放有放射性同位素镅-241的α放射源。這個放射源能連續放射α射線，使極間的空氣電離而產生正離子和負離子（即電子），這樣P1,P2兩極間便因為電荷的流動而具有導電性。在這對電極端加上電壓E時，正、負離子便向極性相反的方向運動而形成電流。當電壓高到一定值時，離子電流便成飽和狀態。

圖2

當外電離室有煙霧進入時，部分正、負離子被吸附在煙霧中燃燒生成微粒（燃燒生成微粒比離子大1000倍左右）,使它們在電場中的運動速度大大降低，并且在運動中不斷有正負離子中和，使離子數減少。煙霧濃度越高，離子數越少，離子電流便越小，相當于等效電阻增大。而內電離室是密封的，煙霧不能進入，兩極板間的離子電流是恒定不變的，其等效電阻也是不變的。

圖3

由于內外電離室的電極是串聯的(如圖3)，在沒有煙霧進入時，A點電位等于0.5E；當有煙霧進入時，外電離室的極板等效電阻增大，使A點電位降低，A點電位降幅與煙霧成正比例。有煙霧與沒煙霧時，A點電位差可達到1V以上。利用該電壓的變化，就可控制電子電路實現報警。

3、單片機系統

AT89551單片機的最小應用系統（如圖4）

圖4

三、應用軟件設計

單片機主程序流程圖，如圖5，首先初始化，置入檢查周期后讀入煙、溫信號，然后判斷傳感器是否有故障，如果有故障則轉入故障報警，如果沒有故障則轉換為探測周期，然后判斷有異常嗎？即是否有煙感或則溫感動作？如有異常則判斷是單個異常動作，還是同時異常動作，如果是同時動作就是發生火災，進行火災報警。如果不是則發出異常報警。如探測結果無異常則重置檢查周期重新讀入煙感傳感器信號。

圖5