基于單片機的火災報警系統(tǒng)設計

王安龍+彭森

摘 要：社會的進步以及科學技術的快速發(fā)展給人類的生活帶來了前所未有的便利，尤其是進入電氣時代之后，各種電子產品進入千家萬戶，在我們的身邊為火災的發(fā)生埋下隱患，再加上高層建筑對于火災施救帶來的難度，一旦發(fā)生火災帶來的損失將是災難性的后果，我們必須提高警惕，防患與未然，在這種環(huán)境下對于火災的預警是又必要的。該系統(tǒng)以AT89C51單片機為核心，通過煙霧探測器與溫度探測器傳遞的信號作為判斷依據(jù)來判斷是否有火災發(fā)生，從而進行聲光報警，該系統(tǒng)價格低廉、性能穩(wěn)定、結構簡單，具有一定的實用價值

關鍵詞：AT89C51單片機；火災報警器；探測器

1 引言

在各種常見的災難面前，發(fā)生頻率最高的就是火災。火災威脅著人類的身體健康與生命、還有人們群主的個人財產，一旦發(fā)生火災就會對無數(shù)家庭帶來不可修復的創(chuàng)傷。一次次殘酷的現(xiàn)實提醒著我們，火災監(jiān)測與預防的重要性。而現(xiàn)代科學技術的蓬勃發(fā)展也促進了各個行業(yè)的發(fā)展，進一步促進了火災報警系統(tǒng)的進步與完善。而社會對于可靠簡單實用廉價的智能火災報警器有著迫切的需求。

2 火災報警工作原理

火災發(fā)生時，必定會產生大量的煙霧、高溫和火光，傳感器對這些信號都十分的敏感。當煙霧、高溫和火光發(fā)生的時候，傳感器就會改變自己的正常狀態(tài)，引起內部電流、電壓或者機械部分發(fā)生變化或者位移，然后通過放大、傳輸?shù)冗^程發(fā)出警報，有些甚至可以同時發(fā)出燈光信號并顯示發(fā)生火災的位置等。

火災探測器主要分為感煙探測器、感溫探測器、光輻射探測器三大類。

本設計主要是進行一般場合下的火災火警的預警，此類火災發(fā)生比較緩慢，雖然伴有一定程度的溫度變化，但是遠沒有火災發(fā)生時劇烈，本方案主要通過現(xiàn)場溫度的檢測，煙霧濃度的檢測，通過信號的采集和對比，進行聲光報警。本系統(tǒng)采用了AT89C51單片機作為控制中心，通過不斷的接收來自火災探測器輸出的煙霧濃度信號、溫度信號，然后與內存中設定的數(shù)值進行分析對比來判斷是否有火災的發(fā)生。當現(xiàn)場的溫度與煙霧發(fā)生異常時，報警系統(tǒng)會發(fā)生相應的報警信號進行預警。

3 方案設計

圖1為系統(tǒng)框圖。本系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)控制模塊，火災監(jiān)測模塊，數(shù)據(jù)轉換模塊以及報警模塊。AT89C51作為整個系統(tǒng)的核心，通過傳感器作為測量工具，來實現(xiàn)對火災報警系統(tǒng)的設計。該系統(tǒng)通過對監(jiān)測環(huán)境內煙霧濃度以及溫度的高低來判斷是否報警。當傳感器的煙霧濃度信號與溫度信號進入單片機時，單片機首先對數(shù)字信號進行濾波處理，隨后對數(shù)據(jù)進行分析，通常我們可以設定一個閾值，當任意一個信號接近閾值則提示預警臨界溫度或者煙霧濃度，一旦超過設定閾值則會啟動報警電路發(fā)出火災報警，反之則為正常狀態(tài)并實時監(jiān)測。

系統(tǒng)的工作流程：先通過傳感器將現(xiàn)場的煙霧、溫度等非電信號轉化為電信號，調理電路將轉換出來的電信號進行放大和濾波處理，達到A/D轉換的要求，通過A/D轉換電路后，完成模擬信號到數(shù)字信號的轉換，然后由單片機來判斷是否發(fā)生火災。設置兩個閾值，達到第一個閾值只進行聲光報警。圖1為火災報警系統(tǒng)的總體結構框圖。

4 結論

本設計的火災報警系統(tǒng)具有以下特點：

（1）能對室內煙霧以及溫度的突變發(fā)生報警，具有聲光報警功能。

（2）異常報警功能。當環(huán)境發(fā)生異常時，能夠發(fā)生報警信號，引入人工排查，避免火災的發(fā)生

（3）火災報警功能。當真的火災發(fā)生時，能夠立即發(fā)出聲光報警。

本設計為了方便系統(tǒng)維護和功能的拓展，采用了模塊化的程序設計方案，系統(tǒng)每個模塊的功能都是通過子程序的調用來實現(xiàn)的。

但是由于時間的緊迫以及作者本人水平的限制，本系統(tǒng)還由許多可以完善的地方

首先是火災的報警判讀的算法并沒有進行優(yōu)化改進，只是采用多次采集的、多次判斷的方法來實現(xiàn)。應用短時間內溫度及濃度的上升速率配合更先進的神經網絡以及模糊識別等智能算法，進一步降低系統(tǒng)的誤報率，提高準確性。

其次沒有與當下火熱的物聯(lián)網進行聯(lián)通，通過無線網絡將火災信息發(fā)送到消防指揮中心，無法對受眾人群實現(xiàn)準確的提醒。

然后是與自動滅火裝置聯(lián)動，實現(xiàn)發(fā)現(xiàn)火情即使處理，防止火情的進一步蔓延。

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作者簡介

王安龍，邵陽學院信息工程系電子科學與技術專業(yè)學生

彭森，邵陽學院信息工程系教師