淺議單片機在火災報警系統(tǒng)中的應用

劉康 楊秋芬 賀嘉銘

摘要：火災事故中第一時間發(fā)現(xiàn)火情并報警極為重要。基于此，論文就單片機在火災報警系統(tǒng)中的應用進行了研究和探討。

關鍵詞：火災事故；單片機；火災報警系統(tǒng)

當前，我國城市及工業(yè)生產領域火災事故甚至是重大火災事故頻發(fā)，采用信息化手段進行及時的診斷與報警從而第一時間進行火災應急響應就成為極為重要的研究課題。

一、當前火災事故特點及自動化火災報警系統(tǒng)的重要性

近幾年我國各行業(yè)發(fā)生了多起重大火災事故，造成了重大的人員傷亡和財產損失。如2015年天津港瑞海公司倉儲區(qū)域火災爆炸事故，造成一百六十多人死亡、七百多人受傷、數百多億元直接經濟損失，又如2017年2月25日，江西南昌市紅谷灘新區(qū)一家名為“海航白金匯酒店”的星級酒店在裝修時發(fā)生火災，事故造成10人死亡、13人受傷等等。而據統(tǒng)計，僅2018年1-8月，我國各地累計接報火災事故16.61萬起，造成933人、560人受傷，直接財產損失高達20.53億元。

通過對這些火災事故進行調查和研究，沒有第一時間發(fā)現(xiàn)火情并進行報警，沒有第一時間啟動合適的火災應急處置程序是事故損失較大的重要原因之一。火災事故的發(fā)展過程一般有初起-發(fā)展-猛烈-熄滅四個階段，對火災事故進行控制和處理的最佳選擇應是在初起階段進行第一時間的報告與報警，同時完成信息傳遞和通信，采取合理可靠措施進行初起火災撲救。

而自動化火災報警系統(tǒng)恰能實現(xiàn)在火災發(fā)生初期階段的事故識別與報警，降低了消防執(zhí)勤人員的工作量的同時提升了工作精準度，同時實現(xiàn)火災事故信息的更快速傳播與告警，這也是國內諸多法律法規(guī)明令要求必須設置自動化火災報警系統(tǒng)的重要原因。

二、單片機概念及結構

單片機，英文名稱Microcontrollers，是采用超大規(guī)模集成電路技術集成的一種電路芯片。它將具有數據處理能力的中央處理器CPU、只讀存儲器ROM、隨機存儲器RAM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計數器等功能集成在一片微小的硅片結構上構成的一個小巧完善的計算機微型系統(tǒng)，部分單片機還整合了有顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路等多種模塊和功能。

由于單片機本身就是一個能夠完成某一個邏輯功能的芯片，且體積較小、質量較小、價格便宜，因而應用范圍較大，在現(xiàn)代工業(yè)控制領域得到了良好的發(fā)展和廣闊的應用，如實時工控、智能儀表、通訊設備、家用電器、導航系統(tǒng)等等。

三、單片機在火災報警系統(tǒng)中的應用

正是由于單片機具有著較強的工業(yè)適應性，因而在很多火災報警系統(tǒng)中均應用了單片機作為核心控制單元。以下對51單片機在火災報警系統(tǒng)中的設計應用進行探討。

1設計目的

火災報警系統(tǒng)設計主要目的在于火災情況下的自動檢測與信息傳遞和對應點位報警。

2整體結構

基于需求，整體結構設計如圖3-1所示，對應電路結構設計如圖3-2所示。

系統(tǒng)整體由傳感器、信號處理電路、A/D轉換電路、單片機和聲光報警器組成，其中傳感器、信號處理電路、A/D轉換電路構成系統(tǒng)的數據采集單元，負責現(xiàn)場火災情況及火災信息的采集及處理、轉換傳輸到單片機，單片機進行處理之后輸出報警。

3系統(tǒng)詳細設計

該系統(tǒng)硬件設計主要包括傳感器、芯片、A/D轉換、數碼管顯示、晶振和復位電路、數據采集電路、信號處理電路、報警電路及相對應的軟件程序設計等等，以下僅對其中幾項設計進行介紹。

1）傳感器

選擇集成溫度傳感器AD590 和氣體傳感器TGS202 用作采集系統(tǒng)的敏感元件。AD590是電流型二端溫度傳感器的一種類型，由美國Analog Devices公司投入生產并廣泛應用，其測溫范圍廣、器件可靠性強、測量精度較高。

TGS202氣體傳感器能探測碳氧化合物、甲烷、煤氣等多種氣體，以其靈敏度高、穩(wěn)定性強的特點適用于各類火災情況的氣體檢測。

在接收到空氣中存在的碳氧化合物（一氧化碳、二氧化碳等）濃度上升的情況，其內部電阻發(fā)生變化，由此輸出對應的電壓/電流信號，給出濃度指示。

2）80C51芯片

芯片是系統(tǒng)的整體核心，也是所有信息和數據處理的核心所在，該設計采用Atmel公司的80C51單片機進行核心芯片的選擇。其內部結構及電路圖如圖3-2所示。

3）A/D轉換

選擇ADC0809芯片進行A/D轉換，該芯片由美國國家半導體公司生產，其內部有一個8通道多路開關，可以根據地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個進行A/D轉換。

結束語

經過檢測和測試，利用單片機進行火災消防報警系統(tǒng)，能夠在火災報警中能夠第一時間發(fā)現(xiàn)火情并提供報警信息進行報警，有利于第一時間的消防應急處置，值得深入的研究和廣泛的推廣。

參考文獻

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作者簡介：劉康（1997.05.18），男；陜西長安；漢；在校本科；研究方向：測控技術與儀器；

（作者單位：西安文理學院）