智能火灾报警系统设计

智能火灾报警系统设计（共11篇）

智能火灾报警系统设计 篇1

本设计对火情进行监控, 对温度、烟雾、气体浓度等进行探测, 其中, 火灾报警控制器是一种能接收、显示和传递火灾报警等信号的报警装置, 它是火灾报警系统的主要组成部分。火灾报警探测器是监视周围环境状况的“感觉器官”, 而火灾报警控制器则是系统的“神经”、“大脑”, 是整个系统的核心。火灾报警控制器担负着监视探测器及系统自身的工作状况、处理火灾探测器输出的报警信号、进行声光报警、指示报警的具体部位、时间及执行相应的辅助控制等任务。研制火灾报警控制器的目的是为了立足于掌握核心开发技术, 降低系统成本。

1 总体方案

本系统包括前端检测模块、报警接收模块、键盘显示模块、外设控制模块、报警通信模块等。主要工作是针对报警控制设计。系统的工作流程大致如下:主控模块通过对数据采集模块采集到的温度和烟雾浓度, 如果温度和烟雾浓度大于设定值, 通过单片机控制报警模块, 发出报警信息, 并通过DTMF自动拨号电路实现对相关人员 (如119) 的报警通知。通过RS232与上位机进行实时通讯。在空闲时, 通过数码管显示室内温度。同时通过24C64掉电存储器来存储各时段温度数据, 方便调出查看。总体设计方案方框图如图1所示。

2 检测电路

在传统的模拟信号远距离温度测量系统中, 需要很好地解决引线误差补偿问题、多点测量切换误差问题和放大电路零点漂移误差问题等技术问题, 才能够达到较高的测量精度。在温度测量系统中, 采用抗干扰能力强的新型数字温度传感器是解决这些问题的有效方案, 新型数字温度传感器DS18B20具有体积更小、精度更高、适用电压更宽、采用一线总线、可组网等优点, 在实际应用中取得了良好的测温效果。因此, 此处采用DS18B20温度传感器作为温度测量的核心器件, 只要根据该器件的编程步骤正确编程即可得到精确的温度读数。温度传感器采用外电源供电的方式, 可减少干扰, 提高测量精度。需要测多点的温度时, 可以在待测点放置传感器。单片机只需要一根信号线即可读取各个地方的温度。

气体传感器是气体检测系统的核心, 是一种将某种气体体积分数转化成对应电信号的转换器。本设计采用MQ-2气敏传感器, 该种传感器即为一种常用的半导体气体传感器。

在传感器的H端加加热电压, 输出电阻用来产生输出电压。该电压经过555转换后供单片机读取, 运用555定时器组成施密特触发器, 如果MQ-2输出电压根据烟雾浓度逐渐增加, 当MQ-2输出电压即555定时器的输入电压小于VCC/3时, 根据555定时器输出功能表可知, 输出OUT为高电平, 当555定时器的输入电压大于VCC/3且小于2VCC/3时, 输出电压持续高电平, 一旦555输入电压大于2VCC/3时, 输出OUT就由高电平变为低电平, 输出的低电平提供给单片机一个触发信号, 使报警器报警。从而完成了对火灾发生时烟雾浓度的检测。

3 用户端报警器设计

智能火灾报警系统用户端报警器设计, 包括键盘显示电路、自动拨号电路、警音电路、与上位机通讯电路、存储电路等一系列工作电路的设计, 其关键部分在于自动拨号电路的设计。

众所周知, 电话机有两种拨号方式, 即脉冲拨号方式和双音多频拨号方式, 现在尤以双音多频的使用最为普遍。本设计中采用MT8888芯片作为自动拨号电路的核心器件。MT8888的发送部分采用信号失真小、频率稳定性高的开关电容式D/A变换器, 可发出16种双音多频DTMF信号。接收部分用于完成DTMF信号的接收、分离和译码, 并以4位并行二进制码的方式输出。MT8888芯片集成度高、功耗低, 可调整双音频模式的占空比, 能自动抑制拨号音和调整信号增益, 还带有标准的数据总线, 可与TTL电平兼容, 并可方便地进行编程控制。

4 软件设计

系统软件设计主要完成系统的初始化功能 (包括对AT89S52的初始化设置, 8255A和MT8888的初始化设置) , 并采集温度和烟雾浓度数据, 调用存储子程序完成对数据的存储, 显示温度, 必要时调用自动拨号子程序, 发出报警信号, 并与上位机实时通信。

参考文献

[1]金发庆.传感器技术与应用[M].北京:机械工业出版社, 2004

[2]蒋佳佳, 段发阶.智能火灾两级报警与联动控制系统的设计[J].传感技术学报, 2010, 23 (4) :373~376

[3]代新鹏, 王书茂.MT8888在家庭安全自动报警系统中的应用[J].微计算机信息, 2005, 21 (5) :113~114

智能火灾报警系统设计 篇2

森林火灾监控报警系统的通讯过程为：由火灾报警器依次向各个火灾探测器发送巡检数据包，火灾探测器接收到数据包后检查数据包内包含的火灾探测器地址编码，如果和自身的地址编码相匹配说明数据包是发给自己的;否则，丢弃该数据包，不作任何响应。当火灾探测器确定报警控制器是呼叫本机时，由数据包头可以判断出数据包的内容，对数据包中的数据做出正确的处理。为了确保数据包的内容，每个数据包最后一个字节传输的是整个数据包计算出的效验和，接收方也通过同样的方法计算出数据包的效验和二者比较，如果一致认为数据包传输正确。否则，认为数据包传输错误，要求重新传输该数据包，当火灾报警控制器发送巡检数据包后，报警控制器处于等待状态，等待时间可以在程序中人为设定，如果在等待时间内接收到报警探测器返回的数据包，判断正确后，可以对数据包进行相应处理。如果在预设时间内有收都无法收到火灾探测器的答应数据包，则系统判断通讯线路或者该火灾探测器出现故障。在LCD显示器屏幕显示错误警告，提示操作人员检查。终端软件设计

系统最终面向终端用户，而用户一般对技术细节不了解，也不需要了解，用户直接接触到的是软件的运行界面。在系统功能实现的基础上，用户往往通过操作界面的简洁与否、操作流程的复杂程度、界面是否有良好的一致性、是否可以方便地进行二次开发等标准来评价一个系统的优劣。从编程人员的角度考虑，能够轻松维护和升级的程序才有活力。因此，在基本功能实现的基础上，如何为用户提供一个简单、舒适、友好的界面，如何能使用户方便、简单的操作系统，如何在现有基础上方便的实现软件的维护和升级，如何能使拥护容易的进行二次开发，使现代系统软件设计的目标。报警控制器软件的基本功能设计要求如下：

1.要能够对每个火灾探测器进行管理，包括查询火灾报警探测器的相关信息、修改火灾探测器的相关信息、增加、删除火灾报警探测器。在软件运行过程中，可以随时在界面上观察火灾探测器的工作状态。

2.要能够准确判明发生火灾或故障的火灾探测器的位置，并且在界面上显示相关报警信息，提示操作人员进行处理。如果发生了火灾，系统除了在屏幕上显示出报警信息，发出报警以外，还将相关报警信息打印出，以方便查阅、分析。串口通信软件设计

系统采用zigbee模块，烟雾传感器对检测到的数据进行传输，计算机与计算机之间，计算机与传感器之间采用串口通信传递数据。

串行总线是一种久远但目前仍常用的通信方式，早期的仪器、单片机、PLC等均使用串口是计算机进行通信，最初多用于数据通信上，但随着工业测控行业的发展许多测量仪器都带有串口总线接口，因此了解掌握串口通信技术及其编程是非常必要的。在此设计中，报警控制器和烟雾探测器之间的通讯为SerialPort的串口通信，外设和计算机之间，通过数据信号线、地线、控制线等，按位进行传输数据。上位机软件设计

软件还要能够管理操作人员的相关信息。可以增加、删除操作人员，并且可以修改现有操作人员信息。软件运行时需要输入操作人员编号和密码进入系统，使对于操作系统的人员进行更好的管理，使系统具有更高的安全性。软件还要做到能方便查询报警控制器和火灾探测器之间传递的数据记录，以及程序主界面报警信息查询模块通讯模块火警处理模块探测器查询模块探测器管理模块操作人员管理模块系统运行日志模块系统进行的历史记录。上位机软件运行流程图和界面图如下。小结

浅谈智能建筑的火灾自动报警系统 篇3

关键词：智能建筑；火灾自动报警；探测器

中图分类号：TU892 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）18-0087-02

随着我国经济的迅猛发展和城镇化推进，智能建筑不断增多，居民对建筑环境的舒适度和自动化、智能化程度的要求也日益提升。

与传统建筑相比，智能建筑的人居和生活环境更加理想和舒适，因此成为建筑发展的新趋势。因此，有必要做好其火灾自动报警技术的研究，以提升智能建筑的消防安全水平。

1 智能建筑及其消防安全

美国都市大厦于1984年1月落成，成为世界智能建筑的标志，这座由联合科技集团建造的建筑，实现了以建筑物、办公、通信为核心的自动化系统，也形成了布线综合化。智能建筑通过建筑物这一平台，将结构、服务、系统和管理进行优化组合，从而创造出高效便捷、健康安全、节能环保的绿色环境。

我国智能建筑的发展，自上世纪九十年来以来得到长足进步。对于智能建筑来说，消防安全是打造安全舒适环境的前提。火灾一旦发生，那么智能建筑将处于极大危险境地，主要有以下几方面：

①建筑特征较为复杂，且结构跨度较大、消防难度较高；

②管道竖井较多，一旦火灾发生，其蔓延速度极快。

③人员数量多，并且较为集中，难以疏散；

④电气设备数量和火灾隐患较多、监控要求高，损失重；

⑤建筑功能复杂，具有多样性，消防难度高；

⑥建筑环境比其它建筑要求高，由于内部装饰材料较多，消防隐患较多，火灾一旦发生，损失惨重。

2 智能建筑火灾自动报警系统的原理

火灾自动报警系统主要组成有：探测器，报警和警报装置，以及辅助装置等。

2.1 火灾探测器

2.1.1 火灾探测器的分类

在火灾自动报警系统中，触发器件作为传感组成，具有探测火灾的功能。火灾探测器从结构的角度，可分为线型和点型火灾探测器；按参数差异，分为五种类型，即感烟、感温、感光、复合以及可燃气体等探测器；按编码形式，分为编码型和非编码型，其中，编码型又分为电子和拨码开关；根据工作原理，又可分成线型、离子型和光电型探测器。

2.1.2 火灾探测器的原理

通过敏感元件，探测器能够有效反映出被测区域的温度、气体、火焰、烟雾等信息，并测量和分析火灾信息参量，从而确定现场是否发生火灾。火灾发生时，可按动手动火灾报警按钮，从而启动火灾自动报警系统。当前，感烟探测器以及感温探测器的组合运用是智能建筑探测器的首选，另外，红外光束感烟探测器适用于无遮蔽的较大空间，或者有特殊需要的场所。

火灾初期，火灾探测器触发器件能够在第一时间感知燃烧气体、温度变化、火焰、烟雾等信息，进而利用感温、感光、感烟，以及复合式和可燃气体等类型探测器，对比正常状态阀值，分析是否与参数模量一致，然后将火灾报警信号迅速传递给区域火灾报警控制器，之后区域报警控制器反馈火灾信号，以声光形式显示于集中报警系统中，并记录火灾发生时间。

2.1.3 火灾探测器的选用原则和安装参数

在智能建筑中，其火灾探测器的选择，必须符合GB 50116-98火灾自动报警系统的设计要求，在此基础上，还要从两方面综合考虑，选择适合的火灾探测器，一是要根据火灾类型，二是要考虑智能建筑的高度，周边环境，火灾形成初期和发展期特点，以及各种引发误报的因素等。另外，还应注意安装高度、适用面积、环保半径以及间距和使用数量等参数。

2.2 火灾报警装置

在火灾自动报警系统中，火灾报警控制器相当于人体大脑，具有核心作用。火灾一旦发生，火灾报警探测器将报警信息转化，并进行数据处理，在指出报警地点和时间的同时，立刻启动现场火灾扑救设备。在智能建筑火灾自动报警系统中，其控制方式一般采用控制中心报警系统，火灾报警控制器通常选用总线制和分布式智能型

区域型和集中型报警控制器，二者工作原理相同，即首先收集探测信号，其次输入单元，第三自动控制单元，最后输出单元。报警控制中心系统可分为下列两种主要方式：

采用集中火灾报警控制器和专用的消防联动控制设备，同时使用楼层显示器。

采用集中火灾报警控制器，以及区域火灾报警控制器，同时辅之以专用的消防联动控制设施。

2.3 火灾警报装置

火灾报警系统中，火灾报警装置在火灾发生时，发出与光、环境声音不同的警报信号，以警示公众采取消防措施，或迅速离开现场。下面两种火灾报警装置是智能建筑普遍采用的装置：

①声光报警装置，适用于有烟雾、能见度较低的火灾现场，其利用声音和闪光发出警报。

②烟感报警器，其内部采用稳定性较高的离子式烟雾传感器，通过监测被测区域烟雾浓度的变化实施报警，这种先进的传感器技术，已普遍使用于各种消防报警系统。

2.4 消防控制设备和电源

火灾一旦发生，火灾探测器将立即捕捉到信息，在自动拨打消防专用电话的同时，启动警报装置，实施消防联动措施，开启防排烟、挡烟垂壁、通风、防火门帘、空调等系统，并将火灾信息传递给消防部门，形成多方救援的综合性的消防控制系统。

火灾自动报警系统并不是单一的，而是与多种消防设施联动，如自动喷水灭火、通风、防火门帘、挡烟垂壁以及空调等系统，火灾发生时，指令自动或者手动发出，并启动联动设备。

在火灾自动报警系统中，消防联动控制设备是其执行单位，消防控制室在第一时间收到火警信息后，通过自动或手动装置，应立即开启消防联动设备，并实时监控设备运行情况。智能建筑依照建筑防火设计规范，根据智能建筑防火灭火的各项要求，应设置下列消防联动设备，并配备相应的控制装置。

2.4.1 智能建筑应具有下列消防联动装置

消防和喷淋水泵；消防电梯运行和非消防电源等控制，以及消防应急照明控制；防火阀、空调机、送风阀、防排烟风机，以及排烟阀和防火门帘等；管网气体、干粉以及泡沫等灭火系统：火灾警报设备、灭火专用电话以及应急广播。

2.4.2 智能建筑所装置的消防联动设备应具备下列控制设备 或部分

火灾报警及其控制装置，以及应急广播；室内消防栓系统，以及控制自动喷水灭火系统的装置；防排烟系统；控制火灾应急广播、应急照明和紧急疏散指示标志的装置；控制常开防火门帘的装置。

3 智能建筑火灾自动报警系统的发展趋势分析

3.1 智能化和集成化

在智能建筑中，其灭火探测器和控制器均已实现智能化。未来，火灾报警系统将向高级智能化火灾报警系统方向发展，其基于火灾模化技术，以可寻址开关量以及分级报警等火灾报警系统为基础，具有高度的可靠性。

在电路设计和应用技术基础上，火灾参数传感器实现了高度的智能化。当前，国外相关研究机构已经将光电转化、信号传输和演算等部分集成于一块硅片之上，使探测系统具有了相当于人类眼睛、视觉神经和大脑的功能，从而系统能够模仿人类思维，主动收集火灾现场环境的数据模拟量并加以计算，经对比处理，最后做出正确的火灾探测和预防判断。

3.2 语音化和数据存储长期化

通过互联网和计算机数据库技术，火灾报警系统不仅实现了语音化，而且能够长期储存相关数据。另外，无线火灾自动报警系统使用广泛，其不仅设计简单，便于安装调试，也易于接入原有系统形成集成，且对建筑结构的损伤较小。无论是火灾预警还是火警，系统均使用语音，与此同时，对火灾现场各种数据参数进行记录并长期储存。

3.3 及时性、可靠性、灵敏度的提高

火灾探测器是火灾自动报警系统的关键。随着无线遥感技术的发展，极大推动了三参数和多参数复合式火灾探测装置的研究。火灾报警系统融入了大量先进的技术，如超早期火灾报警技术，“人工神经网络”算法，以及火灾参数分析技术（基于微粒分析和激光技术），从而大大提升了火灾报警系统的灵敏度，使得报警信息更加及时、更加可靠。

4 结 语

火灾自动报警系统作为智能建筑的一个重要组成部分，对建筑的安全起着极其重要的作用，完善结构功能和规范的设计是火灾自动报警系统是否高效的重要保证。基于此，应当不断致力于对智能建筑的研究，以及火灾自动报警系统的应用技术，以推动我国智能建筑行业整体发展。

参考文献：

[1] 赵英然，陈南.智能建筑火灾自动报警系统设计与施工[M].北京：知识 产权出版社，2005.

[2] 许琳.智能建筑中的火灾自动报警系统[J].山西建筑，2011，（4）.

[3] 杨文杰，郝晓宇.浅谈智能建筑火灾自动报警系统[J].工程技术与产业 经济，2010，（6）.

智能变电站火灾报警系统设计 篇4

1 智能变电站特征

变电站在系统组成上主要由主变压器、户外一次设备、室内高压开关柜、室内二次设备和电缆沟等组成。随着新能源技术、智能技术、信息技术、网络技术的创新突破, 变电站逐步向智能化变电站发展。其以占地面积小, 采用先进、可靠、集成和环保的智能设备, 以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求, 自动完成信息采集、测量、控制、保护等基本功能。它是我国建设坚强电网的重要组成部分, 关系到整个电网的安全、质量和效益。

2 智能变电站火灾危险分析

智能变电站内部结构在应用过程中都有发生火灾的危险, 比如说主变压器、电力电缆沟、控制电缆沟、电缆竖井、主控室、二次设备室、通信机房、直流屏柜室、蓄电池室、可燃介质电容器室、各级电压等级配电装置室等。这些不同的设备或露天布置或是敷设在变电站电缆沟管内或布置在变电站主控楼内, 以上部位在具体运行过程中是引发火灾的最重要危险点。以上部位一旦发生火灾必将会对变电站乃至整个电网的安全稳定运行造成影响, 对人民正常生活生产造成巨大损失, 对企业造成造成巨大经济损失。

3 智能变电站火灾报警系统设计

3.1 总体设计

根据GB50116—2013《火灾自动报警系统设计规范》和Q/GDW688—2012《智能变电站辅助控制系统设计技术规范》等规范, 结合变电站和运行的特点和要求, 提出智能变电站火灾报警系统的总体设计。

(1) 火灾报警系统由火灾报警控制器、探测器、控制模块、地址模块、信号模块、手动报警按钮等组成, 通过对不同区域进行探测, 实现火灾的自动报警。当发生火灾时, 能同时启动相关的灭火设备。

(2) 应用于智能变电站的火灾报警系统必须取得当地消防部门的认证, 并满足相关的法律法规。

(3) 火灾探测区域应按独立房 (套) 间划分。火灾探测区域有:主控室、二次设备室、通信机房、直流屏柜室、蓄电池室、可燃介质电容器室、各级电压等级配电装置室、变压器及电缆沟、竖井。根据所探区域的不同, 配置不同类型和原理的探测器或探测器组合。

(4) 智能变电站火灾报警系统应采用UPS供电。

(5) 火灾探测器、报警探测器、手动报警器到火灾报警主机采用铠装阻燃报警电缆、屏蔽双绞线和控制电缆传输信号。

(6) 火灾报警系统应能与站内其他智能辅助系统进行联动, 信号应能远程上传至运行管理机构。

3.2 工程实例

工程实例参照国家电网公司110k V智能变电站110-C-8江西实施方案典型设计为基础进行设计。110-C-8方案为AIS户外站, 主要建设规模为:主变压器:远期3×50MVA;110k V出线:远期4回;35k V出线:远期6回;10k V出线:远期36回。

以上设计应用于多项实际工程, 均有多年的运行积累, 通过设计回访了解, 该系统运行良好, 探测灵敏度高, 维护简单, 为变电站的安全运行提供了坚强的消防保障。

4 结束语

本篇文章对于智能变电站火灾报警系统特点以及危险分析、系统设计分别做出了不同讨论。希望对同行变电站火灾报警系统设计有一定的指导作用, 在未来推动智能变电站建设方面有积极影响作用。

参考文献

[1]曹卫.感烟探测器动态模型参数的确定[J].电子科技, 2015.

智能火灾报警系统设计 篇5

关键词：智能建筑 火灾自动报警系统 应对之策

1、智能建筑火灾自动报警系统概念

目前，火灾自动报警系统有智能型、全总线型以及综合型等。随着智能建筑的发展，火灾自动报警系统通过现代通讯、信息集成、软件操作、自动控制等技术与智能建筑的各项子系统实现网络集成。消防报警系统主要由传感器、控制器、联动设备及独立的网络结构和布线系统组成，其运行机制是当报警区域内发生情况时，系统依靠高效可靠的探测方法，通过火灾探测器收集报警区域内发生的火情信息，经消防控制中心的报警控制器准确判断灾区面积及险情级别后，根据预先编好的逻辑程序，发出相应的警报信号并联动相关的消防控制设备。譬如，通过消防联动系统启动声光报警、火灾应急广播、消防水泵、排烟风机等设备工作，控制电动防火门、防火卷帘动作分隔火灾区域，防止火灾蔓延等。除此之外，结合现代网络技术，进行互联网通讯连接，还可以向当地消防部门发出救灾请求，实现城市火灾自动报警系统远程监控功能。

2、智能型火灾探测器的信息采集及分类

2.1　探测器的工作原理

火灾探测器是火灾自动报警系统的重要组成部分，是系统的“感觉器官”。探测器对报警区域内的现场环境进行监视。出现火情时，空间内必然会产生烟雾、火焰和热量，探测器对这些火灾的特征物理量十分敏感，内部感应元件与它们接触后，引起电流、电压值变化或金属器件发生形变。将火灾参数转换成电信号后，把这些微弱电信号进行放大，并迅速向火灾报警控制器发送报警信号。对火灾早期产生的烟、温、光、火焰辐射、气体浓度等参数进行报警的探测器，其分类大致如下：

（1）按结构造型分为：点型探测器、线型探测器；

（2）按响应参数分为：感烟探测器、感温探测器、火焰探测器、可燃气体探测器和复合探测器；

（3）按工作原理分为：离子型探测器、光电型探测器、线性探测器；

（4）按编码形式分为：编码式、非编码式；编码式分为电子编码和拨码开关编码。

2.2　探测器的正确选择及应用场所

由于探测器在整个消防报警系统中起到“先知先觉”的作用，因而能否以最快的速度，准确发现智能建筑内的早期火灾，合理选择探测器是关键。在选择火灾探测器种类时，确定探测区域内物体燃烧特性是第一步。其次，火灾的初期形态和发展趋势，室内高度、环境条件以及可能引起误报的原因都是重要考虑因素。在智能建筑内，要有针对性的根据不同场所选择合适的火灾探测器。

（1）在阴燃阶段，生成大量的烟和少量的热的场所，如饭店、旅馆、教学楼、办公室、电子计算机房、电梯机房、封闭楼梯间、防烟楼梯间前室、消防电梯前室、消防电梯与防烟楼梯间合用前室、走道、坡道等，宜选择感烟探测器；

（2）在迅速燃烧阶段，产生大量热、烟的场所，如大型室内停车库、厨房、发电机房、吸烟室等，宜选择感温探测器；

（3）在迅速燃烧阶段，有强烈的火焰辐射和少量的烟、热的场所，应选择火焰探测器；

以上只列举部分应用实例。总之，火灾探测器的设置应与智能建筑的保护对象相适应，才能发挥出最佳的探测效果。

3、智能建筑中火灾自动报警系统的分析

3.1　系统形式的选择和设计要求

火灾报警控制器是火灾自动报警系统的核心部分，相当于人的大脑，起着指挥所有消防设备的重要作用。设计过程中，既要严格执行规范的技术条文，又要考虑智能建筑的实际需求，所以选择何种形式的报警系统，是能否充分发挥其功能的关键。

随着电子信息技术在消防报警系统中的迅速发展，火灾自动报警系统的结构、形式渐趋灵活多样，若继续以几种固定的模式去组建系统，显然不合理。设计人员在设计火灾自动报警系统时，要根据不同保护对象的级别和范围，分别构建区域型、集中型或控制中心型报警系统形式，也可对这几种形式进行深化和扩展，组合成“个性化”系统。不同的系统形式在设计中具体要求有所不同，特别是对联动功能要求有简单、较复杂和复杂之分。

3.2　报警控制器的容量

完成消防报警系统的初步设计后（即完成探测器、编码按钮、模块等电子设备的布置），下一步便要对火灾报警控制器的容量进行选择。为便于日后的系统扩容和管理维护，有必要留有一定余量。统计出火灾探测器、编码点、各种模块的数量后，与容量备用系数K（一般取0.8～0.85）进行比值，就可以得出火灾报警控制器的额定容量。这个操作看似简单，但只要考虑不慎，往往会为将来实际施工、系统的扩展等留下较棘手的困难。譬如，施工过程中遇到的室内布局改变而引起监测点增加而超出控制器容量的情况。

3.3　先进的智能化系统技术及改进意见

智能建筑的人性化設计理念，促使火灾自动报警系统由传统型向智能型发展。在组建智能型消防报警系统时，应运用最新的火灾智能算法，使得系统的可靠性和智能化大大提高。经过多年的技术积累，消防报警系统现以一个崭新的姿态展现在智能建筑中。

增加屏幕显示内容。目前的智能型火灾报警控制器均配置有LCD　屏幕显示，并能与火灾报警显示盘或彩色CRT　连接进行外部显示扩展，使操作人员能直观地通过控制器了解报警区域内的情况。即便如此，仍局限在二维显示层面，操作人员只能得到某位置是否发生火情的单一报警内容，但物体燃烧情况，着火面积大小，是否有人员被困等其他信息便无法获知，因而降低了救灾效率。通过对报警区域进行全方位三维建模，在控制器存储模块内置火灾状态数据，由中央处理器分析现场采集数据并运行相关软件模拟现场环境，当某区域发生情况时，控制器通过高分辨率LCD　或CRT　屏幕把现场灾情立刻显示出来，让操作人员做好充分救灾准备。

4、结语

智能火灾报警系统设计 篇6

近年来, 火灾发生率及死亡人数呈现出显著上升态势, 据我国国家安全部门统计, 2013 年, 由火灾直接导致人员伤亡的人数高达266 人, 同比增长3.2%, 对社会公共秩序及人员生命财产安全造成了严重威胁。在此背景下, 加强对智能化火灾报警系统的设计, 并以此来确保公民的生命财产安全已成为当前消防部门和国家相关安全部门需要着重开展的关键工作。

1 系统设计方案

本文所设计的单片机智能报警器主要包括:单片机、声光报警模块。单片机智能报警器工作原理为:当火灾发生时, 单片机智能报警器内部的烟雾传感器通过各个智能节点将烟雾信号采集并实施二阶滤波处理, 之后将已经处理过的信号经由单片机中模数转换器将烟雾信号转换成为数字信号。通过无线传输的形式传输到射频模块发射出去, 射频接收模块接收到信号后传输给单片机, 由单片机对火灾状态进行自主判断, 并通过声光报警模块发出预警。

2 系统硬件设计

2.1 AT89C51 单片机

AT89C51 是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压, 高性能CMOS8 位微处理器, 俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造, 与工业标准的MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8 位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中, ATMEL的AT89C51 是一种高效微控制器, 为诸多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

2.2 转换芯片

ADC0804 数模转换专用芯片是本文单片机智能火灾报警器主要应用的转换芯片。该芯片属于连续渐进式转换器, 除了自身转换速度及传唤效率较快、分辨率较高等特点外, 还具有生产步骤简单、成本低廉特点, 为单片机智能火灾报警器的推广使用提供了较大的帮助。同时其只有数据总线, 不需要额外架设地址总线及地址锁存器, 更换方便灵活。

2.3 声光报警模块

声光报警电路中蜂鸣器的工作电流较大, 使得单片机的输入/ 输出端口无法对其进行直接驱动, 故需要对电路进行放大后再对蜂鸣器的信号传出进行驱动, 可以借助三极管来实现电路的放大, 声光报警电路如图1 所示。首先, 由单片机的P1.0 引脚对声光报警电路进行控制, 当引脚输出低电平时, 三极管得以导通, 系统中蜂鸣器的电流得以形成回路, 并发出声音报警;若P1.0 引脚并未发出低电平, 则三极管的导通被截止, 无声音报警发生。其次, 由单片机的P2.0 口对光束报警进行控制, 与声音报警的原理相似, 当P2.0 口输出低电平时, 发光二极管发出光束闪烁, 进而形成光报警, 而P2.0 口无低电平输出时, 发光二极管则处于“停歇”状态, 无光报警发生。

3 系统软件设计

3.1 开发环境设计

设计所使用的软件编程系统为Keil C51, 是51 系列的能够兼容单片机C语言的软件开发系统。 Keil软件开发系统提供了连接器、宏汇编以及库管理和C编译器等完整的软件开发方案, 通过UVision集成开发环境进而将上述各个方案进行有机连接, Keil软件既可以在Win XP系统中运行, 又可以在Win7 系统中运行, 对系统具有较强的适应性。

3.2 报警系统主程序设计

在程序流程图中主要涉及到了两个初始化, 分别为单片机自身的初始化与无线接收模块的初始化。系统的主程序是一个信号的无线循环过程, 实现流程为: (1) 在上电后, 单片机智能报警系统的各部分与n RF24L01 均完成各自的初始化; (2) 采用中断信号传输的方式使火灾报警系统实现对各类数据的采集; (3) 数据采集完毕后, 系统对当前环境下是否发生火灾进行判断, 若无火灾发生, 则返回信号采集, 若相关数据满足火灾发生情况, 则系统发出异常报警 (主要以声光报警的方式实现) ; (4) 在异常报警结束后 (火灾结束或火灾所发出的烟雾信号不足以刺激报警系统的发出烟雾报警信号时) , 系统发生复位, 并返回开始阶段进行初始化。

结论:本文以基于单片机的智能火灾报警系统作为主要研究对象, 通过对系统设计方案进行简要介绍, 进而分别对AT89C51 单片机、ADC转换芯片和声光报警模块等系统硬件部分进行设计, 并对系统开发环境和报警系统主程序展开设计和分析。研究结果表明, 本文所设计的基于AT89C51 单片机的火灾报警系统通过各部分硬件模块和软件模块的相互配合, 能够有效实现对火灾的报警预防。

参考文献

[1]沈坤, 章兢, 王善伟, 等.基于PIC单片机的智能漏电火灾报警系统的设计[J].测控技术, 2012, 06 (12) :12-15.

[2]宋彦雄, 蔡岱贤.基于单片机的楼宇火灾智能报警系统设计[J].机电工程技术, 2011, 01 (05) :45-48.

智能火灾报警系统设计 篇7

火灾自动报警系统主要分为三大部分:探测部分、控制部分、消防联动控制部分。火灾自动报警系统一般分三种形式设计:区域火灾自动报警系统、集中火灾自动报警系统和控制中心报警系统。就智能建筑的基本特点看, 控制中心报警系统是最适用的方式。

1 探测部分

1.1 火灾探测器的设计选配

火灾探测器根据火灾自动报警系统对象分为感烟、感温、感光、烟温复合式以及气体灾探测器;按其测控范围又可分为点型火灾探测器和线型火灾探测器两大类。智能建筑中应以感烟火灾探测器选用为主, 辅以感温火灾探测器。点型火灾探测器只能对警戒范围中某一点周围的温度、烟等参数进行控制, 线型火灾探测器则可以对探测范围中某一线路周围烟雾、温度进行探测。

1.2 探测区域探测器设置要点

消防设计规范规定“火灾探测区域应按独立的房间划分。一个探测区域的面积不宜超过500m2;从主要入口能看清其内部, 切面积不超过1000m2的房间, 也可划为一个探测区域”。探测区域内的每个房间内至少应设置一只探测器。在敞开或封闭的楼梯间、消防电梯前室、走道、坡道、管道井、闷顶、夹层等场所都应单独划分探测区域, 设置相应探测器。

探测器的设置一般按保护面积确定, 每只探测器保护面积和保护半径的确定, 要考虑房间高度、屋顶坡度、探测器自身灵敏度三个主要因素的影响, 尤其要考虑房高对探测器选型的影响, 但在有梁的顶棚上设置探测器时必须考虑到梁突出顶棚的影响。

另外, 在设置火灾探测器时, 还要考虑智能建筑内部走道宽度、至端墙的距离、至墙壁梁边距离、空调通风口距离以及房间隔情况等的影响。

1.3 探测器总数确定

确定一个探测区域所需设置的探测器数量的计算公式为:

式中:N-一个探测区域内所需设置的探测器的数量 (个) , 取整数;

S--一个探测区域内的地面面积 (m2) ;

A--每个探测器的保护面积 (m2) ;

K--安全修正系数。特级保护对象K取0.7~0.8, 一级保护对象K取0.8~0.9, 二级保护对象K取1.0。

2 控制部分

火灾报警控制器是火灾自动报警系统的中枢, 它接受信号并作出分析判断, 一旦发生火灾, 它立即发出火警信号并启动相应消防设备。控制部分的设计工作主要包括报警区域的划分、确定区域火灾报警控制器的容量、确定集中火灾报警控制器。

2.1 报警区域的划分

报警区域按照智能建筑的保护等级、耐火等级进行合理正确的划分。消防设计规范规定“报警区域应根据防火分区或楼层划分”, 也就是说在报警区域, 可以将同层的几个防火分区划为一个报警区域。特别是几个防火分区在同一报警区域时, 只能在同一楼层而不得跨越楼层。

2.2 确定区域火灾报警控制器的容量

区域火灾报警控制器一般按防火分区设置, 其容量的确定, 主要取决于本报警区域内的探测设备的数量。报警区域编址探测设备, 不仅指感烟感温或其他种类火灾探测器的数量, 还包括该报警区域内手动报警按钮、消火栓报警按钮以及通过控制模块转换信号的水流指示器、水压力开关等。例如某型号火灾报警控制器的容量为4回路×128探测点, 即每个控制回路可控制128个编址探测点, 若智能建筑中某报警区域编址设备总数为400个, 则该火灾报警控制器正好满足区域报警要求。假设该报警区域内有600个探测编址点, 显然需要2台该型号控制器。

一般火灾报警控制器标示容量都是单台控制器的最大容量, 为了保证火灾自动报警系统能够高效可靠地工作, 实际设计各回路探测点时要考虑一定的余量。综合考虑建筑结构与建筑施工等因素影响, 火灾自动报警系统中区域火灾报警控制器每回路实际设计容量应为标称容量的50%~80%。

2.3 确定集中火灾报警控制器

在火灾自动报警与联动控制系统中, 集中火灾报警控制器的选配, 一方面要满足整个火灾自动报警系统工作要求, 另一方面, 还应该具备与智能建筑中其他控制系统的通信界面。主要包括以下几点:

(1) 与各个报警区域内区域火灾报警控制器的通信功能;

(2) 处理显示整个系统报警信息、故障信息、联动信息的功能;

(3) 应能根据火警信息, 启动消防联动设备并显示其状态;

(4) 具备与智能建筑中其他控制系统的通信界面。

3 消防联动设备控制

消防联动设备是火灾自动报警系统的执行部件, 消防控制室接收火警信息后应能自动或手动启动相应消防联动设备。

3.1 智能建筑中应具备的消防联动设备及其功能

根据建筑设计防火规范和智能建筑防火灭火要求, 智能建筑应具备以下全部或部分消防联动设备 (系统) :自动喷水灭火系统, 在火灾发生后, 自动进行喷水灭火, 并在灭火的同时发出警报;火灾事故广播与消防电话系统, 其作用是发生火灾时指挥现场人员进行疏散并及时向消防部门报警;防烟排烟系统, 作用是消除烟气大量积聚并防止烟气扩散到安全疏散通道;防火卷帘门控制系统, 作用是隔烟、控制火势蔓延;消防电梯, 在火灾发生时供消防人员灭火和救人使用;消防设备供电系统, 能够保证供电的可靠性, 使火灾自动报警与消防联动控制系统连续工作, 不间断。

3.2 消防联动设备的联动要求

火灾发生时, 火灾报警控制器发出警报信息, 消防联动控制器根据火灾信息管理联动关系, 输出联动信号, 启动有关消防设备实施防火灭火。

消防联动必须在“自动”和“手动”状态下均能实现。在自动情况下, 智能建筑中的火灾自动报警系统按照预先编制的联动逻辑关系, 在火灾报警后, 输出自动控制指令, 启动相关设备动作;手动情况下, 应能根据手工操作, 实现对应控制。

4 火灾自动报警系统布线及其与智能建筑的适配性

由于火灾自动报警系统的特殊地位, 使得它在布线安装方面有别于智能建筑中的其他控制系统。对线缆的选型和布线方式一要满足自动报警装置自身的技术条件, 如其报警传输线大多数要求采用双绞线等;二要满足一定的机械强度;三要采取穿管保护、暗敷及阻燃措施;四要与其他低压系统电缆竖井分开布设;五要使其传输网络不与其他传输网络共用。

从智能建筑的概念讲, 火灾自动报警系统及其联动控制应当属于建筑自动化系统范畴, 但目前由于火灾自动报警系统特殊的管理要求, 其报警线、联动线、通信线基本自成体系, 与智能建筑中综合布线系统有相当差异, 但随着智能建筑的发展和火灾自动报警系统日趋成熟, 二者在应用上的结合将越来越密切。目前关键在于智能建筑中设计选配火灾自动报警系统时, 一定要考虑二者在连接界面上的适配性, 使它们在安装使用、运行中以最好的方式结合起来。

摘要：探讨了在智能建筑中如何进行火灾自动报誉系统、探测区域的划分, 探测器、报警控制器、消防联动设备及其控制的设置, 提出火灾自动报警系统设计一定要考虑其在连接界面上与智能建筑的适应性。

关键词：智能建筑,火灾自动报警系统,消防联动

参考文献

[1]吕景泉, 牛云升, 陈明等.楼宇智能化技术[M].第1版.北京:机械工业出版社.2005;108-135

[2]徐东升.智能建筑中火灾自动报警系统的设计[J].河北职业技术学院学报.2006;6 (1) 12-13

智能火灾报警系统设计 篇8

1.1 系统总体架构。火灾报警系统主要由数据采集模块、单片机控制模块、无线发送接收模块和声光报警模块组成。

报警系统主要工作原理是通过烟雾传感器将烟雾信号采集出来, 将信号进行二阶滤波处理, 然后经由模数转换芯片, 将模拟信号转换成数字信号, 传送给单片机, 再由单片机控制信号将烟雾信号发射出去, 无线接收模块将收到信号, 传送给单片机处理, 进行报警。

1.2 系统主要器件的选择

1.2.1 烟雾传感器的选择。当发生火灾时, 根据火灾发生时的物理现象, 将烟、雾、光、热和声音等非电量参数转换成电量参数传送给控制器, 伴随模拟量的变化而变化。因此, 火灾探测器可以分为:感温探测器、感烟探测器、气体探测器、图像探测器和红、紫外火焰探测器。烟雾传感器是通过监测烟雾的浓度来实现烟雾防范的, 内部采用离子式烟雾传感, 是一种技术先进、工作稳定可靠的传感器, 被广泛应用在各种消防报警系统中。为了将人们的生命财产安全损失最小化, 本系统设计采用了较早可以检测到火情的烟雾传感器进行设计。

1.2.2 单片机及A/D转换芯片的选择。本系统单片机采用低电压、高性能的8 位AT89C52, 内含有8k bytes可擦写的只读存储器和256 位的随机存储器RAM, 内置有8 位中央处理器和FLASH存储单元, AT89C52 功能强大, 可提供很多较为复杂的控制场景。 (图1)

1.2.3 无线发射接收模块的选择。NRF24L01 射频收发器件, 功耗低, 工作电流只有9mA;接收时12.3mA, 多种低功耗模式设计有利于节能, 在本设计中最大传送距离为5~6m。其工作原理是把接收点地址和数据按照时序有SPI口写入缓存区, 数据要求连续低时写入, 地址写入一次即可, 把ce设置为高电平保持至少10us时间, 再延迟130us后发射数据;若自动接收开启, 进入接收数据模式, 此次通信成功;如没有收到应答, 需要重新发送。如发射成功, 且CE为低则进入空闲模式1;如发射堆中有数据且CE为高, 则进入下一次发射;如无数据且CE为高, 进入空闲模式2。 接收数据时, 需要先将NRF24L01 设置为接收模式, 后延长130us等待数据到来。

2 硬件电路设计

2.1 电压转换电路。在系统设计中, 采用的是无线火灾信号发送, 该模块需要的标准电压是3.3V, 而其他部分电压是5V, 所以要将电压进行转换。在系统中采用AMS1117 作为转换芯片, AMS1117系列稳压器有可调板和多种固定电压版, 设计成输出电流1A同时电压差低至1V。

2.2 信号调理电路。从烟雾传感器中传送的模拟信号很弱, 还有干扰信号, 需要将信号进行放大和滤波处理, 在信号调理电路中运放有直流电源, 因此在电路中设计了电容C3。

2.3 复位与晶振电路

2.3.1 复位电路。复位即是对单片机进行初始化操作, 保证CPU和系统各部件都处于初始状态, 复位电路一般用一个电阻和一个电容实现。AT89C52 的复位信号是从REST引脚输入, CPU根据信号进行响应复位。单片机的系统复位一般有手动按钮复位和上电复位, 本系统采用的是手动复位。

2.3.2 晶振电路。是单片机工作的时钟信号, 反映单片机的工作速度。 芯片中有一高增益反相放大器, 引脚XTAL1 和XTAL2 为输入输出端口。电路中外接石英晶体及两个电容接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。

2.3.3 声光报警电路。在声光报警电路中, 蜂鸣器中电流较大, 单片机的I/O口无法直接处理, 需要用放大电路进行驱动, 一般用三极管。声光报警电路有单片机中P1.0 引脚控制, 根据输出电平的高低进行报警。当输出低电平时, 三极管导通进行报警, 否则不报警。

3 软件电路设计

3.1 软件开发环境。报警系统采用的编程语言是C语言, 相对于最好的开发系统选择的是美国Keil Software公司出品的Keil C51, C语言易学易用, 在功能、结构、可读性和可维护性方面有突出优势。

3.2 主程序设计。在系统设计中, 采用的是模块化的程序设计总体思想, 系统中各功能模块的实现都是通过调用子程序, 使得程序设计的整体结构非常清晰, 同时有利于功能的扩展。

3.2.1 数据采集的中断程序。当CPU接到中断源发出请求时, 会按照中断源优先权顺序, 优先处理级别较高的中断源。以下为烟雾信号的中断程序:

3.2.2 声光报警程序。声光报警电路有第二块AT89C52 单片机控制, 分别接在单片机的P2.0 口、P2.7 口。当收到烟雾信号浓度较大时, 蜂鸣器开始报警。程序如下:

智能火灾报警系统设计 篇9

本课题研究的主要内容是设计一套适合于一座八层八单元的多功能火灾智能报警装置,该装置必须对64单元进行探测和报警,同时应显示相应的报警地点,报警发出后确认事故处理完毕经复位后报警信号才能解除。报警信号必须采用声光同时报警。一般小型防火单位火灾报警系统比较简单,现场火灾报警器通过对传感器火情信息的检测,使用单片机对检测到的数据比较识别,实现对各楼层火灾的监测。当单片机系统监测到火情信息后,产生声光报警信号,并在四位八段数码管显示出相应的信息,包括显示第几楼的第几个房间,还可以智能检测出是温度传感器还是气敏传感器以及是火灾报警还是传感器损坏信息。消防控制中心根据接收到的报警信息采取相应的措施,同时将相应的数据通过单片机串行口上传给主机。

如图1所示,本单片机控制的火灾智能报警系统的控制方案如下。

(1)该火灾智能报警系统以AT89C51[1]单片机为核心。

(2)从各个房间的温度传感器和气体传感器的信号通过PGA102高速数控增益放大器,通过多路选择开关的选择,以循环扫描的方式对各个监控点进行实时监测。

(3)被选中的监控点,通过调理电路,使调理后的信号适合A/D转换器的模拟输入要求,调理后电压符合ADC0809模拟输入的电压范围,可以直接进行AD模数转换。

(4)模数转换后的数字信号,通过光电隔离芯片被单片机采集到内部,作为判断当前各个监控点实时状态的依据。

(5)通过单片机对当前的各个监控点送来的数据进行判断,并决定是否输出进行声光报警。

(6)如果出现火情,单片机还能在第一时间,显示发生火灾的楼层和房间,为及时进行灭火和人员的疏散赢得时间。

2 火灾智能报警系统的硬件设计

2.1 火灾智能报警系统的集成温度传感器TMP36

TMP36是美国模拟器件公司生产的一种低电源电压的模拟集成温度传感器,它们统称为TMP3X系列,均属于电压输出式,其输出电压与摄氏温度成线性关系。

图2所示为TMP36与高速数控增益放大器原理图。如表1所示,TMP36的输出温度系数为10m V/℃,25℃时候输出电压为0.75V。

注意:温度报警数值80H的由来[2]。

由于温度传感器TMP36的测量范围为Ymin(-40℃)~Ymax(+125℃),数值1代表5V/255=0.0196V,则调理后电压0.2V对应的数值Nmin=0.2V/(5V/255)≈10,而报警电压值3.5V对应的数值Nmax=3.5V/(5V/255)≈179。设Y为测量值,N为Y对应的A/D转换的数据,则

若数字量为00H,则说明温度传感器已坏。

图2中,与TMP36管脚5连接的转换开关,可以在调试时候模拟温度传感器失效的情况,作为检验监测监测点与单片机通讯情况的依据。

2.2 火灾智能报警系统的陶瓷气敏传感器

如图3所示,PGA102可用于连接不同系列的传感器。通过负载电阻RL上的电压变化可以直接测定传感器电阻的变化。如果空气是洁净的,那么流经传感器和RL的电流是稳定的。如果那些对传感器来说是可感知的气体与传感器表面相接触时,随着气体浓度的增长,传感器的阻抗下降[5]。无论是由AC或DC电源供给VC和VH,RL上的压降变化是相同的。

Figaro公司生产的气敏传感器TGS 800就是专门用于空气新鲜度监控的,气敏传感器检测空气中的污染成分,并对诸如CO、H2等还原性气体敏感。从传感器处测得的信号经微处理器处理后输出报警。

2.3 火灾智能报警系统的声光报警模块

单片机火灾智能报警系统采用PM50系列智能语音芯片,该芯片由专用的语音单片机和FLASHRAM存储器集合构成,它具有几秒到200秒的多段语音播放功能和单片机可编程的智能特性,可以方便地作为DIP28封装的标准集成电路来使用。

2.4 火灾智能报警系统与主机通讯模块

单片机火灾智能报警系统[3]与主机的通讯模块采用Max232芯片。PC微机的COM口接口电平为RS-232标准,若两台微机间通信,只需简单地直接连接TXD、RXD及GND三根线。若微机与单片机通信,由于单片机UART为TTL电平,故需将RS-232电平与TTL电平转换,这里使用MAX232实现电平转换功能。转换完毕的串口信号TXD、RXD直接和单片机的串行口连接,以实现串行通讯,如图4所示。

2.5 火灾智能报警系统的核心内核89C51单片机与外设连接

图5为单片机与外设连接的原理图,本设计中还用到其它芯片如HCC4067BF 16路选1芯片;HCC4097BF 8路选1芯片,74LS373地址锁存器,74LS244缓冲器,74LS138译码器[1]原理比较简单,这里不再叙述。

3 火灾智能报警系统的软件设计

3.1 火灾智能报警系统的软件设计思想

本设计软件流程图如图6所示。单片机以循环扫描方式,先选中128个传感器的地址对应的通道,然后再读取数据与预定的数据进行比较,判断是报警或是错误信息[4]。程序执行完一次,即扫描完两个传感器,扫描的第一个传感器是温度TMP36,第二个为烟感,即每个房间的传感器偶地址为温感,奇地址为烟感。

单片机先送出的八位地址数据累加器A中,低四位为表示第几个房间的数据,高四位为表示第几层的数据。数据在RAM中的存放参见表3。接着用A中的地址信息去选中温感的地址并启动模数转换,然后转入比较子程序。若模数转换的数据为00H则传感器已坏,将字符“F”的代码送内部RAM中的73H单元,再转去显示程序,并现声光报警,提醒工作人员进行处理。若模数转换的数据大于等于80H,则转入报警子程序,再转显示子程序,同时将内部RAM中的70H~73H单元的内容送显示芯片。

接着扫描第二个芯片,即TGS800气敏传感器,程序执行的步骤与扫描温度传感器的方法相同。不同的是比较的数据不同,需将要比较的数据99H送入内部RAM中的74H单元,表示烟感的数据06H,即在显示管上显示为“1”的代码,送到内部RAM中的72H单元,显示错误或报警的数据相同。

程序执行完一次,即已扫描完2个传感器,最后还要设置循环转移程序,这里有128个传感器,循环64次即可。因此,扫描完128个传感器,应清累加器A,使单片机从00H的地址重新开始扫描。

3.2 基于AT89C51控制的火灾智能报警系统的主程序的解析

4 结论

本文所研究的火灾报警系统,采用AT89C51作为系统控制单元,它通过同时对现场温度和烟雾信号的实时采集,判断是否有火灾发生,提高了系统预报的准确性,亦可根据各地的平均气温自主地设置报警温度阈值,地域适应性能强。本设计采用PGA102高速数控增益放大器可以根据传感器走线的长短进行相应调节,保持采集信号发送的稳定可靠。同时该报警装置体积小,操作维护方便,成本低廉,自动化程度较高,具有广阔的应用前景。

参考文献

[1]李玉峰,倪虹霞.MCS-51系列单片机原理与接口技术[M].北京:人民邮电出版社,2004.

[2]林德杰.电气测试技术[M].北京:机械工业出版社,1996.

[3]张振昭,许锦标.楼宇智能化技术[M].北京:机械工业出版社,2003.

[4]徐爱钧.仪表原理与设计[M].北京:北京航空航天大学出版社,1996.

智能火灾报警系统设计 篇10

关键词：高层建筑；火灾自动报警系统；消防联动控制

0.引言

随着我国经济的迅速发展，城市用地日益减少，建筑的建设高度不断提高，同时人们生活水平的提高，日益重视生命财产安全，因此对高层建筑的消防安全提出了更高的要求。在建筑中，所使用的修筑用料和方式趋于多样化，同时建筑的用电负荷不断加大，因此在高层建筑中设置火灾自动报警系统也成为必然的趋势。

1.工程概况

本工程为某综合商业体一栋超高层建筑楼，属一类建筑，总建筑面积 57545.53㎡，1～3层为独立商业楼，4～37层为办公楼，其中10、24层为设备避难层。全栋楼均设自动灭火系统及火灾自动报警系统。

2.系统设计

2.1火灾自动报警系统保护等级的确定

根据《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013，本工程按火灾自动报警系统保护对象分级为特级保护对象，采用集中报警系统。

2.2报警系统的形式与组成

集中报警系统由火灾探测器、手动报警按钮、声光报警器、消防应急广播、消防电话、消防控制室图形显示装置、火灾报警控制器、消防联动控制器等组成。

3.火灾探测器的选择与设置

火灾探测器的布置应根据建筑的性质进行选择，本工程在大堂、办公区、走廊、电梯厅等处安装智能感烟探测器；在24层避难层高低压配电房内安装感烟感温探测器。

4.消防联动控制

消防联动控制系统主要由火灾警报及消防应急广播系统、消防喷淋泵、消火栓泵系统、防排烟系统、电梯联动系统、应急照明系统等组成。需要联动控制的消防设备，其联动触发信号采用两个独立的报警触发装置报警信号的“与”逻辑组合。

在该综合体其中一栋单体楼首层的消防控制中心设置联动控制台，通过联通控制台即可实现对其他组成部分的联动控制。

消防水泵、防排烟风机的控制，采用联动控制方式及在消防控制中心手动控制方式。

4.1自动喷水灭火系统的联动控制

联动控制方式，由湿式报警阀压力开关（设置在1层，10层，24层）的动作信号作为触发信号，直接启动喷淋消防泵，联动控制不受消防联动控制器处于自动或手动状态影响。

手动控制方式，喷淋消防泵控制箱的启停按钮专用线直接连接至消防控制室内的消防联动控制器的手动控制盘，可直接手动控制喷淋消防泵的启、停。

4.2消火栓系统的联动控制

联动控制方式，由消火栓系统出水干管上设置的低压压力开关、24层及屋面层高位消防水箱出水管上设置的流量开关作为出发信号，直接控制启动消火栓泵，联动控制不受联动控制器处于自动或手动状态影响。消火栓按钮动作信号作为报警信号及启动消火栓泵的联动出发信号，由消防联动控制器控制消火栓泵的启动。

手动控制方式，将消火栓泵控制箱的启停按钮专用线直接连接至消防控制室内的联动控制器的手动控制盘，并直接手动控制

4.3防排烟设施及空调通风系统的联动控制

由防火分区内两只独立的火灾探测器或一只火灾探测器与一只手动火灾报警按钮的报警信号，作为联动触发信号，由消防联动控制器联动控制开启送风口和加压送风机，以及相邻层前室的加压送风口和加压送风机。

由同一防烟分区内两只独立的火灾探测器的报警信号，作为联动触发信号，由消防联动控制器联动控制开启电动排烟口、排烟阀，同时联动停止该防烟分区的空气调节系统。排烟口、排烟阀开启的动作信号，作为排烟风机启动的联动触发信号，由联动控制器控制10层、24层、屋面层排烟风机的启动。

送风口、电动排烟口、加压送风机、片言风机的启停按钮采用专用线路直接连接至消防控制室内的手动控制盘上。启停信号反馈至消防联动控制器。排烟风机入口处的总管上设置280℃排烟防火阀在关闭后联动控制风机停止，防火阀及风机的动作信号反馈至消防联动控制器。

4.4气体灭火系统的联动控制

在24层高低压配电房内设置气体灭火系统。自动状态下，若防护区内发生有烟雾（或温度上升），该防护区的感烟（或感温）火灾探测器动作并向气体灭火控制器送入一个火警信号，控制器即进入单一火警状态，同时驱动电动警铃发出单一火灾报警信号，此时不会发出启动灭火系统的控制信号。随着该防护区火灾的蔓延，温度持续上升（或烟雾增大），另一回路的感温（或感烟）火灾探测器动作，向控制器送入另一个单一火警信号，控制器立即确认发生火灾，同时发出复合火灾报警信号及联动信号（关闭空调、送排风装置和防火阀、防火门、防火卷帘等）。经过设定时间的延时，控制器输出信号启动灭火系统，灭火剂经管网施放到该防护区实施灭火。控制器接收到压力信号器的反馈信号后显亮放气指示灯，避免人员误入。

手动状态下，气体灭火控制器在火灾发生时只发出火灾报警信号而不产生联动。

自动或手动状态下，在值班人员确认火警后，按下报警控制器面板上的或现场的“紧急启动灭火系统。在喷放控制信号输出前，按下报警控制器面板上或现场的“紧急停止”按钮，系统将不会输出喷放信号。

该系统的工作状态通过相关的控制器即可传输到消防控制中心。

4.5电梯的联动控制

发生火灾时，消防联动控制器强制所有电梯停于首层。电梯运行状态信息和停于首层的反馈信号，应传送给消防控制室显示，轿厢内设置能直接与消防控制室通话的专用电话。

4.6火灾警报和消防应急广播系统的联动控制

本项目设置火灾声光警报器，火灾时，由消防控制室内值班人员确认火灾后经火灾报警控制器启动建筑内所有火灾声光警报器。火灾声警报器单次发出火灾警报时间为8s～20s，并与消防应急广播交替循环播放。

本项目设置消防应急广播系统，10层避难层、24层避难层内火灾应急广播采用单独回路。确认火灾后，由消防联动控制器发出联动控制信号，同时向全楼进行广播。

5.漏电火灾报警系统

在各层电源配电箱进线处设置漏电保护控制器，消防电源系统只报警，非消防电源系统动作电流为300mA～500mA延时0.5s动作。

在消防控制室内设置消防电源监控器，监控各末端消防双电源切换箱的供电电源和备用电源的工作状态和欠压报警信息。

6.消防电源及配电

本综合体于地下二层共设置2台1000kW应急柴油发电机组作为消防设备用电，本项目中各消防用电设备的供电均采用双电源送至最末一级配电箱自动切换，供电电缆均采用BTTZ铜芯铜护套矿物绝缘电缆。

火灾自动报警系统电源线及联动控制线选用耐火铜芯导线穿金属电线管或封闭式金属桥架敷设，报警、消防电话、广播选用阻燃铜芯电线电缆穿金属电线管暗敷或封闭式金属橋架敷设。明敷线缆金属电线管或封闭式金属桥架涂防火涂料保护。

7.结语

对高层建筑设计来说，其对消防安全提出严格要求。尤其是对于当前建筑装修材料的复杂化以及多样化，同时建筑的用电负荷不断加大，因此火灾自动报警系统在高层建筑中设置显得日益重要。文章通过结合当前建筑主流——高层商业综合楼为例，针对从设备布置、消防联动等重点环节来探讨高层建筑火灾自动报警和联动控制系统设计，总结出一些切实可行的施工技术措施，为同行提供参考实例。

参考文献：

[1] 李盛； 战小康； 杜萌.论火灾自动报警及联动系统的应用[J].科技信息.2014，（10）：26-29.

[2] 熊辉.浅谈火灾自动报警及消防联动控制系统的配置[J].中国高新技术企业.2014，（05）：115-117.

智能火灾报警系统设计 篇11

一、智能火灾报警系统设计

1. 系统结构

火灾自动报警系统 (Fire Alarm System, 简称FAS) , 是地铁的一种自动消防技术, 它可以实现火灾情况的实时监控与报警, 可以在第一时间发现火灾威胁, 从而让消防人员能够迅速地疏散地铁乘客及相关工作人员。

由于地铁系统站点众多、区域分散、管理相对集中等特点的影响, 使其在火灾报警系统的设计上也与民用建筑、工厂等存在着一定的差异, 并主要表现在火灾联动报警系统的系统集成、组网结构、联动模式等方面。从当前国内地铁项目综合监控系统ISCS与FAS系统设计来看, 主要有三种集成方式:一是界面集成, 在车站与ISCS综合监控系统进行界面集成, 共用操作工作站, FAS中央级、车站级、现场级功能相对ISCS综合监控系统是独立的;二是深度集成, 在车站只设置FAS现场级设备, 车站级与中央级完全集成在ISCS, 也就是说车站级和中央级功能由ISCS综合监控系统来实现;三是互联, FAS与ISCS作为两个完整的系统, FAS中央级、车站级、现场级自身实现其功能, 它们与ISCS间只进行信息交换与传输。

本研究中所涉及的地铁火灾报警系统采用的是界面集成设计方案, FAS组网利用的是由通信系统提供的单模光纤, 在车站, FAS与ISCS集成的实现依靠的是ISCS的前端处理器, 并由车站级ISCS工作站实现FAS车站的运行监控与日常管理, 借助于跨站跳接方式将车站火灾报警控制器组建为环形分布式对等网络, 并连接到控制中心的网络型FACP。该方案中我们以数据短距离快速传输为宗旨, 保障FAS网络闭环连接, 在控制中心的FAS服务器和工作站实现FAS双重管理功能, 这样可以使整个系统更方便进行维护, 大大提升了系统的数据存储能力。网络构成图如下图所示:

2. 系统功能

中心级综合监控系统设置在线网控制中心, 中心综合监控系统存储、处理从被控系统读取的数据, 实时反映现场设备状态的变化并生成报表。中心综合监控系统将记录这些信息, 更新中央数据库。中心操作员工作站和综合显示屏可显示这些信息。中心综合监控系统处理操作员的控制命令, 相关的控制信息同时被传送给被控系统。

全线车站设置车站级综合监控系统, S I S C S与电力监控系统 (PSCADA) 、环境与设备监控系统 (BAS) 、火灾自动报警系统 (FAS) 、隧道火灾探测系统 (TFDS) 、电气火灾预警监测系统 (EFAS) 等系统的集成。另外, 实现与屏蔽门 (PSD) 、防淹门 (FG) 、信号系统 (SIG) 、自动售检票系统 (AFC) 、门禁系统 (ACS) 、广播系统 (PA) 、电视监视系统 (CCTV) 、乘客信息系统 (PIS) 等系统的互联, 通过全线通信主干网将综合监控信息汇集到控制中心, 控制命令也通过全线通信主干网下发车站级集成系统, 实现调度工作的监控功能。

现场级FAS主要包括手动报警按钮、输入输出模块、探测器、警铃等设备, 它可以实现较为准确的火灾识别与报警工作, 并能够联调相关消防系统完成现场灭火, 防止火势继续蔓延等。

3. 报警联动

车站FAS可以实现对车站环境的实时监控, 一旦出现火灾事故, 便会发出报警并与给排水系统、通风空调系统、屏蔽门、低压配电系统等之间实现联动配合, 共同来完成整个火灾环境下的自动灭火与救灾任务。

(1) 报警联动流程

FAS对现场火灾探测与报警的实现主要借助了现场所布置的手动报警按钮及感烟、感温探测器, 因为地铁系统的环境比较复杂, 电磁干扰严重, 涉及的各种设备比较多, 现场探测器很可能会出现误报的情况, 这时候难免会引起乘客的恐慌, 十分不利于地铁系统的正常运行。对此, 我们认为在进行地铁FAS报警系统设计时, 为有效减少探测器的误报, 应尽量增加车站现场检查。确定地铁发生火灾需具备以下三个条件之一, 即:同一防火分区内有至少1个探测器和1个手报同时报警;同一防火分区内有2个及以上探测器同时报警;人工发出火灾报警信息。

(2) 联动接口设计

本设计中的地铁智能火灾报警系统FAS与BAS的通信采用了基于RS485的MODBUS RTU形式, 与ISCS的通信接口协议采用了基于TCP/IP的MODBUS形式, 两个接口的通信都进行了双机冗余备份, 其可靠性极高。

二、地铁火灾报警系统的智能应用

1. 火灾预警

首先, 在地铁智能火灾报警系统中, 应用了自动报警探测器, 并将其设置于车站、站台、设备机房、配电室、办公机房、公共走廊等各个地方, 实现全方位的探测与监控, 并根据已经设置好的相关参数来具体探测地铁温度及烟雾情况, 一旦发生火灾便可以实现自动报警, 可以有效预防火灾的发生, 避免人员伤亡及财产损失。

其次, 实现通信设备报警, 监控室与值班室、消防泵房等之间可以相互对讲, 以便于在火灾发生时能够及时报警, 避免由于信息不畅而出现的火灾蔓延或者是扩大情况的出现。

最后, 在各监控室、值班室及走廊通道等区域设置手动报警按钮, 针对于较为紧急的火灾情况, 比如在燃油车库等地发生火灾, 以最短的时间通知相关人员火灾的具体位置, 并及时采取救援措施。

2. 科学疏散人员

“十五”期间, 公安部组织相关专家进行评估与研究, 建立了地铁火灾人员疏散的系统动态模型, 在该模型中共包含四个子系统, 分别是逃生前、逃生中人员行为系统动态模型, 以及疏散人流与疏散人员能力系统动态模型。这四个系统是人们在面对火灾时所作出的一种无意识反应, 有科学家针对于此, 将这种基于细胞网格的自动机模型与火灾情况下人员的疏散相结合, 提出了与个体反应相适应的疏散预测模型。自动报警系统中就很好地应用了这种网络模型, 在地铁不同区域的通道进入口位置设置网络连接点, 建立起网络空间动态控制, 通过不同自动报警系统的监控, 对各个连接点可能出现的火灾情况进行预测, 保障地铁乘客的安全疏散。

智能地铁火灾报警系统, 还能够结合地铁各结构及不同环境下的人员特征来确定地铁人员在水平通道的移动速度, 结合闭路监控装置, 同时采用智能广播等设施进行通知, 最终给出合适的人员疏散效果。在研究中, 我们在不计个体心理因素等条件的情况下, 可以建立如下逃生速度函数:

针对于此计算函数, 我们进行了一次地铁火灾演习, 安排某工作人员在上午8点50分27秒在地铁某通道处进行点烟, 车站监控室中工作人员通过FAS自动报警系统发现火灾情况之后, 在8时52分30秒停止运行地铁, 借助于智能广播疏散乘客, 同时开启相关的排烟系统等, 在8时54分55秒成功疏散160名乘客, 6分钟后停止排烟, 恢复各设备的运行, 并通知乘客火灾安全消除, 整个过程快速、有序的进行, 可以有效地保障地铁运行安全。由此我们发现, 通过这种函数计算, 我们可以准确的得出地铁出现火灾时人员疏散所需要的总时间, 对于提升人员疏散的有效性具有重要作用, 同时也是实现人员疏散智能化的一个重要标志。

三、结论