报警电路设计

报警电路设计（精选12篇）

报警电路设计 篇1

很多场所噪音不能太大, 这就需要有一种能够检测噪音并给出提示或报警的的装置。本设计能够实时地检测外部噪音的大小, 并可设置报警噪音的大小, 可实现对噪音的数字化显示。电路可使用9~18 V直流电源, 使用高灵敏度驻极体话筒采集声音信号, 产生2~10 m V的交流信号, 经过前置运算放大电路进行小倍数的放大, 以降低共模信号的干扰, 再经过二级运放进行高倍数放大, 放大后的信号进入电压比较器进行比较, 调节电位器当噪音超过一定的分贝值时, 则进行报警, 报警时间的长短可以调节。

1 总体设计

利用运放构成的噪声检测报警电路, 并利用单片机与AD芯片构成噪声报警调节电路, 利用数码管显示分贝值实现数字化调节, 可应用于许多要求低噪声的场合。检测电路利用双运放构成差分负反馈电路, 放大从驻极体话筒送入的微弱声音信号, 将放大的信号送到作比较器运放, 通过调节电位器改变比较器的基准电压, 实现在不同噪声分贝值下的处理, 同时将基准电压通过AD转换送入单片机处理。总设计电路图分为两大部分, 图1为噪声检测电路, 图2为噪声分贝值显示电路。噪声检测电路主要使用了两片日常常用的LM358运放芯片, 其中一片用于放大驻极体采集的噪音信号, 另一片只使用了其中的一组运放作电压比较器。因使用的是电源供电, 要获得最大不失真输出, 前置放大电路的负端需接的电压。第二级运放的采用同相比例放大, 放大的倍数约为第一级放大倍数的10倍, 放大后的噪音交流信号送入到电压比较器中。没有信号输入时, 比较器的负端电压约为, 调节点位器Rp改变正输入端的基准电压, 可以改变比较器的灵敏度, 基准电压不能超过, 其值越大灵敏度越高。通过51单片机检测电压比较器的正端基准电压, 经过一定的换算, 可将要报警的噪音大小转换成分贝值直观地显示出来。

2 噪声检测电路

噪声检测电路的工作原理就是利用运放将驻极体话筒拾取的微弱信号进行放大。图中JP1为直流电源接口, 可输入9~18V直流电或交流电, 并具有反接保护功能。JP2为驻极体话筒接口, 通过电容C1耦合到放大器。这里使用两级放大主要是为了抑制共模信号, 第一级放大倍数不能设置过大, 降低干扰信号进入放大通道, 同时为获得较高的输入阻抗, 采用同相比例放大。因使用单电源, 通过两个22 KΩ的电阻进行分压, 为运放的负极提供的电压。如将驻极体的负端设为0电位点, 则第一级放大器的放大倍数为:输出电压为:方向与

输入信号相同。放大后的信号的送入到第二级的正向输入端, 其放大倍数为:输出电压为:。当驻极体输出的交流信号为5 m V时, 输出电压为:Uo2=1.46 V, 当驻极体输出为10 m V时, 输出电压为Uo2=0.42 V:。通过上述公式可知, 当驻极体的输入信号为0时, Uo2的电压为。因驻极体话筒拾取的信号为负, 所以噪音越大, Uo2输出越小, 当电压比较器的负端电压小于正端电压时, 比较器输出高电平, 通过二极管对电容C3充电, 使C3两端的瞬时充电至高电平, 从而使三极管导通, 继电器动作, 触发报警装置, 报警时间可通过调节电阻R10的大小改变。

3 噪声显示电路

利用TLC549芯片实现AD转换, 该芯片是10位串行输出AD芯片。使用5V基准电压, 其转换输出的数字量范围为0~1 023, 但因实际调节电压值为0~2.5 V, 因此输出的数字量为0~511, 通过AT8920C51单片机读取并处理后送数码管显示。为了较好地使显示出来的分贝值符合实际的噪音值, 可根据标准的噪声检测仪器进行逐段对比。将本电路和标准噪声检测仪器置于相同的位置, 使用扬声器发出单一频率的声音, 记录下标准噪声检测仪显示的数值和单片机显示的数值, 然后逐渐加大声音, 再记录数值。考虑到实际的应用环境, 单片机最终显示的分贝值范围为40~99 d B。

4结语

本设计可靠性高, 检测部分电路只用到了两片LM358芯片和少量电阻电容, 已做成PCB板应用在多个场所, 并无一漏报警和错误报警。继电器不动作时接常闭, 动作后接常开, 可根据实际连接的报警电路作出正确的连接。灵活性强, 分贝值显示部分通过接插件与检测部分连接, 只在现场调节时连接上, 调试完成后可移除, 不同的场所可调节较合适的噪音报警值。

参考文献

[1]谢秋莲, 梁帅.浅谈微弱信号检测技术[J].无线互联科技, 2011 (5) :23.

[2]许驰, 陈炎, 陈庆章.一种用于建立噪声监测系统的优化节点部署方法[J].无线互联科技, 2015 (9) :73-76.

报警电路设计 篇2

要

从古代到现代，人类社会进行了翻天覆地的变化，社会在进步时代在发展，人们的生活水平有了极大提高，自然对用电也有了意识和要求。以前正常用电，人们对于突然间的停电没有任何反应，因为那时的发展水平还没有提高，也就是说停电后，电路不会自动报警，而现在如果突然停电，电路会自动报警人们自然也就知道这是停电电路报警。我的本次课程设计就是对停电报警电路的设计，我设计的停电报警器就是采用大容量储存的电荷来供电，不使用电池。当市电停电时，该报警器将会发出1Min.蜂鸣报警声。关键词：停电报警器

第一章 前言

家喻户晓，所谓停电报警就是在用电断电时会发出声音来告诉人们信息，主要就是在220V电停电时，能及时报警来告知停电，急时来切断电源防止电器的烧坏。此停电报警器主要是采用电容储存的大电荷来供电，用电容储存的电量来实现报警器的报警，当220V电停电后，该报警器将会发出1Min.蜂鸣报警声。

在一些场合，必须保证不间断地供电，或停电后必须通知操作者，使其知道已经停电，采取相应措施的一种电子报警仪器，市电正常供电时，报警处于监测状态，当市电停电时，马上发出响亮的报警声，提醒人们注意，现在已经停电，要采取相应的措施。报警器应用于装有电子监控的防盗系统的场合，能有效地配合其工作，当不法分子企图切断电源而使报警系统无法工作时，停电报警器便会事先发出报警。也可以用于在一些特殊的生产生活中，比如养殖场的孵化室等场地，如果不能及时的发觉停电，损失将不可估计。所以停电报警器在人们的生活中起着非常重要的作用。

常见的报警器：动报警器）

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第二章 电路设计及其工作原理

1.电路构成及电路图：

2.电路工作原理：该停电报警器电路由电源电路，LED指示电路和报警电路组成如上图。电源电路由整流二极管VD1——VD4，电阻器R1——R3，滤波电容器C1和稳压二极管VS组成。

LED指示电路由电阻器R4，R5和发光二极管VL组成。

报警电路由二极管VD5，VD6，电阻器R6——R8，电容器C2 C3，晶体管V和蜂鸣器HA组成。

在市电正常时，交流220V电压经VD1——VD4整流，R1——R3降压分压，C1滤波及V稳压后，产生+15V电压。该+15V电压分为3路：一路经R4加至VL的正极，将VL点亮；一路经VD5 R6对C3充电；另一路经VD6，R7加至V德基极，使其截止。此时HA不响。

当市电停电时，C1两端的+15V电压消失（经R3快速泄放），VL熄灭，C3经V放电，使V饱和导通，HA发出报警声。约1Min.左右，C放电完毕，V截止，HA停止发生。

注：在报警器上方的V处标记 上方箭头处标记e, 中间标记b，下方标记c.图中各标识：R1——R3均选用1W金属膜电阻器；R4和R6均选用1/2W金属膜电阻器；R5，R7和R8均选用1/4W金属膜电阻器。

C1选用耐压值为25V的铝电解电容器；C2和C3均选用耐压值为16V的铝电解电容器。

VD1——VD6均选用1N4007型硅整流二极管。VL选用φ5mm的红色发光二极管。VS选用1W，15V的硅稳压二极管。

V选用S8550或BC558B型硅PNP晶体管。HA选用自带报警音源的直流电磁蜂鸣器。

第三章 器件的选择

1.整流二极管1N4007 最大正向电流：1A 最高反向耐压：1200V 最大反向漏电流：5uA 正向压降1.0V 二极管，三极管，电解电容在使用前应该检测什么以确定它们是否合格（不用万用表，仅只专门的仪器），还有在流水线生产中，对这三种元件应该注意哪些问题？如果是极性错误，这三种元件会产生哪些后果（在通电的情况下）。在真正电工用的万用表上，有专门检测二极管和三极管的插槽，很方便如果是极性错误，电路不通，因其自身电阻很大，往往会被电流强行击穿，成通路。或者烧断，成断路。还在有流水线生产中，对这三种元件应该注意哪些问题？这是全自动生产的，只能说有一个合格率。三极管分PNP和NPN两种，相当于常闭和常开开关。这些管子一般电降为0.7V，即电压高于0.7，才可以通过电流。

检测二极管的时候，将万用表调到测二极管的档位，将二极管正接一次反接一次，你会发现有次有示数，一次示数很大。有示数的那次万用表的红表笔所接就是正极。2.S8550三极管

半导体三极管半导体三极管又称“晶体三极管”或“晶体管” 在半导体锗或硅 的单晶上制备两个能相互影响的PN结 组成一个PNP（或NPN）结构 中间的N区（或P区）叫基区 两边的区域叫发射区和集电区 这三部分各有一条电极引线 分别叫基极B、发射极E和集电极C 是能起放大、振荡或开关等作用的半导体电子器件

8550为PNP型三极管

耗散功率0.625W（贴片：0.3W）集电极电流0.5A 集电极--基极电压40V 集电极--发射极击穿电压25V 集电极-发射极饱和电压 0.6V

第四章 电路的组装和调试

1.实验过程：

根据学到的知识和查到的资料结合运用，到实验室做实验，用查到的电路图里的元件和指导教师取实验器材，连接电路。2.电路的组装：

选好实验器材后开始连接电路：

1.把电路图中需要的元件的参数算出来； 2.找到图中元件；

3.检测拿到的元件是否有短路现象； 4.放好元件，调整局部元件的位置； 5.把放好的元件接到电路板上；

6.按照电路图把电源线 接地线接好； 3.电路的调试：

1.把接好的电路板通电，看电源指示灯是否亮。如果不亮，用万用表检测电路板是否有虚焊的地方。2.连接完毕，如图1 5 1 3.打开电源，指示灯亮，蜂鸣器不工作，电容充电 如图2,3

6

4.关闭电源，指示灯灭，电容放电，蜂鸣器工作，报警 如图4,5

7

第五章 总结

(1)设计实习是一次理论联系实际的活动，它不但要求我们懂得理论知识，而且要求我们有变通能力，在一种方法走不同的情况下，能有冷静的头脑找出其他的方法，然后通过合理的路线达到我们的目标。

(2)设计实习能很好的把我们平时学到的书本知识与实际相结合，做到学以致用。

(3)设计实习能很好的巩固和发展我们平时学习的知识和具备的能力，加深对理论知识的理解，并留下很深的印象。

(4)设计实习很好的锻炼了我们的动手能力和交流能力，使我们的综合能力得到了提高。

第六章 心得体会

1.收获：

这次小学期的电子系统制作使我们获益匪浅，不仅使我们巩固了所学的知识，加深对所学知识的理解，而且使我们对所学知识有了一定的感性认识，另外，这次实习还增进了同学之间的感情，使我们更加了解，锻炼了我们的沟通能力。首先，在设计电路的过程中，我们对以前不懂或是不太了解的知识点进行了重新认识，对所学知识有了进一步理解。

其次，在对原理的理解上，我们相互讨论，消除疑惑，锻炼了大家的沟通能力。

再次，在元件的布置和焊接过程中，我们充分利用电路板的空间，合理布局，使我们的作品更加美观，在这个过程中，组员们都积极参与，最终确定了元件的布局。

另外，我们的作品经过了“实验，检查，排错”的过程，在这其中，大家既有失望又有希望。失望的是，在经过了大量的努力后我们的作品竟然没有达到预期的目的，希望的是，在经过“检查，排错”后，我们的作品终于达到了我们的要求。

最后，通过这次实习，同学之间的关系有了一个大的发展，大家彼此更加了解。参考文献：

[1] 胡宴如.模拟电子技术[M].高等教育出版社.2004年9月.[2] 杨志忠.数字电子技术[M].高等教育出版社.1997年10月.[3] 王浩全.Portal Dap电路设计与制版实用教程[M].人民邮电出版社.2005年6月.[4] David comer.电子电路设计[M].电子工业出版社.2003年8月.[5]周慧潮.厂用电子原件及应用[M].电子工业出版社.2004年5月.2.致谢：

浅析火灾自动报警系统设计 篇3

【关键词】火灾自动报警系统；设计的难度；问题；解决方案

改革开放以来，国家经济发生了巨大的变化，在建筑市场迅猛发展的推动下，我国的消防行业也有了较大的发展。为了有效地保证人民的生命财产安全，消防技术法规、消防产品标准也经历了从无到有、日益完善的过程。火灾报警及消防联动控制系统现已广泛运用在各种楼宇、建筑中，并充分显示了发现火灾及时、扑灭初起火灾迅速的特点，受到用户的肯定和好评。但是，如何正确的设计火警系统，仍然是一个十分重要而亟待深入探讨的问题。

1. 火灾报警系统设计的难度

1.1涉及的专业多。火灾报警系统涉及到强电、智能化、暖通、给排水、建筑等专业，这就要求设计人员对相关的专业知识有一定的掌握。

1.2没有专门的院校培养消防人才。我们国家至今只有在个别院校设立了消防专业，但也往往侧重于消防战训、指挥等，所以真正搞消防工程设计、安装的专业人才很奇缺。

1.3火灾报警系统产品发展很快，已从传统型、地址型发展到智能型，而且产品品种多，又无互换性，要充分了解其性能并灵活运用于设计中也是不容易的。

1.4我国第一部《火灾自动报警系统设计规范》 （GBJ 1l6-88）是1988年编制的，经过近10年的运行实践，国家公安部于1998年再次进行修订出版，并列为强制性国家标准。但是规范中一些条文有点滞后，导致设计人员对规范的理解不尽相同，最终还要参考当地消防部门的意见来设计 。

1.5大型设计院由智能化专业来设计火警系统，而一些中、小型设计院的强弱电均由电气专业来设计，工作量和难度都加大，这对设计人员提出了更高的要求。

2. 设计中遇到的主要问题及解决方案

2.1探测器的选择。

这个问题，应该说是火警系统设计人员最基本的常识，设计何种探测器应取决于所保护对象的功能是什么，可燃物特点是什么，现场有何特点。比如汽车库内探测器的设计问题，《汽车库、修车库、停车场防火设计规范》条文说明里面提到通风较好的情况下汽车库可以采用感烟探测器，笔者认为该地方是经常有汽车尾气滞留的地方，容易造成误报火警，而且现实生活中业主为了节约用电，汽车库内的通风系统平时是关闭的，根本谈不上通风，所以从责任角度讲，采用感温探测器是比较合适的。另外，在一些影剧院、教堂、展览馆等高大建筑设施内，一些设计采用了较先进的红外光束对射感烟探测器，安装位置要注意避光（包括灯光及顶棚射进的太阳光）、注意避开遮挡物，以免产生误报。

2.2手动火灾报警按钮和火灾警报装置的设置。

对规范条文的理解，可以这样认为：一个防火分区内按照60米的间距均布手动火灾报警按钮，同时要设在明显和便于操作的部位，而不是设在房间的深位地方。火灾警报装置采用声光报警器，常设置在楼梯出口附近。走道两端的手动火灾报警按钮可以与声光报警器设置在相同位置。

2.3重视防火分区的划分。

消防设计必须与建筑密切配合，系统设计应考虑防火分区的划分，特别是在大型商业和地下车库等场所。认为每个防火分区需要设置一个短路隔离器，故某一防火分区发生故障时不影响其它防火分区。

2.4防排烟的联动问题。

施工图中见有用一个模块一次开启5～6个排烟口的，一种采用传递接续开启，一旦其中1个打不开，信号传不下去，继后的便全打不开了；另一种则是同时全打开，此时电流值甚大，需全面核算。一般认为，以2～3个为宜。当然采用“单打一”控制最为安全，但造价高，应据工程性质、需要而定。

3. 小结

3.1需要与其它专业配合。

系统设计并不只是某个专业独立完成的事情，它需要各专业之间的密切配合。例如有关防火阀进入火灾报警系统的问题，电气设计人员必须和通风空调专业的设计人员密切配合，了解清楚哪个阀对应的是哪台风机或空调机，作出一个详细的联动动作表，提交给系统的承包商，以便在编制软件程序中将此逻辑关系一一列入，否则无从满足火灾情况下的联动要求。尽管有的承包商可能会根据图纸和现场的情况作出某些判断，但是否准确，并不能有完全的把握，甚至有些还出现错误。

3.2电气专业内部协调。

在设计一项工程时，电气专业往往分为强电和弱电，不同人员负责的设计内容有所侧重。然而火灾报警系统的设计人员对强电设计人员应提出要求，在建筑设计防火规范和高层建筑设计规范中，都明确要求消防用电设备应采用专用的供电回路。故名思义，专用回路是不允许在该回路上再接上其它的非消防负荷。

[文章编号]1619-2737（2014）03-03-569

报警电路设计 篇4

《YY0709-2009医用电气设备第1-8部分:安全通用要求并列标准:通用要求, 医用电气设备和医用电气系统中报警系统的测试和指南》[1], 等同采用IEC60601-1-8:2003[2]标准, 是对医疗器械报警系统基本安全及性能的要求, 适用范围非常广泛。该标准的核心内容是对视觉报警和听觉报警的要求, 从视觉报警信号特性、触发听觉报警的医学条件到听觉报警的频率和波形都进行了详尽的描述。但是通过查阅关于IEC60601-1-8英文文献和相关资料, 目前未见有国外检测机构针对这一标准中关于听觉报警和视觉报警方面提出权威的检测方法和相关技术指导[3]。

1. 标准中对听觉报警和视觉报警要求

在YY0709-2009标准中, 对不同优先级别视觉报警信号的报警指示灯颜色、闪烁频率、占空比提出了测试要求, 而后两者并非目测就能获得测试结果的, 需要我们通过视觉信号采集, 对其进行量化;对不同优先级别听觉报警信号的脉冲间隔、脉冲群间隔、脉冲振幅差异、脉冲频率、谐频数量、谐频频率、谐频与基频幅值差异和脉冲持续时间提出了很具体的要求, 并且这些参数都需要通过测试设备进行信号转化后量化才能得出测试结论。

目前国内企业常用的听觉信号检测方式是采用测试电信号的方式, 并非对听觉信号的直接测量, 视觉信号测试还是人工进行闪烁频率测试和换算。听觉报警信号的谐波分量及幅值和视觉报警信号的占空比是测试难题, 也是需要解决的一个技术难点。

为了保障检测的准确性、科学性和合理性, 实现医用电气设备和医用电气系统报警系统的测试, 如何将现有的检测设备 (如专用静音箱、听觉、视觉采集设备、听觉及视觉信号处理设备) 拼装、整合, 开发一个专用的信号分析软件, 研制出方便准确的高效测试平台就成为该领域的重要课题。

2. 医用电气设备及系统报警测试平台设想及解决方案

2.1 总体设计思路

通过对标准的解读, 我们可知测试的关键在于在合适的环境下分别选取合适信号采集设备采集待测的听觉报警和视觉报警信号, 并将此信号进行适当的处理和分析, 从而得到期望的测试数据 (测试平台设计方案示意图如图1) 。

针对现场检测的要求, 我们尝试将便携式音频/视频采集设备与处理系统进行组装, 制成便携性高的测试平台, 搭载相关软件进行测试分析, 以达到采集科学、分析准确的检测目的。

2.2 视觉信号的采集和处理部分

视觉信号采集和处理部分包括视觉采集设备、A/D转换卡、微处理器、存储器和显示器, 该部分使用视觉采集设备采集视觉报警信号, 并通过数据传输线和A/D转换卡将视觉信号输入到装有数据分析软件的微处理器中, 通过微处理器上的数据分析软件对采集到的信号进行分析, 从而得到所要测试的相关参数。这个部分需要注意两个问题:

(1) 由于视觉报警信号的闪烁亮度变化不是很大, 因此, 一方面需要控制背景光的强度, 防止视觉报警信号被背景淹没;另一方面要选取具有恰当灵敏度的视觉信号采集装置, 以便采集到微弱的视觉报警信号。

(2) 对于模拟指示灯型式的视觉报警信号, 由于可见光全波段内的亮度变化不大, 因此需要选取合适的滤光片对信号进行过滤以便获得真正的视觉报警信号。

所以涉及的方案要既能实现对视觉报警信号的直接测量, 又能解决模拟指示灯的测试问题, 完全实现针对电气医疗器械视觉报警的测试, 且具有成本低、测试效率高、测试结果可重现的优点。

2.3 听觉信号采集和处理部分

听觉信号采集和处理部分包括听觉采集设备、A/D转换卡、微处理器、存储器和显示器。该部分使用听觉采集设备采集听觉报警信号, 并通过数据传输线和A/D转换卡将听觉信号输入到装有数据分析软件的微处理器中, 通过微处理器上的数据分析软件对采集到的信号进行分析, 从而得到所要测试的相关参数。这个部分也需要注意两个问题:

(1) 在听觉信号采集过程中, 我们需要注意对周围噪声的控制, 以便得到相对准确的测试结果。根据标准要求, 测试环境的噪声应比信号噪声低15d B以上。且被测发生器与其他物体间不恰当的距离会产生意外的干涉效应, 从而增强某些本底噪声。这就需要我们对实验环境进行合理的布置以降低这方面的影响。

(2) 需要注意听觉信号采集装置的选择。我们知道不同的传声器具有不同的频响特性及指向性。如果选取频响特性差的传声器, 将会丢掉部分测试信号的频域部分。采用不恰当指向性的传声器将引入额外的测试噪声。因此我们需要从这些方面入手选取相应的听觉信号采集装置。

2.4 数据分析方面

通过采集和处理而得到的信号仍然只是无序的数据, 我们需要对这些信号进行分析以便得到我们期望得到的测试数据。因此需要开发相应的数据分析软件对采集到的数据进行分析。其主要功能应包括:

(1) 听觉信号方面:对数据的时域实时显示、分析数据波形的脉冲间隔、脉冲群间隔、脉冲振幅差异和脉冲持续时间等时域特性及脉冲频率、谐频数量、谐频频率、谐频与基频幅值差异等频域特性。

(2) 视觉信号方面:对数据进行实时显示, 并对数据进行处理从而得到闪烁频率及占空比等信息。

另外针对如此多的测试项目, 其测试过程应实现较为便利的取点、测量等操作以达到高效测量的目的。

3.总结

综上所述, 面对YY0709-2009中关于听觉报警和视觉报警信号的检测, 我们通过采用信号采集设备分别采集听觉和视觉报警信号, 并将采集到的信号转换为数字信号后送入装有数据分析软件的微处理器中, 通过微处理器上的数据分析软件对采集到的信号进行分析处理, 从而得到所要测试的相关参数。这是我们针对该测试平台的设计方案, 也是我们目前正在进行的一个检测工装研究课题的主要目标。至于采用何种听觉、视觉报警信号采集装置更科学可靠, 使用何种算法方能使整个测试平台的运行更加高效和可靠, 课题组会在今后进行总结并与读者分享。

参考文献

[1]YY0709-2009医用电气设备第1-8部分:安全通用要求并列标准:通用要求医用电气设备和医用电气系统中报警系统的测试和指南

[2]IEC 60601-1-8:2006 Medical electrical equipment--Part 1-8:General requirements for basic safety and essential performance--Collateral standard:General requirements, tests and guidance for alarm systems in medical electrical equipment and medical electrical systems

工厂监控防盗报警系统设计方案 篇5

2011-10-16 11:22 来源：中安网 作者：boxer 字体：[大 中 小]

XXXX公司化工机械厂，占地50万平方米，共三大车间，主要有进出3个大门，为了使XXXX公司化工机械厂的安全防范工程达标。参照《XXXX公司化工机械厂监控安全系统设计》的精神，本公司严格按照业主的要求，特选用了一套集监视、防盗报警为一体的安保系统为业主提供高效、可靠的技术防范手段。

工程概述

XXXX公司化工机械厂安全防范系统包括：闭路电视监控（CCTV）系统、防盗报警系统、周界静电防盗报警系统。

闭路电视监控系统

闭路电视监控系统主要是辅助保安系统对XXXX公司化工机械厂内外的现场进行监视。它使管理人员在监控中心机房中能观察到XXXX公司化工机械厂内所有重要地点的情况。如在出入口、通向室外的大门、边门、主要通道等处安装摄像机，将厂区的情况以图像方式实时传送到监控中心，值班人员通过电视屏幕墙可以随时了解这些地方的重要情况。监视系统除了起到正常的监视作用外，在接到防盗报警系统的示警信号后，还可以进行实时录象，录下报警时的现场情况，以供事后重放分析。

防盗报警系统

防盗报警系统是用报警探测器对厂区内重要地点和区域进行布防。它可以探测非法侵入时，及时向有关人员示警。防盗报警系统除以上功能外，还有就是一旦有报警，便即时记录入侵时间、地点和人物，同时向监视系统发出信号，让其录下现场情况。

系统需求

报警电路设计 篇6

关键词：安全防范；入侵报警；三维仿真；OpenGL；虚拟现实

中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2012) 09-0000-02

一、引言

目前，安全防范系统已广泛应用于社会生产、公共安全等领域，对于损失控制和犯罪预防起到了重要的作用，也取得了不少成效。然而，在对安全防范系统的设计、安装及运行等阶段投入了大量财力、物力和人力的同时，我们应该看到其所得的成效并非与这些大量的投入相匹配。很多安全防范系统的设计目的不明确，各个子系统不能达到很好的配合，多数安防设备（如：前端摄像机、入侵探测器等）都未达到最优配置。更多的情况是很多设备的安装位置不正确，甚至存在违规违法的情况。这使得安全防范系统在实际运行中，不能达到应有的防范效果（对违法行为的震慑和遏制），对所防范场景的控制、对重要或可疑事件的监视不理想，所采集的音视频信息不能被法律认可。因而使得大量安全防范系统形同虚设，造成大量资金的浪费。对安全防范系統建立科学的、直观的效能评估体系，建立规范的安全防范系统设计、安装和运行标准，势在必行。

我们以公安部重点实验室为依托，基于已有的研究成果和技术积累，以安全防范系统的设计和评估为突破点，使安全防范的设计与评估更科学、更有效，研究成果可以作为实用工具，为安防工程的设计人员提供设计工具，为方案的评估人员提供客观的评估手段。

二、系统设计与系统功能

智能报警系统的设计 篇7

关键词：智能报警,信号音检测,HT9170,HT9200A

本智能报警系统充分利用现有电话网络进行设计, 利用电话键盘操作电路、振铃识别电路、异地留言电路、自动识别主被叫摘挂机电路、双音频拨号 (自振铃) 电路等, 解决报警不及时、漏报、误报等问题, 并能提高电话接通率。主要用于家庭、店铺、办公室、具有贵重物品场所的防盗报警。

1 总体设计方案

1.1 技术要求

经过调查研究, 从技术上认真分析, 认为需满足下列六条技术要求, 方能实现功能完善、操作方便这两个主要目标。

(1) 报警器灵敏度要高, 又要求防止误报;

(2) 事故地点 (报警站) 与被呼叫对象 (接收站) 之间的空间距离应不受限制;

(3) 语音和数字信息在同一条信道上传输;

(4) 由于用户环境不同, 配合使用的传感器类型及数量亦不相同;

(5) 用E2PROM固化程序;

(6) 如因故死机, 应能正常恢复运行。

根据上述要求, 构成如图1所示的系统框图[1]。

1.2 系统主要功能

(1) 当室内有警情发生时 (如有人非法进入室内、煤气泄漏、火灾等) , 智能电话报警系统能及时地通过各种传感器获知警情, 对警情的种类进行判断, 并立即自动顺序拨打预设的2个电话号码。在拨号后, 首先判断对方是否摘机, 如是, 则根据不同的警情播放相应的录制好的语音报警内容;否则, 挂机后拨下一组预置电话, 直至2个电话全部接通。

(2) 本报警器内置电话拨号系统, 能向用户指定的2个电话机发送发生事故的地点、用户姓名、电话号码等信息的语音或数字报警信息, 使警情得到及时处理。2个电话机类型包括手机、传呼机、家用电话机。通过电话机的拨号盘就可输入2条精简指令及用户信息, 就像操作计算器一样简单。由于采用数字录音技术, 用户可自行录入语音, 反复录放, 分2段存储、播放。设有外出布防、留守撤防两种状态, 适用于家中有人、无人两种情况。

(3) 断电后, 本报警器的备用电池立即自动启用。

(4) 当电话被盗打时, 能及时报警。

2 技术措施[2]

(1) 采用公用电话线作为信息传输媒体, 不用无线方式。

(2) 传送报警信息用语音方式或数字信息方式, 可在电话机上收听, 使用方便。

(3) 报警器设有修改用户密码的电路, 可以在很远的地方通过电话线路修改自己家中的电话报警器的密码, 远程控制报警器的设防或撤防操作。

(4) 安装看门狗电路, 因故死机后能恢复正常运行。

(5) 在E2PROM中写入2条精简指令, 断电后可以永久保存。

3 智能电话报警器硬件设计

智能电话报警器硬件部分由拨号电路、自动摘挂机电路、信号音检测电路、语音录放电路、报警电路和看门狗电路等部分组成的。

3.1 主要电路设计

3.1.1 拨号电路

拨号电路采用HT9170和HT9200A分别作为双音多频 (DTMF) 信号接收器和发生器。自动拨号芯片采用串行式DTMF拨号芯片HT9200A, 接收CPU送入的电话号码并向电话线送出双音多频信号, 以使主叫和被叫用户之间建立联接。HT9200A的每一种输出频率由5位 (D4～D0) 不同的位码组合决定。当片选信号CE为低电平时, CPU通过P0.5口向HT9200A的数据输入端DATA串行输入5位编码, 在CLK的下降沿将数据锁存, 并从输出端DTMF通过模拟开关向电话线输送DTMF音调的拨号信号[3]。

3.1.2 信号发生器HT9200A

HT9200A是一种串行式DTMF信号发生器, 具有良好的温度适应性, 其工作温度范围为-20～+70 ℃, 采用8引脚DIP或SOP封装。

3.1.3 信号接收器HT9170

HT9170集成了数字解码器和带滤波器功能的双音频DTMF接收器, 可工作在掉电模式和抑制模式下。HT9170采用数字化计算方法识别, 将16倍的DTMF音频解码后转化为4位代码输出。高精度的转换电容滤波器将音频DTMF信号分离为低频信号和高频信号, 自带拨号音频阻波电路可省去前置滤波器所需的阻波电路。

3.1.4 自动摘挂机电路

自动摘挂机电路如图2所示。由三极管反相放大电路和继电器组成。系统检测信号电平为0～3.5 V, 当系统检测到报警信号时, 主控系统使PICK变为高电平, 三极管导通, 继电器吸合, K1接通, 系统自动摘机。当用户执行完命令操作之后 (如向外报警过程完成后) , 主控系统给PICK一个低电平, 三极管截止, 继电器释放, 开关K1断开, 自动挂机。

3.1.5 信号音检测电路

电话系统拨号音, 回铃音和忙音的音源频率平均为450 Hz (±25 Hz) , 只是断续比不同, 且在时间上有明显差异 (拨号音为450±25 Hz连续信号, 忙音为0.35 s通, 0.35 s断, 回铃音为1 s通, 4 s断) 。故信号音为模拟信号。信号音检测电路需完成模拟量到数字量的转换。

信号检测电路见图3。采用光电耦合器检测信号, 电阻R1, R2用于分压, R3, D用于分流, 各元件的参数如图中标注。信号经光耦后输出负脉冲信号, 输出采用带施密特触发的反相器74LS19进行信号处理, 转变成数字信号, 供主控系统计数[4]。

计数时间为5 s, 拨号音的计数下限为 (450-25) ×5=2 125, 计数上限为 (450+25) ×5=2 375, 即计数范围为2 125～2 375。同理, 忙音的计数范围为1 041～1 212, 回铃音的计数范围为425～475, 无信号音的计数值应为0。故系统采用不同信号音相邻计数界限的中间值来区分不同的信号音。

3.2 语音录放电路

系统的语音录放电路选用单片机语音录放电路系列集成电路ISD1420, ISD1420为美国ISD公司推出的产品, 单片录放时间为8～20 s, 音质好。ISD1420采用CMOS技术, 内含振荡器、话筒前置放大、自动增益控制、防混淆滤波器、平滑滤波器、扬声器驱动及E2PROM阵列。最小的录放系统仅需麦克风、喇叭、两个按钮、电源及少量电阻电容。在录放操作结束后, 器件自动进入低功耗节电模式, 功耗仅0.5 μW。

电路的放音过程是由单片机AT89C51的P1～P7口给ISD1420的PLAYL口一个高电平, 触发电路放音;给一个低电平, 停止放音。

3.3 报警信号探测电路[5,6]

报警信号探测电路如图4所示。本系统选用AMN型热释电红外传感器进行探测。用性能较好的OP-07放大信号, 用单电源供电, 放大倍数设为10 (Au=R2/R1=10) , 当有人进入其探测范围时, 传感器的2号管脚输出正向电平, 经放大后产生报警启动信号送主控制电路。

4 智能电话报警器的软件设计

软件部分主要通过汇编语言编程[3], 控制单片机AT89C51的P0, P1, P2, P3口的高低电位从而达到报警目的。首先单片机初始化, 单片机AT89C51的P3.2口开始检测报警信号, 当P3.2口检测到一个高电平时, 表示有报警信号输入, 这时P0.0口给出一个高电平信号, 使系统的自动摘挂机电路自动摘机, 同时拨号电路也处在了拨号状态。如果单片机的T0口记数结果是允许拨号, 则P2输出一组电平信号使拨号电路自动拨110报警, 否则挂机。当拨号成功后, 单片机的P1.7口给一个高电平信号, 触发放音电路自动播放预先储存在ISD1420中的报警内容。报警结束后, 单片机的P0.0口给一个低电平信号, 系统自动挂机, 完成整个报警过程。软件流程如图5所示[7]。

5 结 语

经过安装与调试, 本电话自动报警器实现了以下功能:

(1) 本系统与电话机并联, 只在报警期间占用电话线路, 报警结束后系统与电话线路脱离, 不影响电话机的正常使用, 利用公共通信网作传输媒体, 只要安装了电话的用户, 即可安装此报警器。

(2) 本报警器具有自动、快速、准确的特点, 当警情发生时, 能够自动拨打110, 对方摘机后自动播放已录制好的语音报警内容。若遇到对方占线, 能自动摘挂机, 并能按照拨号、检测、放音的顺序自动循环。

(3) 传统报警系统大都存在同时报警争信道问题。而本报警器由于利用公共通信网, 此问题得到圆满解决, 不会造成混乱, 保证报警可靠。

(4) 成本低, 可以广泛地应用于仓库、商店、家庭的安全防范。

参考文献

[1]马英.环形线圈车辆检测器在电子警察系统中的应用[J].现代电子技术, 2008, 31 (1) :184-186.

[2]蒋焕文.电子测量[M].北京:高等教育出版社, 2005.

[3]周航慈.单片机应用程序设计[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2006.

[4]王毓银.数字电路逻辑设计[M].北京:高等教育出版社, 2007.

[5]高吉祥.全国大学生电子设计竞赛培训系列教程——模拟电子线路设计[M].北京:电子工业出版社, 2007.

[6]童诗白, 华成英.模拟电子技术基础[M].3版.北京:高等教育出版社, 2007.

[7]何立民.单片机应用程序设计[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2003.

[8]沈兰荪.高速数据采集系统的原理与应用[M].北京:高等教育出版社, 2006.

[9]全国大学生电子设计竞赛组委会.全国大学生电子设计竞赛获奖作品汇编[M].北京:北京理工大学出版社, 2006.

火灾自动报警系统设计 篇8

随着我国经济建设的发展,现代高层建筑及重要建筑的防火问题引起了社会各界的高度重视,对消防报警系统提出了更高更严的要求。为了早期发现和通报火灾,防止和减少火灾危害,保护人身和财产安全,在现代化的工业民用建筑、宾馆、图书馆、科研和商业部门,火灾自动报警系统已成为必不可少的设施。电气工程设计、安装和使用是否正确不仅直接影响到建筑的消防安全,而且也直接关系到各种消防设施能否真正发挥作用。

1设计思想和基本思路

根据要实现的探测、处理和报警功能,火灾自动报警系统设计大致分为信号采集放大、信号处理控制和系统设置报警3个部分。

(1)信号采集部分即通过气体传感器检测室内气体浓度,将这种变化量转化成电压模拟量的变化,然后通过运放进行必要的放大,并将处理过的信号送存储器保存和显示器显示。

(2)信号处理部分是将采集到的模拟信号转换成数字信号,送入控制器进行处理。

(3)系统设置报警部分是通过预定的控制方式,利用蜂鸣器报警实现系统的准确操作。

2系统模块设计

2.1 气体浓度检测模块

室内故障监测报警系统采用4路巡回检测的方法,采用QM-N5型气体传感器检测房间气体浓度,检测结果送入模/数芯片ADC0809中进行模数转换。

选用的气体传感器解决了在较高温度下才能达到良好敏感度和选择性差的问题,并将气体传感器与保护系统联动,使保护系统在气体达到爆炸极限前动作,将事故损失控制在最低。同时,气体传感器的小型化和较低的价格,使之进入家庭成为可能。

2.2 主控模块

系统采用AT89S51单片机,其主要功能是与ADC0809芯片共同接收检测信号,并通过对数字信号的处理来控制外围电路及显示电路。采集信号经过ADC0809处理后送单片机进行数据处理,处理后的信息将通过单片机控制,在LCD显示器上显示出来,并且送存储器。其中,通过复位、程序执行、单步执行、掉电和节电的校验方式来对信号进行处理分析。

2.3 设置报警模块

该模块主要由键盘和报警器组成,气体浓度经过键盘设置后送单片机记录,当采集到的气体浓度超过安全值时,单片机驱动蜂鸣器工作,提供报警服务。

3硬件电路设计与分析

3.1 信号采集放大电路

使用LM358运算放大器,采用两级放大方式,第一级为比例放大,第二级为反相放大。

根据QM-N5传感器的阻值范围为0 kΩ ～2 000 kΩ,以及它加热到正常工作状态时在纯净空气中的阻值为20 kΩ,为了充分体现采集信号的精度,本设计选用了Rn=20 kΩ的电阻作为比例电阻,并使用了2 kΩ的输出电阻使传感器以电压的形式输出。但是由于输出电压Uo为负,因此必须要经过一个反相运算放大过程使它变成正的,然后才可以送入ADC0809进行模数转换。

信号采集放大电路如图1所示。

3.2 A/D转换电路

由于AT89S51内部没有A/D转换,因此采用芯片ADC0809进行模数转换,再通过单片机用软件进行输出。

从采用P2.7和WR控制芯片转换开始,使用INT0中断调用P1口传输数据,P2.7和RD控制单片机读取数据。ADDC接地,P2.5和P2.6 分别控制ADDB和ADDA选择通道IN0～IN3。A/D转换电路如图2所示。

3.3 存储器电路

本设计采用EEPROM存储器,EEPROM即电可擦除可编程只读存储器,其突出优点是能在线擦除和改写。它既具有ROM的非易失性的优点,又能像RAM一样随机读写。在单片机系统中EEPROM既可以扩展为片外ROM,又可以扩展为片外RAM;在调试程序中用EEPROM代替仿真RAM既能方便地修改程序,又能保存调好的程序。

3.4 显示器电路

LCD1602的数据口与单片机通过P1口连接,使能端E、RW和RS分别与P3.5、P3.6和P3.7连接,VO通过接一个10 kΩ的电位器来控制液晶屏幕的亮度。电路使用5V电源供电。

3.5 报警器电路

报警器在采集到的浓度信号大于系统设定值时,由P3.4口发出一个高电平信号,持续时间为无限长,直到单片机撤消高电平信号为止,其撤消信号由键盘Delete键发出。详细工作过程为:单片机从P3.4口发出高电平信号,高电平使三极管8550导通,点亮红色发光二极管,并触动蜂鸣器发出报警声音。

4软件设计

本设计使用C语言编写程序,以此来控制定时、计时中断和输出等。

软件部分用来配合硬件电路,控制后面电路的响应,以实现设计预定功能。其功能主要由两部分组成:一部分是对传感器接收到的信号进行处理;另一部分是实行中断处理,控制设置报警模块。两部分信号的处理都采用查询方式。本系统采用4路巡回检测,轮换选择4个传感器工作,并且在显示器上轮流显示工作传感器所检测到的浓度值。当检测到的浓度小于设定值时,等待定时器中断;否则执行中断程序进行报警处理,显示浓度。

5结束语

火灾自动报警系统采用单片机,对火灾发生前、后的变量进行检测对比,设定阀值从而达到自动报警的目的。在此系统的基础上,可以进行多变量检测以提高报警的准确性,也可以串联灭火系统达到自动灭火的作用,另外还可以与计算机协同监控,从而加强对火灾的控制。如今高层建筑越来越多,而我们的高层灭火体系还不够完善,火灾自动报警灭火系统还有很大的发展空间。

参考文献

[1]马明建.数据采集与处理技术[M].西安:西安交通大学出版社,2006.

[2]吴龙标,方俊,谢启源.火灾探测与信息处理[M].北京:化学工业出版社,2006.

[3]陈南.建筑火灾自动报警技术[M].北京:化学工业出版社,2006.

[4]张满栋,杨胜强,高伟卫.报警控制图形系统开发实例[M].北京:机械工业出版社,2006.

报警防盗系统的设计 篇9

随着国民经济高速发展, 人民的财产与生命安全越来越值得注意。防盗报警系统是用物理方法或光电、电子、计算机等技术, 自动探测监测区内的入侵行为产生的报警信号, 并提示监测人员发生区域。报警防盗系统是保为平安、预防盗窃, 抢劫等事件的重要设备。当有突发事件时, 就可以在监测控制中心, 通过报警的信号查出侵入点, 迅速采取措施。抽样调查表明, 普通的家庭很少装有电子防盗报警装置, 因现有的廉价家用电子防盗报警系统只够实现简单的报警, 不能在犯罪发生后给予警方取证留下任何帮助;而大型监控系统造价高, 且需要配备专业的监控人员, 不适合家用。随着人民生活水平地提高和生活节奏地提高, 开发基于移动和固定通信网络的无人监控防盗系统有着巨大的经济价值和深远的社会意义。

2、系统原理

本系统的特点如下: (1) 采用先进的传感技术获得灵敏的侵入信号; (2) 语音芯片的编程; (3) 使用单片机技术完成智能系统的控制; (4) 遥控技术和电话线远程通信的关键部分是DTMF收发电路。

电话报警将从以下几个部分入手, 电话报警的遥控器部分, 采用无线控制模式。检测模块根据用户的需要可以设置在4个以内。这四个“检测模块”都可以触发控制电路。

控制电路完成语音报警:由检测模块来的信号触发自动拨号, 先拨打110, 收到110的提机信号进行语音播放出事地点 (这个语音由用户购回该产品后进行设置) 三遍, 然后拨通主人的手机号码, 进行提示报警。

报警流程:传感器监测到侵入信号, 用SN74LS148译码传输到单片机, 单片机开始运行, 把储存的号码用MT8880传到电话线路, 接通后, ISD1420语音芯片把之前录制的语音信息放大并传给呼叫方, 完成报警。

报警信息的录制:录音时间8至20秒, 录音时Led3点亮同时ISD1420的25引脚变低, 录音结束后退出, Led3熄灭。

预设号码:用键盘录入号码, 在LED显示器上进行设置。此系统能设置4个号码, 分别在4个位置, 可以查询与拨打。

接收到启动信号后89S52开启采集模块, 并初始化图像存储模块62256.完成初始化后对图像采集的部分传输拍摄命令, 然后接收拍摄传回的图像数据, 并把传回的数据保存在数据缓存当中。接收完一个完整的数据后读出在图像缓存里的数据, 最后通过USB接口保存在U盘。整个系统框图如图1所示。

3、结语

本款新型智能无人监控防盗报警器是为解决快速报警, 有利于公安人员通过报警器的语音信息及时地将罪犯绳之以法。该系统的核心是探测、智能报警, 实验证明各种指标都基本达到要求。我们充分考虑了系统可靠性、安全性和适用性, 有较高的性价比, 适合于广泛推广使用。

参考文献

[1]何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计[M].北京:航空航天大学出版社, 1990.

[2]贾金玲.单片机原理及应用[M].成都:电子科技大学出版社, 2004.

温度监测与报警装置设计 篇10

设计的该项“温度监测与超限报警装置”能满足绝大多数冷库的改造, 以符合法规认证的要求。

同时该装置也适用于-10~80℃温度范围内实验室、冷库、冷柜、机房、老化房、建筑材料等环境的温度监测与超限报警。

1 项目需求与关键性能指标

供电方式:交流220V供电, 装置供电与冷库供电需独立

温度监测范围:-10~50℃ (≤精确度1℃)

温度采样时间间隔不大于1min

温度传感器:热电阻或铂电阻

温度显示:装置可显示温度值

温度记录方式:温度实时记录, 并通过RS232端口实现远程PC监测

报警条件:超过预设温度上下限时报警

报警方式:声光报警

外部接口:可接驳消防控制系统或者多点报警

带报警延迟功能

可同时监测3~6台设备或温度点

便于现场安装固定

2 设计思路与方案选型

2.1 设计思路 (如图1所示)

(1) 选用模块化温控仪, 需具备三种功能:温度值显示;温度上下限设置;超限报警控制

(2) 温度传感器将采集到的温度信号传送给温控仪, 温控仪实现当前温度值数字显示

(3) 温控仪与PC连接, 实现温度值的适时监测显示

(4) 温控仪当检测到温度值操作设定上下限值时, 给出“报警控制信号”

(5) 报警控制器接收到“报警控制信号”后, 控制声光报警器报警

(6) 通过外部端口, 可实现多个温控仪输入和多个远程报警器

2.2 设计方案与温控仪的选型

2.2.1 设计方案一

设计说明:

1) 温控仪选用“OMRON E5C2系列工业温控表” (见附件一)

2) 每一个设备 (温控点) 使用一套温控装置, 可以直观显示当前温度值

3) 一台电脑监测多台温控仪 (需采用RS-485接口) , 利用labview自编软件, 在一个窗口监测多个温控点

4) 当任一套温控装置温度超标时, 现场装置声光报警, 同时通过“报警控制集线器”控制保安岗亭的声光报警器进行报警提醒。

2.2.2 设计方案二

设计说明:

1) 选用的“泽大ZDR-31b智能温度记录仪”温控仪需具备可同时监测3路温度传感器 (见附件二)

2) 通过一台电脑监测6路温度传感器, 或者两台电脑分别监测3路传感器, 借用购买的仪器配套软件实现温度适时监测

3) 当任一套温控装置温度超标时, 通过报警控制集线器控制现场和保安岗亭的声光报警器同时进行报警提醒。

2.2.3 设计方案对比与方案确定 (如下表1)

1) 设计方案一:

优点:现场温度查看、温度报警区域识别更直观, 自行开发软件可更加人性化

缺点:硬件成本高, 人力投入工作量大

2) 设计方案二:

优点:硬件成本低, 人力投入工作量小

缺点:温度超限报警后, 需查看温控表确认报警区域

3) 在满足设计需求的基础上, 从易于实现和成本角度, 最终选择“设计方案二”。

3 详细设计报告

3.1 设计原理 (如图4所示)

3.2 温度控制仪参数说明

型号:ZDR-31B

生产厂商:杭州泽大仪器有限公司

技术参数:

测量范围:温度:-40~100℃

测量精度:温度:±0.2~0.5℃

记录容量:7420~30900组

记录间隔:2s~24h连续可调

通讯接口:RS-232

功能说明:

(1) 全程跟踪记录温度数据, 记录时间长 (15min记录一次数据, 可记录长达3个多月甚至更长的时间) 。

(2) 整机功耗小, 使用锂电池供电 (也可采用外接电源供电) , 电池寿命可达一年以上。

(3) 记录实验室、冷库、冷柜、机房、建筑材料等环境中的温度参数的变化, 可以随时记录下载, 下载的数据可以做成WORD或EXCEL文档, 方便研究或上级单位的检查。

(4) 软件有中英文两种版本, 可任意选择, 英文版具有国际通用性。

(5) 软件功能强大, 显示整个过程的最大小值及平均值, 数据查看方便。

(6) 可另配数据拼接软件, 将每次下载的数据曲线连接成完整的曲线。

(7) 记录时间间隔从2s~24h任意设置。

(8) 体积小, 操作简单, 性能可靠 (适应恶劣环境, 失电时不丢失数据) 。

(9) 可由自己设定温度的上下限;超限, 报警器自动报警 (报警器可放在办公室或值班室) 。

接口定义:

(1) 串行输出端口接口定义

输出接口:DB9公头

(2) 报警器输出端口接口定义 (参照下图所示)

温度记录仪内部CPU控制信号通过一个mos管驱动输出, 需要外部提供电源。电源输入端串接一个二极管作为电源保护。Vin电压取值公式如下:

Vout=Vin-VD (VD≈0.5V)

根据自带的报警器推荐control output (Vout) 信号在3.2V左右, 故选用3.7V电源输入。

3.3 报警控制集线器的设计

3.3.1 报警控制集线器设计要求

1) 提供3.7V电压输出, 电流>100m A

2) 可提供2路及以上“温度控制仪”报警控制信号接口

3) 可输出2路及以上报警开关控制信号 (控制电压AC220V, 电流500m A)

4) 具有自检功能

3.3.2 报警控制集线器原理图设计

1) 电源原理设计说明

LM317器件性能参数:

(1) 输入电压12~30V

(2) 输出电流超过1.5A

(3) 输出电压在1.2V和37V之间可调

典型应用与器件取值:

根据IC资料, 得到:

取:Vss=3.7V, R1=220Ω时,

算得:R2≈431Ω

故:R2取500Ω~2KΩ可调电位器均可

电路说明:

CB1和CB2是两个跳线帽, 用于电路调试, 检修使用。

C1和C2用作电源高频滤波, 减少网电源干扰。

2) 输入电路原理设计说明

ULN2003器件性能参数:

输入电压:Vin (ON) 2.8~24V (满足温度记录仪control output输入电压3.2V的需求)

Vin (OFF) 0~0.7V

输出电压=VCC:0~50V

电路说明:

R3、R4为下拉电阻, 在J2空置情况下, 保证U3 (ULN2003) 输入端处于低点位 (≈0V)

S1、S2为报警自检开关, 在开关闭合状态下, 模拟报警控制信号输入。

3) 输出控制电路原理设计说明

Omron G3R-202PN-DC12继电器参数说明:

额定电压:DC12V (DC9.6~14.4V)

绝缘方式:光电三端双向可控硅开关

适用负载:2A AC110~240V*2

电路说明:

D1、D3反向并联在继电器线圈两端, 用于提高继电器关断速度

R5、R6为D2、D4发光二极管限流电阻, 通常取300Ω左右, 电流在40m A左右。

ID= (VCC-VD) /R

4) 报警控制集线器PCB设计

Rule Followed By Router (布板规则)

Clearance Constraint (间隙) :40mil

Width Constraint (线宽) :40mil

因为J4端口控制的是AC220V电压, 继电器到J4端需要独立布线, 并且用热熔胶覆盖。

5) 报警控制集线器调试方案与测试结果

4 装置统调方案与测试结果

4.1 装配接线图

4.2 物料清单 (略)

4.3 装置统调方案与测试结果

5 总结

我的工作是设备维修与管理, 设备改造需要掌握扎实的电子、工控、机械等多方面的专业知识, 而尤其是电子技术的应用将有效地降低设备改造成本, “温度测量与报警装置”的设计有效地将电子技术和工控技术相结合应用, 为医院创造了效益, 深受临床科室的好评, 使我的工作更具专业性。

摘要：冷库应配有自动监测、调控、显示、记录温度状况和自动报警的设备。设计的该项“温度监测与超限报警装置”能满足绝大多数冷库的改造, 以符合法规认证的要求。同时该装置也适用于-1080℃温度范围内实验室、冷库、冷柜、机房、老化房、建筑材料等环境的温度监测与超限报警。

驾驶室航行值班报警系统的设计 篇11

0 引言

根据国际海事组织(International Maritime Organization，IMO)海上安全委员会(Maritime Safety Committee，MSC)2002 年5 月20 日通过的MSC.128(75)决议《驾驶室航行值班报警系统(Bridge Navigational Watch Alarm System，BNWAS)执行标准》，设计和生产BNWAS.该系统的目的是检测驾驶室的活动，当发觉操作人员能力丧失、值班驾驶员(Officer Of Watch，OOW)意识状态降低或当该值班人员因某种因素未履行值班员职责可能导致航海事故时，系统可自动通过指示灯和警报声及时提醒船长或其他胜任的值班人员，如大副、二副或三副.此外，BNWAS 还配备让值班人员通过应急呼叫得到及时援助的设施.［1］

BNWAS 完全符合IMO 的MSC.128(75)决议《驾驶室航行值班报警系统(BNWAS)执行标准》、IEC 62616-2010《驾驶室航行值班报警系统》、IEC 60945-2002《海上导航和无线电通信设备及系统/一般要求/测试方法和要求的测试结果》的规定.

相对于陆用工业设备而言，船用测控设备系统必须具有更高的抗干扰能力、可靠性、安全性，相关船舶规范要求的型式认可测试也更为严格.

1 系统主要功能

BNWAS 授权船长通过面板上的钥匙开关选择工作模式，分别为运行、待机和自动.所谓自动即自动受控运行，当船舶上的航向或跟踪控制系统运行时，可自动停止运行BNWAS;而在船舶上的航向或跟踪控制系统停止工作时，自动运行BNWAS.

BNWAS 指示和报警的运行顺序见图1.图中Tdx为选择的休眠期.

图1 BNWAS 指示和报警的运行顺序

图1中，当BNWAS 处在运行状态，被复位后维持3～12 min 的休眠期(Td1)，在该休眠期结束时，报警系统将触发置于驾驶台的可视指示(即第1 级光报警).

BNWAS 在该可视指示触发15 s(Td2)后在驾驶台发出第1 级声报警.第1 级声报警旨在提醒OOW，设计中让声报警具有音量渐响和声调调节特性，使OOW 在不受到惊吓的情况下得到提醒.该报警声能在驾驶室OOW 合理预期应处于的所有操作位置听到.如果第1 级声报警15 s(Td3)后还没有被应答(复位)，则在后备值班员处再发出第2 级声光报警，后备值班员包括船长或其他胜任的值班人员，如大副、二副或三副.如果第2 级声光报警后仍没有被应答，90～180 s(Td4)后，系统将在能够采取正确处置措施的船员场所(公共场所)再发出第3级远程声光报警.［2］

2 系统结构

本系统以主控制单元为核心，通过船用电缆连接系统各功能单元，见图2.

图2 BNWAS 结构

2.1 主控制单元

主控制单元安装在驾驶室内，接有两路系统电源:分别是主电源AC 110/220 V 及船用蓄电池提供的备用电源DC 24 V，系统具备电源自动切换功能.主控制单元除了连接系统各功能单元外还设有连接船用黑匣子(VDR)通信接口、红外人体运动传感器、延伸应急按钮及运行控制等信号输入口.

2.2 主操作面板

主操作面板安装在驾驶室上值班驾驶员伸手可及之处，提供一系列的按钮和指示灯用于人机交互.值班员选择、运行状态指示、各类报警灯及计时值数码显示表明当前的运行状态.此外，面板上配备有［复位］按钮和［应急呼叫］按钮，按下［复位］按钮系统进入休眠期，并重新开始计时，已发生的报警则全部停止;［应急呼叫］按钮按下后直接触发第1 级声光报警，5 s 后引发第2 级声光报警，继续计时引发第3 级声光报警.为了防止［应急呼叫］按钮误操作，还设计5 s 后悔期(其间再次按动［应急呼叫］按钮可解除应急呼叫状态).

面板上的钥匙开关由船长掌管，用于控制系统启动、停止或对运行中的各项参数进行设定.可设定的参数包括当前的备用值班员、操作模式、休眠期和声调等.设定后的参数被存储记录在主控制单元的Flash ROM中予以保护.

2.3 复位扩展按钮盒

复位扩展按钮盒安装在与主操作面板有一定距离的驾驶室内适合观察和操作的地方，便于驾驶员在较大面积驾驶室内也能就近操作.根据需要，可选择配备一到两只复位扩展按钮盒，其复位按钮和声光报警器功能与操作面板相同.

2.4 后备值班员报警盒和全员声光报警器

这些报警盒(报警器)分别安装在4 位后备值班员(船长、大副、二副、三副)房间和公共场所(如会议室、食堂及公共走道)，当第2 级报警发生时，选定的后备值班员房间的报警盒将发出相应的警报，而当第3 级报警发生时全部报警单元一起动作.

3 系统设计

在抗干扰能力、可靠性、安全性等方面船用测控设备比陆用工业设备要求更高，而驾驶室设备更有其特殊之处.根据船舶规范要求必须通过型式认可，测试主要包括:系统功能测试以检验系统的功能要求是否达标;电磁兼容性试验包括磁罗经安全距离、传导发射、静电放电抗扰度等十几项，用于检验系统的抗电磁干扰能力，避免系统对外电路实施干扰;环境试验和外壳防护等级试验用于检验环境温度对系统的影响及系统机械结构是否牢固.［3］

兼顾上述使用性能和电磁兼容及抗干扰能力、系统可靠性、安全性的要求，对系统各部分采取如下有针对性的设计.

3.1 结构设计

由图2可以看到BNWAS 的控制核心实际是由主操作面板的人机交互操作和主控制单元对扩展单元的I/O 控制两部分构成的.相对于安装在金属壳体内的PCB 板卡而言，各部分之间的连接线缆是干扰源的主要输入途径，想要提高系统的电磁兼容性能，关键在于电源的抗干扰和各部分连接线的光电隔离.本设计放弃传统的易受电磁干扰影响的信号线连接方式，采用主、副CPU 硬件结构，两者之间采用光电隔离的CAN 现场总线相连接.

主操作面板中的CPU为副CPU，其功能主要是人机对话:把采集面板上按键及锁开关状态送往主CPU，同时根据接收到的主CPU 发来的信息进行各项显示和报警.副CPU 还不断检测CAN 总线状态及按键状态，当总线异常或按键长时间不应有的接触时发出报警.主控制单元中的主CPU 除了与副CPU 交换信息外，主要是根据BNWAS 的报警运行顺序进行报警输出处理和对系统运行状态的检测，并按通信协议标准把有关信息随时发往其他船用设备(例如VDR).

主CPU 选用NXP 公司的ARM7 TDMI-S 核单片机LPC2368，该芯片功能强大、集成度高，并可提供多达4个串口、IrDA 接口、USB Device 接口、2个CAN-bus 接口、SD/MMC 卡接口、MODEM 接口、以太网接口等.［5］根据需要，本系统使用其局部功能，见图3.

图3 主CPU 接口分配框图

单片机LPC2368 的RD1/TD1 口接CAN 收发器用于与主操作面板的辅CPU 通信，而TXD1/RXD1和TXD2/RXD2 两个串行口分别接到RSM485CHT和MAX3232 电平转换芯片.前者为带光电隔离的RS485 通信总线接口，用于连接航行记录仪或其他外设;后者为RS232 通信接口，可作为近距离PC 机通信或作为下载口使用.［6］复位电路使用带Flash存储器的电源监控芯片CAT1025JI-30，在提高系统可靠性的同时保存设置的参数.INT0/INT1和INT2中断口分别用于远程复位信号和(红外)人体运动探测器信号，当系统接收到复位脉冲时触发一段复位处理程序，系统进入休眠期，重新开始计时.

3.2 现场总线

现场总线技术是当前自动化技术的热点之一.作为符合国际标准的现场总线之一，CAN-bus 已在世界范围内获得广泛应用.

本系统的主、副CPU 之间使用CAN 总线连接.所选用的CPU 单片机LPC2368 其自身集成一个完整的CAN(遵循CAN 规范V2.0B 协议)控制器，具有强大的诊断监控功能，并在很大程度上简化器件编制难度.考虑到现场电磁环境的复杂性，为确保通信可靠，选用CTM1050 作为本系统的CAN 收发器芯片.CTM1050是一款带隔离的高速CAN 收发器模块，该模块内部集成了所有必需的CAN 隔离及CAN 收、发器件，模块的主要功能是将CAN 控制器的逻辑电平转换为CAN 总线的差分电平并且具有DC 2 500 V的隔离功能.该芯片还有电磁辐射EME低、电磁抗干扰EMI 性高和高低温特性好的特点，能满足工业级产品技术要求.［7］

具体的主控单元和操作面板连接见图4.主、副CPU 芯片LPC2378 的RD1和TD1 口分别接到各自的CTM1050 收发器芯片上，并在输出口CANH和CANL 之间配备可选用的120 Ω 终端阻抗匹配电阻，而收发器的屏蔽地则通过1M 电阻和103 pF 电容接外壳地，两个CPU 之间使用带屏蔽的通信电缆相连，通信电缆屏蔽层同样接外壳地.在现场安装时要求所有的外壳地必须使用3 mm2以上的专用接地线与船壳连接以获得最佳的电磁屏蔽效果.［8］

图4 主控单元和操作面板连接

在应用层协议方面，本系统选用近来国内常用的iCAN(Industry CAN-bus Application Protocol)协议，是现场总线CAN-bus 的最新应用层协议之一，具有理解简单、易于实现、实时可靠的特点.iCAN 协议采用与CANopen和DeviceNet 协议基本相同的连接管理方式，删除比较复杂的握手管理、资源分配等内容，并使用预定义数据组合的方式管理CAN-bus总线上的节点.定稿的iCAN 协议虽然只有DeviceNet 协议完整内容的1/10，但实现的iCAN 网络却比DeviceNet 网络的规模大，适应面比较广泛，应用方式也非常灵活，尤其适合各种不同工业环境条件中的分布式数据控制网络.［4］

一个典型的CAN 数据帧由帧信息、帧ID和帧数据组成.为方便起见，程序中接收和发送的数据都用一帧(CANINFO 结构体)表示.

表1 CAN 标准帧结构

CANDAT为数据帧的数据区，每帧可收发8 字节数据，见表2.

表2 CANDAT 每帧发送的数据

3.3 电源和信号

本系统共有两路供电电源，分别来自船用发电机的主电源AC 110/220 V 及来自船用蓄电池的备用电源DC 24 V，要求系统对两路电源进行监控并有自动切换功能，当任一电源停止供给时系统会发出相应的报警提示.除了以上的供电保障功能要求外，船舶规范要求一系列电磁兼容性试验大多与电源相关，大致也可分为3 类:本系统通过电源导线对其他船用设备的干扰;模拟其他船用设备通过电源和信号线对本系统的影响;模拟雷击、断电、电源倒置、电压异常波动等情况.

兼顾各方面要求，系统电源电路设计增加相应措施，见图5.主电源AC 110/220 V 及备用电源DC 24 V分别先经抗干扰滤波器后接入系统，经由电源自动切换组件到达主控制单元.主控制单元电源入口处并联一个瞬态抑制二极管ZIN1.ZIN1是一种双向瞬态电压抑制二极管，用该器件吸收尖峰高压有很好的效果.而二极管VDIN1 用于限制电源的导通方向，经过L1，C1，C2 滤波，然后通过DC/DC 模块将电源隔离并稳压至5 V，专给CPU 及其接口芯片供电.本系统选用的DC/DC 模块具有输入电压范围大、输出过流保护、输出过压保护、输出电压精度高等功能.为了降低噪声和干扰，还将模拟电路的电源与数字电路的电源高频噪声进行隔离，图5中的L2，L3 及C5，C6 等就是用于电源高频隔离的元件.

图5 系统电源框图

3.4 系统自检和故障报警

这是船用测控设备的高可靠性重要体现.为提高BNWAS 的抗干扰能力及可靠性，设计系统硬件时，主控制单元与外部扩展配件间的线路全部采用光电隔离，并设置断线检测的回路.系统根据光电耦合器的工作电流特性，利用稳压二极管击穿前电流微小、击穿后稳压的特点，来很好地解决外电路与主机之间既有电隔离又必须有外回路断线检测的难题.典型的接口电路见图6.

图6 ［复位扩展按钮盒］与主机的接口电路

图6中，INT1和INT2 分别是检测断线信号和按键信号输入口，OUT1和OUT2 分别是声光报警信号输出口.左侧为［复位扩展按钮盒］内电路，右侧为主控制单元电路.

当复位键RST 未被按下时，断线检测电流从+24 V电源经LI1(LED 指示灯)(光电耦合器GL1输入端(RI1(DI1(LR1(RR1(VSS，回路电流IG10约为

式中:LI1，LR1 与GL1 的输入LED 管电压降均约1.6 V，而DI1 电压降为0.7 V.

具体表现在对单位实施内部控制的重要性和意义认识不足，认为内控把简单的事情复杂化，相关内控制度流于形式，缺乏可操作性。从而在实际工作中，仅认为财会人员工作就是收收付付，而没有参与单位的决策业务工作。财会人员无法提供相应的专业的意见和建议，无法为降低单位财务风险提供决策参考。

使光电耦合器GL1 输出管导通，INT0 输出低电平，通电指示灯(兼按钮夜间照明)LR1 亮;如果接口电路断开，此回路断路，通电指示灯LR1 灭，GL1输入端回路因断路而无电流通过，输出管截止，INT0 出现高电平表明接口电路断线.

此回路正常状态下a，b 两点间电压由于Vab约为8.4 V，光电耦合器GL2 回路上稳压二极管Z1(9 V)的串入，不能击穿，光电耦合器GL2，输入端无电流(极小电流)通过，INT1为高电平.

当按键按下后，由于按键短路LR1和RR1，Vab=24 V-0.7 V=23.3 V，稳压二极管Z1 击穿后稳压于9 V，按键电流从+24 V 经Z1→LI2(按键指示灯)→光电耦合器GL2 输入端→RI2→DI1→按键→VSS，光电耦合器GL2 输入电流.

光电耦合器GL2 输出管导通，INT1为低电平，表明按键按下，回路电阻的选择保证此时光电耦合器GL1 的输入电流应在工作电流范围内:

光报警信号由OUT2 输出，经光电耦合器GL3输出使LG1 亮，实现光报警输出.当系统未接此［复位扩展按钮盒］时，可把JP1 短接，使主控制单元不会因此产生不应有的断线故障信号.

3.5 红外人体运动传感器

为了简化驾驶人员的操作，系统还配备红外人体运动传感器复位信号输入接口，当有人员在驾驶室正常活动时，传感器对系统自动产生复位请求.

红外人体运动传感器无论是采用BOSCH 公司的DS936 型，还是DS939 型或DS940T 型，输出信号完全一样，工作模式均为:通电预热50 s 后，若未检测到人体运动，其输出触点闭合;若检测到人体运动，其输出触点断开;若检测到持续有人体运动，其输出触点断开但每隔5 s 闭合1 s.

若系统只外接一只红外人体运动传感器，则可把传感器输出触点一端接地，另一端接上拉电阻后由单片机LPC2368中断口INT2 口输入:那么INT2口为低电平(触点闭合)传感器工作正常，监测区无人活动;INT2 口为高电平，但每5 s 下降到低电平1 s则是持续有人体运动;INT2 长时间(大于5 s)持续处在高电平则是断路故障(因为传感器断线时输入信号线悬空).本系统充分利用单片微机INT2 口的输入特性(即输入信号持续为高或低电平不变时不会产生中断信号，但仍可读取的接口电平)，用INT2 口的下降沿触发中断对系统自动产生复位请求，10 s(大于5 s)内读取的INT2 口电平始终为高电平则是断路故障，使传感器输出信号与CPU 获得恰到好处的配合.

在大型船舶上，一只红外人体运动传感器无法覆盖较大的驾驶室，为了节省CPU 的I/O 接口和软件开支，用多个传感器时采用触点串联方法，传感器触点信号输入前附加少量预处理电路:在任意一只传感器输出触点从断开态转向闭合的瞬间，该电路可在CPU 的INT2 口产生负脉冲，而且可在任意一只传感器断线故障时在该口上获得故障信息.

多个运动传感器的接口电路见图7.在图7中假定系统应用4 只红外人体运动传感器PM1～PM4，它们的4个输出触点PK1～PK4 串联在输入触点回路上，用LM317和RJ1 组成10 mA 恒流源向传感器触点回路供电，当4个输出触点处于某种稳定状态(或某几个断开、某几个闭合)时，Va值由流过电阻RP1，RP2，RP3和RP4中的某几个(触点闭合的被短路)的电压降值确定，而Vb=12 V·RJ3/(RJ2 +RJ3)≈1 V，c 点电压为Va与Vb的分压值，被电容CJ1 保持.出现以下情况会使CPU 的INT2口得到相应的电平或负脉冲信号:

图7 红外人体运动传感器接口

(1)传感器电路断线.Va被稳压二极管限压在9 V，那么Va＞Vc＞Vb.经运算放大器IC2A 比较后，由IC2B 跟随器输出高电平，LJ1 灭，INT2 持续处在高电平而且无下降沿，则为断路故障.

(2)传感器电路接线正常，而监测区无人活动时，全部传感器输出触点闭合，Va=0 V，则Va＜Vc＜Vb.经运算放大器IC2A 比较后，由IC2B 跟随器输出低电平，LJ1 闪亮，INT2 持续处在低电平.

(3)监测区有人活动时，某个传感器输出触点处于断开状态，并且每隔约5 s 闭合一下，由于闭合瞬间Vc不会突变，Va产生2 V(10 mA ×200 Ω)的压降，使得Va瞬间小于Vc.经运算放大器IC2A 比较后，由IC2B 跟随器输出低电平脉冲，LJ1 闪亮，INT2 也输入低电平脉冲，触发单片机产生中断使BNWAS 复位.

上述附加电路巧妙地利用电容的电压不能突变，以保持原有几个传感器输出触点闭合时的状态电压，当某个传感器输出触点由断开状态转向闭合时，运算放大器两输入端瞬间产生差压，经比较输出低电平脉冲，以获得CPU 所需负脉冲信号，可解决多个传感器只需一个输入中断口INT2 的难题.

3.6 软件流程图(报警处理和时间精度)

MSC.128(75)决议对系统时间精度作了明确要求:“在使用情况下，报警系统应当能达到4.1.2 节中规定的计时要求:其精度为5%或5 s，以较小为好.”［1］本系统中，主CPU 程序的最主要程序是定时程序，主CPU 定时器每50 ms中断一次，除执行其他定时操作外，根据BNWAS 的不同计时阶段散转，进行计时后作出判断，并作相应处理.图8为主CPU定时程序主要流程.

图8 主CPU 定时程序流程

4 结束语

所设计的BNWAS 在软件配合下，硬件上采取主、副CPU 结构，CAN 现场总线，电源设计和外部配件的光电隔离及故障检测，不但具有较高的抗干扰能力、可靠性及安全性，而且功能完善.

［1］IMO RESOLUTION MSC.128(75).Performance standards for a Bridge Navigational Watch Alarm System (BNWAS)［S］.IMO:20 May 2002.

［2］IMO RESOLUTION A.1021(26).Code on alerts and indicators［S］.IMO:18 January 2010.

［3］IEC 62616.Maritime navigation and radio communication equipment and systems-bridge navigational watch alarm system［S］.IEC:2010(E).

［4］周立功.ICAN 现场总线原理与应用［M］.北京:北京航空航天大学出版社，2007.

［5］周立功.ARM 嵌入式系统基础教程［M］.北京:北京航空航天大学出版社，2008.

［6］钟鸣泉，黄学武，郑华耀.基于ARM 微处理器的多串口多协议网关设备设计［J］.上海海事大学学报，2008，29(1):62-66.

［7］毛兴武.新型电子元器件及其应用技术［M］.北京:中国电力出版社，2010.

消防报警系统设计探讨 篇12

1 消防报警系统的选择

面对各种不同的建筑工程, 报警消防控制系统应该采取不同的方式。目前出现了总线、二总线、全总线形式的火灾自动报警系统, 不再单纯是原来N+1线制和多线制的消防报警系统。目前电子科技的进步, 总线形式的自动报警系统报警误报率低、灵敏度高、设备的可靠性强, 设计简单, 得到了广泛的应用。目前, 我国的消防报警系统和消防的联动设备的布线主要采用的是两种方式, 一是全总线系统, 即消防报警回路与消防联动回路合二为一, 也就是说系统中同一回路中既可以输入有火灾的报警信号, 也可以输出联动消防设施动作的模块;二是报警联动总线分立系统, 在这个设计中两系统各自独立, 系统中报警回路只有接受信号和报警探测器的输入模块, 而联动回路均为手动直接控制点和输出模块。针对这两种不同的设计方案, 一般来讲, 小规模的系统最好采用全总线的系统布线, 因为这种系统布线简洁, 而且相对来讲施工难度小, 同时可以节省很多的投资。分立总线的系统适合于大型建筑或者建筑群中报警系统, 这种系统比较可靠, 可以避免事故时大量设备无法启动, 避免一处故障造成报警与联动总线一起被隔离。

2 传统的消防报警系统设计存在的问题

目前建筑消防报警控制的主要控制方式仍然是独立控制模式, 这个独立控制模式是由主机与终端探测器之间巡检扫描方式构成。对实现新功能的开发和延伸具有较大的局限性。随着发展的需要, 国内多家消防设备生产的专业公司也都做出了很大努力, 分别根据实际情况提出了自己所在城市的一些消防联网报警应用的解决方案。应该看到, 由于主要采用基于单板机为核心的设备, 城市联网利用通信的广域连网方式来最终实现消防报警控制系统。就我国的实际情况来讲, 由于涉及的标准、国家行政准入制、许可证制、自身利益等因素困扰许多企业的报警系统设计发展, 许多的企业均认为超前的研发有不确定性风险等问题, 所以不愿意耗费财力在这些方面, 结果就是国内在该方面的技术、研究等方面远远地落后于发达国家。

随着信息化的不断向前快速发展, 城市综合信息需求量也在逐步地提升, 传统的消防报警控制系统存在的缺陷也就越来越显著了, 主要可以归结为以下几点:

1) 现存系统的连网方式主要采用两种:一是报警控制主机通过PC机以太网实现连网, 这个控制主机以单板机为核心, 通过RS232与pc机实现通讯, 然后实现联网;二是以单板机为核心的报警控制主机以电话拨号方式实现联网功能, 这个过程是控制主机通过RS232调制解调器, 然后进行电话拨号, 实现联网。

2) 在以信息资源为主的枢纽位置上的消防报警系统, 不能满足城市综合化、信息化和城市整体化的要求;无法构建集控制、通信、指挥、情报为一体的现代的网络化的消防控制系统, 那么也就达不到最大限度保障人民生命财产安全的目的, 这个系统就不能很好地为现代化的消防控制系统所使用。

3) 现存系统对降低运行维护成本、提升城市综合防御能力、节约灾情救助资源、保障安全性和可靠性等方面已经显出了明显的不足倾向, 所以要不断地创新消防报警系统设计, 满足现代化发展的需要。

4) 传统的消防报警设计系统对未来技术标准的支持与应用起到阻碍, 不利于其健康发展, 如无线控制系统、构建嵌入式操作系统的控制系统等无法控制。

3 现代化的消防报警系统设计

3.1 消防报警主要系统组成

现代化的新型网络消防报警控制系统包括许多的子系统, 是一个典型的微机自动检测系统, 是网络消防报警系统和自动检测系统的有机组合。微机基本子系统、数据通信子系统与接口、数据采集子系统与接口、数据分配子系统及接口、基本I/O子系统及接口。这个系统应该具备的如下的技术要求:该系统应能常年运行、消防报警控制系统进行自动控制、控制主机具有以太网联网功能, 能够把已经检测到的数据和设备状态进行相应的报警处理;网络报警控制中心管理计算机能处理前端网络消防报警控制主机的各项报警参数;前端网络消防报警控制主机且能独立完成现场联动设备的自动控制。

3.2 消防报警系统的总体结构设计

消防报警系统采用分布式计算机控制系统, 前端控制报警控制主机是非常标准的工业控制运用的计算机, 在城市中的各个建筑物消防控制室都有分布, 用来控制感温探测器、各种联动控制装置、感烟探测器、消防报警装置、参数检测装置等。以太网为接口卡前段控制主机内置, 通过广域网络与城市消防报警控制中心Call Center连接起来。Call Center可以理解为一个大型数据库, 这个数据库对各个建筑物的消防报警控制的各项信息进行管理, 结合城市GIS的职能要素在灾情发生时即使准确地提供合理的救助方案。

3.3 消防报警系统硬件设计

系统硬件结构首先是探测器, 主要用来检测火灾用的感烟、感温型探头, 或者用来检测盗窃之类非法侵入的红外线探头等。探测元件可以用来对超压、溢出、过流、温度越限等进行相应的检测。区域报警器控制巡回检测, 不断地收集探测器的输出信号, 并且把系统中出现异常的信号发送到报警控制器。报警控制器首先发出简单的声光报警, 然后通过RS232串行通讯口把出现异常的探测器信号汇报给上位机。上位机与区域控制器、报警控制器构成多媒体的消防系统, 对探测编码进行及时处理。

3.4 消防报警系统软件设计

消防报警系统软件的功能主要可以归结为以下几点:

1) 密切地监视报警控制器发出的串行信号, 并且对这些信号进行分析, 判断是否有火灾或探头故障发生;

2) 火灾发生时, 及时地发出语音警报, 登记火灾发生的时间等;

3) 探头等消防设施可在控制屏幕上进行交互式地编号、查阅、安装、拆卸、修改;

4) 提供平面图的绘制、查阅、修改、存档等图片管理操作功能。

摘要：随着社会的发展, 消防报警系统设计取得了很大的发展。本文主要介绍了消防报警系统的选择, 传统消防报警系统存在的问题以及消防系统的设计方案。

关键词：消防,报警系统,设计

参考文献

[1]火灾自动报警系统设计规范GB50116-98.

[2]火灾自动报警系统施工及验收规范GB50166-92.