家庭火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題 目 家庭火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 系 專 業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 生 姓 名 性別 男 指 導(dǎo) 教 師 職稱 2011 年 5 月 17 日沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）i家庭火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)家庭火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘摘 要要 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高以及其它各項(xiàng)事業(yè)的興旺發(fā)達(dá)，城市用地日益緊張，促進(jìn)家庭住宅方式正向著高層化、密集化發(fā)展，使得家庭住宅的裝修用料和方式也越趨多樣化，并隨著用電負(fù)荷及煤氣耗量的加大，對(duì)家庭火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2、提出了新的挑戰(zhàn)。為確保大家生命財(cái)產(chǎn)的安全，家庭火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)就成為民用建筑設(shè)計(jì)中重中之重。本文論述了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的需求和國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀作了分析整理，對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)做了闡述。本文在分析系統(tǒng)整體構(gòu)成的基礎(chǔ)上，并參考消防報(bào)警的有關(guān)規(guī)范，對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的論述。在系統(tǒng)組成設(shè)計(jì)中，對(duì)系統(tǒng)采用模塊化的功能劃分，運(yùn)用單片機(jī)和數(shù)字電子技術(shù)，按照不同的功能模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要有火災(zāi)探測(cè)器模塊，報(bào)警控制器模塊，顯示模塊，鍵盤接口模塊，聯(lián)動(dòng)控制模塊。并且運(yùn)用 Multisim9 對(duì)部分模塊進(jìn)行了仿真，說明了該系統(tǒng)是可行的。此外，對(duì)控制器工作的程序進(jìn)行了設(shè)計(jì)，分析了各個(gè)端口的工作過程。關(guān)鍵詞：

3、 火災(zāi)報(bào)警；探測(cè)器；單片機(jī)沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）iiAbstractWith the rapid development of Chinas economic construction, the continuous improvement of living standards and prosperity of other undertakings, the increasingly tense urban land use, ways to promote family homes is toward high-level of, intensive developme

4、nt, making the family home decoration materials and increasingly diverse ways, and with the electricity load and gas consumption to increase, the family of automatic fire alarm system design presented new challenges. To ensure the safety of lives and property of everyone, the family of automatic fir

5、e alarm system design to become the most important civil building design. These papers discuss the automatic fire alarm system requirements and development status at home and abroad are analyzed and organize the structure and characteristics of the system are described in detail. Based on the analys

6、is form the basis of the whole system and fire alarm reference to the relevant norms of the specific content of the system design were discussed in detail. Components in the system design, modular feature of the system by using the microcontroller and digital electronics, in accordance with the desi

7、gn of different functional modules, there are fire detector module, the alarm controller module, display module, keyboard interface module, the printer interface module, linkage control module. And the use of Multisim9 on the part of the simulation module to show that the system is feasible. In addi

8、tion, the work of the controller design procedures, analysis of the various ports of the work process Key word: Fire alarm； detector； SCM沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）iii目錄第一章第一章 引言引言11.1 概述11.2 發(fā)展趨勢(shì)11.3 現(xiàn)狀及特點(diǎn)2第二章第二章 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的分析火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的分析32.1 區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)32.2 集中火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)32.3 控制中心報(bào)警系統(tǒng)4第三章第三章 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)63.1

9、 觸發(fā)模塊63.1.1 火災(zāi)探測(cè)器的分類和選用63.1.2 手動(dòng)報(bào)警按鈕的設(shè)置93.2 控制模塊103.2.1 硬件組成103.2.2 單片機(jī)控制模塊113.3 數(shù)碼顯示電路123.4 聲光報(bào)警電路133.5 數(shù)據(jù)采集143.6 系統(tǒng)程序143.7 報(bào)警模塊253.8 消防聯(lián)動(dòng)模塊25第四章第四章 系統(tǒng)的仿真系統(tǒng)的仿真274.1 EDA 介紹274.2 利用 Muitisim9 仿真一個(gè)八路的報(bào)警系統(tǒng)284.2.1 仿真軟件簡(jiǎn)介284.2.2 仿真系統(tǒng)的運(yùn)行28沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）iv4.3 中斷申請(qǐng)的撤除仿真304.4 中斷請(qǐng)求信號(hào)處理的仿真324.5 555 定時(shí)器延時(shí)

10、電路的仿真344.6 顯示部分設(shè)計(jì)364.7 系統(tǒng)的運(yùn)行過程37第五章第五章 經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析38第六章第六章 結(jié)論結(jié)論39致致 謝謝41參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)42附錄一附錄一 中文譯文中文譯文附錄二附錄二 外文原文外文原文 沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1第一章第一章 引言引言1.1 概述概述 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，一般由火災(zāi)探測(cè)器、區(qū)域報(bào)警器和集中報(bào)警器組成；也可以根據(jù)工程的要求同各種滅火設(shè)施和通訊裝置聯(lián)動(dòng)，以形成中心控制系統(tǒng)。即由自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)滅火、安全疏散誘導(dǎo)、系統(tǒng)過程顯示、消防檔案管理等組成一個(gè)完整的消防控制系統(tǒng)。 火災(zāi)探測(cè)器是探測(cè)火災(zāi)的儀器，由于在火災(zāi)發(fā)生的階段，將伴隨產(chǎn)

11、生煙霧、高溫格火光。這些煙、熱和光可以通過探測(cè)器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)報(bào)警或使自動(dòng)滅火系統(tǒng)啟動(dòng)，及時(shí)撲滅火災(zāi)。 區(qū)域報(bào)警器能將所在樓層之探測(cè)器發(fā)出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲光報(bào)警，并在屏幕上顯示出火災(zāi)的房間號(hào)；同時(shí)還能監(jiān)視若干樓層的集中報(bào)警器（如果監(jiān)視整個(gè)大樓的則設(shè)于消防控制中心）輸出信號(hào)或控制自動(dòng)滅火系統(tǒng)。 集中報(bào)警是將接收到的信號(hào)以聲光方式顯示出來，其屏幕上也具體顯示出著火的樓層和房間號(hào)，機(jī)上停走的時(shí)鐘記錄下首次報(bào)警時(shí)間性，利用本機(jī)專用電話，還可迅速發(fā)出指示和向消防隊(duì)報(bào)警。此外，也可以控制有關(guān)的滅火系統(tǒng)或?qū)⒒馂?zāi)信號(hào)傳輸給消防控制室。對(duì)于智能化住宅小區(qū)，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是一個(gè)重要的組成部分，其設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格遵循國(guó)家

12、現(xiàn)行的消防規(guī)范。如 GB50045高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 、 建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 （GBJ16） 、 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范 （GB50116）等。本文所敘述的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)主要針對(duì)的是新建住宅、公寓和住宅小區(qū)。1.2 發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì) 國(guó)外一些較發(fā)達(dá)的國(guó)家，具有火災(zāi)預(yù)防、報(bào)警、撲救、善后處理等比較完善的消防體系。政府每年都要撥出大筆資金用于消防設(shè)各更新、人員培訓(xùn)以及消防設(shè)施維護(hù)。德國(guó)、日木、美國(guó)等國(guó)家就采用計(jì)算機(jī)與用戶終端的傳感器或者用戶終端信號(hào)采集器相連，對(duì)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)各實(shí)時(shí)監(jiān)控以及故障遠(yuǎn)程傳輸。例如:美國(guó)、加拿大、英國(guó)、澳大利亞、日木等國(guó)家在建設(shè)和應(yīng)用城市火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)方而均

13、有可供借鑒的成功經(jīng)驗(yàn)。他們將自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警作為公共報(bào)警手段接入監(jiān)控系統(tǒng)，并有效運(yùn)行多年，使消防指揮中心能夠快速準(zhǔn)確判斷火災(zāi)地點(diǎn)、火災(zāi)類型，并調(diào)度消防部隊(duì)迅速到達(dá)現(xiàn)沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2場(chǎng)，自動(dòng)報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)在此起到了很大的作用。此外，這些國(guó)家在監(jiān)控系統(tǒng)管理方而比較規(guī)范，專門成立一個(gè)監(jiān)控服務(wù)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)的責(zé)任是保證火災(zāi)報(bào)警數(shù)據(jù)通信暢通，為用戶服務(wù)，對(duì)用戶負(fù)責(zé)，同時(shí)向消防部隊(duì)傳送可靠的火災(zāi)報(bào)警信息，而消防部門的主要責(zé)任是對(duì)此類服務(wù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行資質(zhì)審杳及監(jiān)督管理。這種管理運(yùn)作方式已經(jīng)取得了良好的效果。我國(guó)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)起步較發(fā)達(dá)國(guó)家晚幾十年，從上世紀(jì) 70 年代我國(guó)才開始研制生產(chǎn)火災(zāi)報(bào)警系

14、統(tǒng)產(chǎn)品。進(jìn)入 80 年代后，國(guó)內(nèi)主要廠家也多是模仿國(guó)外產(chǎn)品，或是引進(jìn)國(guó)外技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，沒有真正意義上的核心技術(shù)，并且市場(chǎng)也剛剛開始發(fā)育?；馂?zāi)報(bào)警產(chǎn)品真正發(fā)展是在 90 年代以后，隨著政府逐漸開放國(guó)門，國(guó)外企業(yè)開始大量進(jìn)入中國(guó)消防市場(chǎng)，帶來先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)也促進(jìn)了市場(chǎng)的成熟。這時(shí)期，我國(guó)生產(chǎn)火災(zāi)報(bào)警產(chǎn)品的企業(yè)也得到了快速發(fā)展，部分企業(yè)進(jìn)行了合資生產(chǎn)、技術(shù)合作，取得了小菲的成績(jī)，也造就了現(xiàn)今市場(chǎng)上許多有實(shí)力的商家，部分技術(shù)已接近或趕上了國(guó)際水平。1.3 現(xiàn)狀及特點(diǎn)現(xiàn)狀及特點(diǎn) 消防報(bào)警產(chǎn)品是一個(gè)系列產(chǎn)品，包括火災(zāi)探測(cè)設(shè)備、信息傳輸設(shè)備、報(bào)警分析控制器、消防控制聯(lián)動(dòng)。是物理傳感技術(shù)、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)

15、、數(shù)據(jù)傳輸和管理、智能樓宇等技術(shù)的綜合集成，屬于高新技術(shù)。依托中國(guó)多年的基本建設(shè)的發(fā)展，這個(gè)行業(yè)也得到發(fā)展，具備了和國(guó)外知名企業(yè)抗衡的能力。在目前中國(guó)許多冠名以高新技術(shù)的行業(yè)中，中國(guó)企業(yè)大多做的是下游的制造和服務(wù)，分取極少一部分的利潤(rùn)，象消防報(bào)警產(chǎn)品那樣又擁有自我知識(shí)產(chǎn)權(quán)，又擁有大量市場(chǎng)的行業(yè)其實(shí)是很少的。由于城市人口膨脹，城市土地資源匱乏，住宅小區(qū)內(nèi)多建成大型綜合性高層建筑群，即以裙房為連體，多棟高層住宅建在裙房上，裙房設(shè)有商場(chǎng)等公共建筑。以北京市東北方的望京某小區(qū)為例，總建筑面積約 70 多萬平方米，建筑物地下設(shè)有汽車庫(kù)，裙房設(shè)有超市、商城、餐飲、娛樂、銀行等，高層部分由幾棟住宅和寫字樓組

16、成。建筑物內(nèi)人口的增加，煤氣、家用電器設(shè)備和公用電器設(shè)備使用中的不安全因素等，均具有火災(zāi)隱患，對(duì)小區(qū)居民的生命和財(cái)產(chǎn)造成很大的威脅。因此，人們?cè)絹碓狡惹械匾笮^(qū)物業(yè)在設(shè)施和管理上采用有效的措施，以滿足日益增長(zhǎng)的安全防范要求。沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警應(yīng)用技術(shù)應(yīng)進(jìn)一步著眼于當(dāng)前國(guó)際發(fā)展的新形勢(shì)，加快更新改造進(jìn)程，加強(qiáng)對(duì)數(shù)字技術(shù)和新工藝、新材料的應(yīng)用，改進(jìn)系統(tǒng)能力，使火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警應(yīng)用技術(shù)向著高可靠、低誤報(bào)和網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向發(fā)展。第二章第二章 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的分析火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的分析建筑中火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是當(dāng)代電子信息技術(shù)與傳統(tǒng)的建筑火災(zāi)探測(cè)報(bào)警技術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物

17、?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警控制系統(tǒng)由火災(zāi)探測(cè)器、火災(zāi)報(bào)警控制器、火災(zāi)警報(bào)裝置，以及聯(lián)動(dòng)控制裝置等組成。探測(cè)器是對(duì)火災(zāi)有效探測(cè)的基礎(chǔ)與核心，控制器是火災(zāi)信息處理和報(bào)警控制的核心，最終通過聯(lián)動(dòng)控制裝置實(shí)施消防控制和滅火操作。它是人們?yōu)榱思霸绨l(fā)現(xiàn)和通報(bào)火災(zāi)，并及時(shí)采取有效措施控制和撲滅火災(zāi)而設(shè)置在建筑物中或其他場(chǎng)所的一種自動(dòng)消防設(shè)施，是人們同火災(zāi)作斗爭(zhēng)的有力工具?；馂?zāi)報(bào)警控制器通常按其用途分為區(qū)域報(bào)警控制器、集中報(bào)警控制器和通用報(bào)警控制器。區(qū)域報(bào)警控制器用于火災(zāi)探測(cè)器的監(jiān)測(cè)、巡檢、供電，備電，接收監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)火災(zāi)探測(cè)器的報(bào)警信號(hào)，并轉(zhuǎn)換為聲、光報(bào)警輸出，顯示火災(zāi)部位等，其主要功能有火災(zāi)信號(hào)處理與判斷，聲、光報(bào)警，

18、故障監(jiān)測(cè)，模擬檢查，報(bào)警記時(shí)，備電切換和聯(lián)動(dòng)控制等。集中報(bào)警控制器用于接收區(qū)域控制器火災(zāi)信號(hào)，顯示火災(zāi)部位，記錄火災(zāi)信息，協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)控制和構(gòu)成終端顯示等，主要功能包括報(bào)警顯示、控制顯示、記時(shí)、聯(lián)動(dòng)控制、信息傳輸處理等。通用火災(zāi)報(bào)警控制器兼有區(qū)域和集中控制器的功能，小可作為區(qū)域控制器使用，大可獨(dú)立構(gòu)成中心處理系統(tǒng)，其形式多樣，功能完備，可按其特點(diǎn)構(gòu)成各種類型的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)模式。火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)基本形式有 3 種:區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)、集中報(bào)警系統(tǒng)和控制中心報(bào)警系統(tǒng)。2.1 區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)由火災(zāi)探測(cè)器、手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕、區(qū)域火災(zāi)報(bào)警控制器、火災(zāi)警報(bào)裝置

19、及電源等構(gòu)成，如圖 2.1 所示。區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，但使用面很廣。既可單獨(dú)用在工礦企業(yè)的計(jì)算機(jī)房等重要部位和民用建筑的塔樓公寓，寫字樓等處。也可作沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4為集中報(bào)警系統(tǒng)和控制中心系統(tǒng)中最基本的組成設(shè)備。2.2 集中火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)集中火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)集中火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)通常由集中火災(zāi)報(bào)警控制器，兩臺(tái)或兩臺(tái)以上區(qū)域火災(zāi)報(bào)警控制器，火災(zāi)探測(cè)器，手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕，火災(zāi)警報(bào)裝置及電源等構(gòu)成，如圖 2.2 所示。區(qū)域火災(zāi)報(bào)警控制器火災(zāi)探測(cè)器手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕電源火災(zāi)警報(bào)裝置圖 2.1 區(qū)域火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)框圖火災(zāi)探測(cè)器手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕區(qū)域火災(zāi)報(bào)警控制器區(qū)域火災(zāi)報(bào)警控制器集中火災(zāi)報(bào)警控

20、制器電源火災(zāi)警報(bào)裝置火災(zāi)探測(cè)器手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕圖 2.2 集中火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)框圖集中控制系統(tǒng)在一級(jí)中檔賓館，飯店用得比較多。根據(jù)賓館，飯店的管理情況，沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5集中報(bào)警控制器設(shè)在消防控制室。區(qū)域飽經(jīng)控制器設(shè)在各樓盤服務(wù)臺(tái)，管理比較方便。2.3 控制中心報(bào)警系統(tǒng)控制中心報(bào)警系統(tǒng)控制中心報(bào)警系統(tǒng)通常由至少一臺(tái)集中火災(zāi)報(bào)警控制器，一臺(tái)消防聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備，兩臺(tái)或兩臺(tái)以上區(qū)域火災(zāi)報(bào)警控制器，火災(zāi)探測(cè)器，手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕，火災(zāi)警報(bào)裝置，火警電話，火災(zāi)應(yīng)急照明，火災(zāi)應(yīng)急廣播，聯(lián)動(dòng)裝置及電源等構(gòu)成，如圖 2.3 所示?；馂?zāi)探測(cè)器手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕區(qū)域火災(zāi)報(bào)警控制器區(qū)域

21、火災(zāi)報(bào)警控制器火災(zāi)探測(cè)器消防聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備集中火災(zāi)報(bào)警控制器火災(zāi)警報(bào)裝置火警電話火災(zāi)應(yīng)急照明火災(zāi)應(yīng)急廣播聯(lián)動(dòng)裝置電源圖 2.3 控制中心報(bào)警系統(tǒng)框圖控制中心報(bào)警系統(tǒng)主要用于大型賓館，飯店，商場(chǎng)，辦公室等。此外，多用于大型建筑群和大型綜合樓工程?？刂浦行南到y(tǒng)在商場(chǎng)，賓館，公寓，綜合樓的應(yīng)用也比較普遍。住宅小區(qū)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)一般選用控制中心報(bào)警系統(tǒng)。沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6第三章第三章 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)層出不窮，但是火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警的基本功能模塊是一樣的。如圖3.1火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)觸發(fā)模塊 控制模塊報(bào)警 模塊聯(lián)動(dòng)模塊圖

22、3.1 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)框圖3.1 觸發(fā)模塊觸發(fā)模塊觸發(fā)模塊由火災(zāi)探測(cè)器和手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕組成。3.1.1 火災(zāi)探測(cè)器的分類和火災(zāi)探測(cè)器的分類和選用選用火災(zāi)探測(cè)器是火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警和自動(dòng)滅火系統(tǒng)最基本和最關(guān)鍵的部件之一，對(duì)被保護(hù)區(qū)域進(jìn)行不間斷的監(jiān)視和探測(cè)，把火災(zāi)初期階段能引起火災(zāi)的參數(shù)（煙、熱及光等信息）盡早、及時(shí)和準(zhǔn)確地檢測(cè)出來并報(bào)警。除易燃易爆物質(zhì)遇火立即爆炸起火外，一般物質(zhì)的火災(zāi)發(fā)展過程通常都要經(jīng)過引燃、發(fā)展和熄滅三個(gè)階段。因此，火災(zāi)探測(cè)器的選擇原則是要根據(jù)被保護(hù)區(qū)域內(nèi)初期火災(zāi)的形成和發(fā)展特點(diǎn)去選擇有相應(yīng)特點(diǎn)和功能的火災(zāi)探測(cè)器。一般說來，火災(zāi)探測(cè)器分為以下幾類：(1) 感煙探測(cè)器沈陽建筑大學(xué)

23、城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7感煙探測(cè)器是用于探測(cè)物質(zhì)燃燒初期在周圍空間所形成的煙霧粒子含量，主要用來探測(cè)可見或不可見的燃燒產(chǎn)物及期貨速度緩慢的初期火災(zāi)，并自向火災(zāi)動(dòng)報(bào)警控制器發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)的一種火災(zāi)探測(cè)器。它響應(yīng)速度快，能及早地發(fā)現(xiàn)，是使用量最大的一種火災(zāi)探測(cè)器。感煙探測(cè)器從作用原理上分類，可分為離子型、光電型兩種類型。離子感煙火災(zāi)探測(cè)器是對(duì)能影響探測(cè)器內(nèi)電離電流的燃燒產(chǎn)物敏感的探測(cè)器。光電感煙探測(cè)器是利用火災(zāi)時(shí)產(chǎn)生的煙霧粒子對(duì)光線產(chǎn)生吸收遮擋、散射或吸收的原理并通過光電效應(yīng)而制成的一種火災(zāi)探測(cè)器。光電感煙探測(cè)器可分為遮光型和散射型兩種。(2) 感溫火災(zāi)探測(cè)器感溫火災(zāi)探測(cè)器是對(duì)警戒范圍內(nèi)某

24、一點(diǎn)或某一線段周圍的溫度參數(shù)敏感響應(yīng)的火災(zāi)探測(cè)器。根據(jù)監(jiān)測(cè)溫度參數(shù)的不同，感溫火災(zāi)探測(cè)器有定溫、差溫和差定溫三種。探測(cè)器由于采用的敏感元件不同，又可派生出各種感溫探測(cè)器。與感煙火災(zāi)探測(cè)器和感光火災(zāi)探測(cè)器比較，感溫火災(zāi)探測(cè)器的可靠性較高，對(duì)環(huán)境條件的要求更低，但對(duì)初期火災(zāi)的響應(yīng)要遲鈍些，報(bào)警后的火災(zāi)損失要大些。它主要適用于因環(huán)境條件而使感煙火災(zāi)探測(cè)器不宜使用的某些場(chǎng)所；并常與感煙火災(zāi)探測(cè)器聯(lián)合使用組成與門關(guān)系，對(duì)火災(zāi)報(bào)警控制器提供復(fù)合報(bào)警信號(hào)。由于感溫火災(zāi)探測(cè)器有很多優(yōu)點(diǎn)，它是僅次于感煙火災(zāi)探測(cè)器使用廣泛的一種火災(zāi)早期報(bào)警的探測(cè)器。在可能產(chǎn)生明燃或者若發(fā)生火災(zāi)不及早報(bào)警將造成重大損失的場(chǎng)所，不宜

25、選用感溫火災(zāi)探測(cè)器；溫度在 0以下的場(chǎng)所，不宜選用定溫火災(zāi)探測(cè)器；正常情況下溫度變化較大的場(chǎng)所，不宜選用差溫火災(zāi)探測(cè)器；火災(zāi)初期環(huán)境溫度難以肯定時(shí)，宜選用差定溫復(fù)合式火災(zāi)探測(cè)器。 (3)感光火災(zāi)探測(cè)器感光火災(zāi)探測(cè)器又稱為火焰探測(cè)器，它是一種能對(duì)物質(zhì)燃燒火焰的光譜特性、光照強(qiáng)度和火焰的閃爍頻率敏感響應(yīng)的火災(zāi)探測(cè)器。它能響應(yīng)火焰輻射出的紅外、紫外和可見光。感光探測(cè)器的主要優(yōu)點(diǎn)是：響應(yīng)速度快，其敏感元件在接受到火焰輻射光后的幾毫秒，甚至幾個(gè)微秒內(nèi)就發(fā)出信號(hào)，特別適用于突然起火無煙的易燃易爆場(chǎng)所。它不受環(huán)境氣流的影響，是惟一能在戶外使用的火災(zāi)探測(cè)器。另外，它還有性能穩(wěn)定、可靠、探測(cè)方位準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，因而

26、得到普遍重視。在火災(zāi)發(fā)展迅速，有強(qiáng)烈的火焰和少沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8量煙、熱的場(chǎng)所，應(yīng)選用火焰探測(cè)器。在可能發(fā)生無焰火災(zāi)、在火焰出現(xiàn)前有濃煙擴(kuò)散、探測(cè)器的鏡頭易被污染、探測(cè)器的光束易被遮擋、探測(cè)器易受陽光或其他光源直接或間按照射、在正常情況下有明火作業(yè)及弧光影響等情形的場(chǎng)所，不宜選用火焰探測(cè)器。工程中主要用紅外火焰型和紫外火焰型兩種。紅外感光火災(zāi)探測(cè)器是一種對(duì)火焰輻射的紅外光敏感響應(yīng)的火災(zāi)探測(cè)器。紅外線波長(zhǎng)較長(zhǎng)，煙粒對(duì)其吸收和衰減能力較弱，致使有大量煙霧存在的火場(chǎng)，在距火焰一定距離內(nèi)，仍可使紅外線敏感元件感應(yīng)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。因此，這種探測(cè)器誤報(bào)少，響應(yīng)時(shí)間快，抗干擾能力強(qiáng)，

27、工作可靠。紫外感光火災(zāi)探測(cè)器是一種對(duì)紫外光輻射敏感響應(yīng)的火災(zāi)探測(cè)器。紫外感光探測(cè)器由于使用了紫外光敏管為敏感元件，而紫外光敏管同時(shí)也具有光電管和充氣閘流管的特性，它具有響應(yīng)速度快、靈敏度高的特點(diǎn)，可以對(duì)易燃物火災(zāi)進(jìn)行有效報(bào)警。由于紫外光主要是由高溫火焰發(fā)出的，溫度較低的火焰產(chǎn)生的紫外光很少，而且紫外光的波長(zhǎng)也較短，對(duì)煙霧穿透能力弱，所以它特別適用于有機(jī)化合物燃燒的場(chǎng)合。例如，油井、輸油站、飛機(jī)庫(kù)、可燃?xì)夤?、液化氣罐、易燃易爆品倉(cāng)庫(kù)等，特別適用于火災(zāi)初期不產(chǎn)生煙霧的場(chǎng)所（如生產(chǎn)儲(chǔ)存酒精、石油等場(chǎng)所） ?；鹧鏈囟仍礁撸鹧鎻?qiáng)度越大，紫外光輻射強(qiáng)度也越高。 (4)可燃?xì)怏w火災(zāi)探測(cè)器可燃?xì)怏w包括天然氣

28、、煤氣、烷、醇、 ，醛、炔等?？扇?xì)怏w火災(zāi)探測(cè)器是一種能對(duì)空氣中可燃?xì)怏w含量進(jìn)行檢測(cè)并發(fā)出報(bào)警信號(hào)的火災(zāi)探測(cè)器。它通過測(cè)量空氣中可燃?xì)怏w爆炸下限以內(nèi)的含量，以便當(dāng)空氣中可燃?xì)怏w含量達(dá)到或超過報(bào)警設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒人們及早采取安全措施，避免事故發(fā)生。可燃?xì)怏w探測(cè)器除具有預(yù)報(bào)火災(zāi)、防火防爆功能外，還可以起監(jiān)測(cè)環(huán)境污染的作用。和紫外火焰探測(cè)器一樣，主要在易燃易爆場(chǎng)合中安裝使用。除以上介紹的火災(zāi)探測(cè)器外，復(fù)合式火災(zāi)探測(cè)器也逐步引起重視和應(yīng)用。復(fù)合式火災(zāi)探測(cè)器是一種能響應(yīng)兩種或兩種以上火災(zāi)參數(shù)的火災(zāi)探測(cè)器。主要有感煙感溫、感光感溫、感光感煙火災(zāi)探測(cè)器等。在工程設(shè)計(jì)中應(yīng)正確選用探測(cè)器的類型，

29、對(duì)有特殊工作環(huán)境條件的場(chǎng)所，應(yīng)分別采用耐寒、耐酸、耐堿、防水、防爆等功能的探測(cè)器，才能有效地發(fā)揮火災(zāi)探測(cè)器的作用，延長(zhǎng)其使用壽命，減少誤報(bào)和提高系統(tǒng)的可靠性。沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9在火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中，火災(zāi)探測(cè)器是關(guān)鍵器件之一?；馂?zāi)探測(cè)器的選用和布置是否合適，直接影響到火災(zāi)探測(cè)器性能的發(fā)揮和火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的整體特性。因此在火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，探測(cè)器的選用也顯得非常重要。關(guān)于火災(zāi)探測(cè)器的選用和設(shè)置，必須按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB50116-1998火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范和 GB50166-1992火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范等的有關(guān)要求和規(guī)定執(zhí)行?；馂?zāi)探測(cè)器的一般選用原則是：充分

30、考慮火災(zāi)形成規(guī)律與火災(zāi)探測(cè)器選用的關(guān)系，根據(jù)火災(zāi)探測(cè)區(qū)域內(nèi)可能發(fā)生的初期火災(zāi)的形成和發(fā)展特點(diǎn)，房間高度，環(huán)境條件和可能引起誤報(bào)的各種因素等，綜合確定火災(zāi)探測(cè)器的類型與性能要求。為了降低誤報(bào)率，提高系統(tǒng)的可靠性，設(shè)計(jì)中將采用兩種火災(zāi)探測(cè)器，即 JTY-LZ-1101 離子感煙探測(cè)器和 JTW-SD-1103 點(diǎn)型定溫探測(cè)器JTY-LZ-1101 離子感煙探測(cè)器主要技術(shù)指標(biāo)：（1）工作電壓。DC18V(由報(bào)警控制器經(jīng)編碼底座提供)，電壓允許范圍DC16V26V。（2）工作電流。靜態(tài)監(jiān)控電流 120 微安，報(bào)警電流 5 毫安。（3）靈敏度。二級(jí)可調(diào)，一級(jí)用于禁煙場(chǎng)所，二級(jí)用于一般場(chǎng)所。（4）保護(hù)范圍

31、。60 平方米。（5）使用環(huán)境。溫度 -1050 攝氏度相對(duì)濕度=95%風(fēng)速50 兆歐。（5）使用環(huán)境。溫度 -1050 攝氏度相對(duì)濕度=95%沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10（6）響應(yīng)時(shí)間。當(dāng)升溫速率不大于 1 攝氏度/分時(shí)，探測(cè)器動(dòng)作溫度應(yīng)不低于 54 攝氏度。3.1.2 手動(dòng)報(bào)警按鈕的設(shè)置手動(dòng)報(bào)警按鈕的設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范 （GBJ116-88）中明確規(guī)定：火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)有手動(dòng)和自動(dòng)兩種觸發(fā)裝置。各種類型的火災(zāi)探測(cè)器是自動(dòng)觸發(fā)裝置，而在防火分區(qū)疏散通道，樓梯口等處設(shè)置的手動(dòng)報(bào)警按鈕是手動(dòng)觸發(fā)裝置，它應(yīng)具有應(yīng)急情況下，人工手動(dòng)報(bào)警的功能。火災(zāi)探測(cè)器具有自動(dòng)輸出火災(zāi)報(bào)

32、警信號(hào)，但代替不了手動(dòng)的火災(zāi)報(bào)警按鈕的獨(dú)特功能，因后者可在緊急情況下，由人工啟動(dòng)火警信號(hào)或確認(rèn)火警的功能。手動(dòng)報(bào)警按鈕應(yīng)設(shè)置在明顯和便于操作的部位，安裝在墻上距地面 1.5 米處，且應(yīng)有明顯的標(biāo)志。3.2 控制模塊控制模塊火災(zāi)報(bào)警控制器總體來說實(shí)現(xiàn)兩大基本功能:一是識(shí)別火災(zāi)信號(hào)，二是出報(bào)警信號(hào)?；馂?zāi)報(bào)警控制器是火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制系統(tǒng)的指揮機(jī)構(gòu)、大腦中樞，是給火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)供電，并接受、顯示及傳遞火災(zāi)報(bào)警等信號(hào)，輸出控制指令的一種自動(dòng)報(bào)警裝置。它可單獨(dú)作為火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警用，也可與自動(dòng)防災(zāi)及滅火系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，組成自動(dòng)報(bào)警聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)。火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的控制器采用 AT89C51 單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)是將中央

33、處理器(CPU)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器及輸入輸出接口電路等計(jì)算機(jī)主要部件集成在一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)?，F(xiàn)在世界上己經(jīng)有很多大公司能夠生產(chǎn)單片機(jī)，隨著超大規(guī)模集成電路的迅猛發(fā)展，單片機(jī)的功能也日漸強(qiáng)大，運(yùn)算速度日益提高，相繼出現(xiàn)了 32 位和 64 位單片機(jī)。選擇單片機(jī)時(shí)考慮的主要問題有:性價(jià)比較高、容易開發(fā)。選擇單片機(jī)應(yīng)從兩個(gè)方而考慮:其一目標(biāo)系統(tǒng)需要資源情況:其二是選擇價(jià)格低的產(chǎn)品。資源方面考慮的重要指標(biāo)有:速度、位數(shù)、電壓、功耗、存儲(chǔ)器容量、系統(tǒng)擴(kuò)展與驅(qū)動(dòng)能力、抗干擾能力，是否嵌入 ADC, DAC 等。另外軟件開發(fā)的簡(jiǎn)易性也是考慮的沈陽建筑

34、大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11重要因素。同一類產(chǎn)品往往很多兼容系列，不同廠商價(jià)格有很大的區(qū)別。更重要的是要選擇供貨服務(wù)好、能提供良好的技術(shù)支持、信譽(yù)高的代理經(jīng)銷商。3.2.1 硬件組成硬件組成系統(tǒng)主要由單片機(jī)控制模塊、煙霧探測(cè)模塊、溫度采集模塊、紅外探測(cè)模塊、數(shù)碼管顯示模塊、聲光報(bào)警模塊、電源模塊，如圖 3-2 所示。AT89C51控制模塊溫度采集模塊紅外檢測(cè)模塊煙霧探測(cè)模塊聲光報(bào)警模塊數(shù)碼管顯示模塊 圖 3-2 硬件組成3.2.2 單片機(jī)控制模塊單片機(jī)控制模塊 因本系統(tǒng)要求實(shí)時(shí)顯示環(huán)境溫度，涉及到一些計(jì)算及 BCD 轉(zhuǎn)化的處理，同時(shí)考慮到功耗等問題，綜合考慮后選擇 AT89C51 作為

35、本系統(tǒng)的中央控制器。根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)的需要和產(chǎn)品的性價(jià)比，實(shí)際系統(tǒng)選用 ATMEL 公司生產(chǎn)的 8 位單片機(jī) AT89C51，構(gòu)成系統(tǒng)的主機(jī)。AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。AT89C51 是一種帶 2K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 100 次。該器件采用 ATMEL 高密度非沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的

36、 MCS-51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器，AT89C51 是它的一種精簡(jiǎn)版本。AT89C51 單片機(jī) 為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 AT89C51 是 ATMEL 公司采用 CMOS 工藝生產(chǎn)的低功耗，高性能單片機(jī)，與MCS-51 單片機(jī)兼容，其功能特點(diǎn)為：（1）4K 字節(jié)閃爍存儲(chǔ)器（FLASH） ，可進(jìn)行 1000 次寫，擦除操作。（2）靜態(tài)操作，外接 0HZ-24MHZ 晶振。（3）128 字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM） 。（4）32 位可編程輸入/輸出線。（

37、5）兩個(gè) 16 位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。（6）六個(gè)中斷源。（7）一個(gè)可編程串口。（8）支持低功耗模式和掉電模式。 如圖 3-3 所示 P0 口用于控制發(fā)光二極管，P1.0、P1.1 作為數(shù)碼顯示的數(shù)據(jù)口和時(shí)鐘。P1.2 接溫度傳感器 DS18B20 的數(shù)據(jù)腳，用于讀入溫度，P1.3 接紅外輻射的檢測(cè)口，當(dāng)紅外輻射大于常態(tài)時(shí) P1.3 狀態(tài)變?yōu)?1，P1.4 接煙霧傳感器的檢測(cè)口，當(dāng)煙霧濃度大于常態(tài)時(shí)該口狀態(tài)變?yōu)?1， P1.5 作為蜂鳴器的控制口，當(dāng)發(fā)出聲音報(bào)警是 P1.5口輸出一定頻率的方波。20 腳接地，40 腳接電源，18、19 接 6MHZ 晶振輸入端，31腳接電源端。沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院

38、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13圖 3-3 單片機(jī)接線圖3.3 數(shù)碼顯示電路數(shù)碼顯示電路本系統(tǒng)采用四個(gè)數(shù)碼管來顯示帶一為小數(shù)位的溫度，其接線如圖 3-4 所示其中74LS164 為移位寄存器，數(shù)碼管采用共陽接法。 圖 3-4 數(shù)碼顯示電路連接圖3.4 聲光報(bào)警電路聲光報(bào)警電路因?yàn)楸鞠到y(tǒng)是應(yīng)用在家庭等小單位的防火場(chǎng)所，所已采用發(fā)光二及管電路及蜂鳴電路作為報(bào)警電路，其接線如圖 3-5 所示沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14 圖 3-5 聲光報(bào)警電路3.5 數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集一般采用離子感煙探測(cè)器和光電感煙探測(cè)器。離子感煙探測(cè)器是利用放射性同位素（目前普遍采用的是 241Am）衰變過程中放出的

39、射線使電離室內(nèi)的空氣產(chǎn)生電離，使電離室在電子電路中呈現(xiàn)電阻特性。當(dāng)煙霧進(jìn)入電離室后，改變了空氣電離的離子數(shù)，即改變了電離電流，也就相當(dāng)于電離室的阻值發(fā)生了變化。根據(jù)電阻變化的大小識(shí)別煙霧量的大小，并判斷是否發(fā)生火災(zāi)。光電感煙探測(cè)器是利用火災(zāi)煙霧對(duì)光產(chǎn)生吸收和散射作用來探測(cè)火災(zāi)的一種裝置。通過測(cè)量由于煙霧對(duì)光的吸收而產(chǎn)生的衰減作用來確定煙霧，從而探測(cè)火災(zāi)的探測(cè)器稱為減光型光電感煙探測(cè)器。如果在光路以外的地方，通過測(cè)量煙霧對(duì)光的散射作用而產(chǎn)生的光能量來確定煙霧從而探測(cè)火災(zāi)的探測(cè)器，稱為散射型光電感煙探測(cè)器。本系統(tǒng)采用離子式感煙探測(cè)器，作為本系統(tǒng)的煙霧敏感元件。離子式感煙探測(cè)器的工作原理是：有兩個(gè)電

40、離室串聯(lián)，構(gòu)成等效于電阻串聯(lián)的偏置電路。其中一個(gè)是基本不與外界相通的內(nèi)電離室，另一個(gè)是與外界相通的外電離室，(即檢測(cè)電離室)，兩個(gè)電離室中均放入一片放射源镅 24l(AM241)，不斷地放射出 粒子，使兩室內(nèi)的氣體都沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）15被部分電離。當(dāng)有煙霧進(jìn)入外電離室，因煙霧顆粒吸附一部分離子，使外室的離子電流減小等效于它的電阻增大，分壓電位增高。當(dāng)煙霧達(dá)到檢測(cè)的限定濃度時(shí)，則電位增高到能觸發(fā)開關(guān)電路(高電位觸發(fā)型)而報(bào)警。該離子式感煙探測(cè)器型號(hào) SS-168，在市場(chǎng)上可以買到，供電電壓為 9V，輸出觸發(fā)報(bào)警電路的高電平大約為 3.2V，因此將該觸發(fā)信號(hào)接至比較器 LM

41、339 的 4 腳作為比較器正端，負(fù)端接 1V 電壓，當(dāng)無觸發(fā)信號(hào)時(shí)比較器輸出端 2 腳輸出底電平（0V） ，當(dāng)有觸發(fā)報(bào)警信號(hào)時(shí)，比較器輸出 5V 的高電平，從而與單片機(jī) AT89C51 的管腳電壓相匹配。3.6 系統(tǒng)程序系統(tǒng)程序該系統(tǒng)控制器的功能是通過單片機(jī)編程來實(shí)現(xiàn)的。下面將要介紹的是系統(tǒng)的主程序流程圖、功能及子程序和中斷子程序的流程圖、功能。系統(tǒng)的程序部分分為；主程序，子程序 1，子程序 2，子程序 3，外部中斷 0、外部中斷 1、定時(shí)器 0 中斷，定時(shí)器 1 中斷的程序。(1) 系統(tǒng)的主程序系統(tǒng)的程序流程圖如圖 3-6 所示.程序主要是完成對(duì)各端口警報(bào)信號(hào)的采集判斷并輸出相應(yīng)的控制信號(hào)

42、驅(qū)動(dòng)后面的報(bào)警顯示模塊。系統(tǒng)設(shè)置的報(bào)警路數(shù)為 20 路其中有 16 路是通過 8243 外擴(kuò)端口芯片來實(shí)現(xiàn)的，另外 4 路是通過單片機(jī)的中斷實(shí)現(xiàn)的即由外部中斷 0、外部中斷 1、定時(shí)器 0和定時(shí)器 1 來實(shí)現(xiàn)。外部中斷的請(qǐng)求方式為電平請(qǐng)求方式，采用此種請(qǐng)求方式主要是考慮到傳感器的傳感特性，通常傳感器產(chǎn)生的信號(hào)不會(huì)是脈沖信號(hào)，都會(huì)為電平信號(hào)請(qǐng)求，所以應(yīng)該設(shè)定外部中斷 0 和外部中斷 1 的請(qǐng)求方式為電平方式。用此種方式時(shí)，會(huì)存在電平請(qǐng)求始終有效，導(dǎo)致中斷的重入問題，因此在進(jìn)入中斷后通過指令撤消中斷請(qǐng)求，以防止中斷請(qǐng)求的重入。在設(shè)計(jì)時(shí)是通過圖 3-4 所示的方法來解決問題的。當(dāng)外部有中斷請(qǐng)求到來時(shí)

43、，進(jìn)入中斷程序后先發(fā)一個(gè)信號(hào)使數(shù)據(jù)選擇器選通下面的高電平 1 從而使第一個(gè) D 觸發(fā)器的 CLK 端無效，然后再發(fā)一個(gè)復(fù)位脈沖，使后面的D 觸發(fā)器置位，撤除中斷請(qǐng)求。對(duì)于定時(shí)器的中斷設(shè)計(jì)，采用的都是使 2 個(gè)定時(shí)器工作于模式 2，且處于計(jì)數(shù)狀態(tài)，并且設(shè)置的初值都是 0FFH。主程序中先設(shè)定了計(jì)數(shù)器的工作模式及初值，然后啟動(dòng)它們工作。設(shè)定了中斷寄存器沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16的各位，開放了系統(tǒng)的全部中斷。置 IP 寄存器的值為 1，使所有中斷都處于高優(yōu)先級(jí)，這樣系統(tǒng)的最高優(yōu)先級(jí)為外部中斷 0，最低的為定時(shí)器 1 的中斷。然后開始調(diào)用端口掃描模塊，由于每次掃描的只有 4 位端口，

44、因此需要屏蔽高 4 位，之后判斷是否有警報(bào)，如果有警報(bào)，則調(diào)用警報(bào)處理模塊，沒有則將端口值加 4，端口掃描值加 1，掃描下一個(gè)端口，直到掃描完所有的 4 個(gè)端口為止。當(dāng)有警報(bào)發(fā)生時(shí)，首先調(diào)用了警報(bào)處理模塊 PROC3，然后查詢 P1.5 的引腳狀態(tài)，達(dá)到延遲的目的。之后調(diào)用 PROC1 再次掃描端口的警報(bào)信號(hào)，判斷此路的警報(bào)是否消失，如果沒有消失則繼續(xù)掃描，直到此路的警報(bào)已經(jīng)處理完。再次掃描 4 個(gè)端口中的此路后面的端口有沒有警報(bào)，之后工作過程大致相同。當(dāng) 4 路都處理完后，將端口值加 4，端口掃描值加 1，返回上面的程序中，完成對(duì)其余 3 個(gè) 4 位端口的掃描，這中間如有中斷則優(yōu)先處理中斷警

45、報(bào)，這些中斷警報(bào)的優(yōu)先級(jí)別比 8243 端口中的要高，這些警報(bào)出現(xiàn)的地點(diǎn)也是最重要的地點(diǎn)。因此可以將重要地點(diǎn)的警報(bào)信號(hào)利用中斷來處理 。沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）17圖 3-6 控制器主程序流程圖(2) 子程序 1-端口掃描程序功能：端口掃描程序完成的是對(duì)端口掃描的功能。入口：R2 中是掃描初值沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）18出口：P2 口為掃描值圖 3-7 端口掃描程序流程圖PROC1: MOV A,R2 ；對(duì) PROG 置 1，置 P2.6 和 P2.7 為輸入狀態(tài)MOV P2,A ；并準(zhǔn)備從 R2 中設(shè)置的口讀數(shù)據(jù)CLR P2.4 ；使 PROG 由 1 變 0

46、，送地址和操作碼給 8243ORL P2,#00001111B ；把單片機(jī)的 P2.O-P2.3 置為輸入狀態(tài)MOV A,P2 ；把 P2 口數(shù)據(jù)讀入 ACCSETB P2.4 ；使 PROG 由 0 變 1，結(jié)束讀過程SETB P2.5RET其流程圖如圖 3-8 所示。工作過程大致如下。首先，設(shè)置端口掃描初值，然后通過將掃描初值送入 P2 口，通過 P2.4 送一個(gè)高到低的負(fù)跳變，此操作的目的是為了將地址和操作碼送至 8243。然后將 P2.0P2.3 設(shè)置為輸入狀態(tài)，之后就可以從 P2 口讀入數(shù)據(jù)了。再將 P2.4 置位，使 8243 的 PROG 又沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文

47、）19由 0 變?yōu)?1，這樣就結(jié)束了讀過程。最后再將 P2.5 設(shè)置為 1 使 8243 處于無效。(3) 子程序 2-啟動(dòng) 555 工作模塊功能：通過 P1.4 產(chǎn)生一個(gè)脈沖啟動(dòng) 555 工作。圖 3-8 定時(shí)器啟動(dòng)程序流程圖首先使 P1.4 置位，然后使 P1.4 復(fù)位，之后設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)值送入 R6 中，這樣做的目的是使 P1.4 的低電平維持一定的時(shí)間從而確保定時(shí)器能夠可靠的啟動(dòng)。之后返回主程序中。PROC2: SETB P1.4 ；P1.4 置 1CLR P1.4 ；清除 P1.4 的高電平MOV R6,#20H ；使低電平保持一定的時(shí)間，使 555 定時(shí)器能被可靠觸發(fā)TWELVE:

48、NOP NOP DJNZ R6,TWELVE 沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20SETB P1.4 ；結(jié)束低電平，至此產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖RET ；返回(4) 子程序 3-警報(bào)處理模塊入口：A，R1，R3出口：P0功能：輸出警報(bào)信號(hào)給 P0流程圖如圖 3-9 所示。用 R3 來計(jì)數(shù)每次掃描的端口號(hào)，當(dāng) A 中的內(nèi)容移動(dòng)一位后就將 R3 的內(nèi)容加 1，判斷 A 右移時(shí)有沒有進(jìn)位，當(dāng)有進(jìn)位表示有警報(bào)，沒有時(shí)判斷 R3 是不是為 4，不是則說明沒有掃描完最后一個(gè)端口號(hào)，因此繼續(xù)將 A 右移一位，判斷有沒有進(jìn)位。當(dāng)有進(jìn)位時(shí)，首先需要保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，需要將 A 入棧，然后將 R3 中的內(nèi)容輸送給A，A 再

49、加 R1 的值，減 1。然后需要判斷出現(xiàn)警報(bào)的地點(diǎn)是前 8 路還是后 8 路，這就要通過 R1 的內(nèi)容來判斷。首先將 A 入棧，再通過將 R1 中的內(nèi)容除以 8，當(dāng) R1 大于等于 8 時(shí)，將 A 中的內(nèi)容加變?yōu)?2；若 R1 小于 1 時(shí)，A 變?yōu)?1，之后將 A 左移 4 位，此時(shí) A 中的內(nèi)容就指出需要選通哪一個(gè) 7 段數(shù)碼管。這樣做的目的是為了能與后面 A 出棧后的內(nèi)容相或，從而 A 中的內(nèi)容就是輸出的警報(bào)信號(hào)，送入 P0 口就完成了警報(bào)信號(hào)的輸出。此時(shí) P0 口中的內(nèi)容不僅包括 3-8 譯碼器的地址信號(hào)還包括數(shù)碼管的信息。調(diào)用完后返回主程序。沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2

50、1圖 3-9 警報(bào)處理程序流程圖(5)中斷處理模塊外部中斷 0 處理模塊沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）22外部中斷 0 的入口地址是 0003H。功能：是完成對(duì)外部中斷 0 的處理，當(dāng)出現(xiàn)警報(bào)時(shí)，是整個(gè)系統(tǒng)中優(yōu)先級(jí)最高的。其流程圖如圖 3-10 所示。圖 3-10 外部中斷 0 的流程圖沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）23大致的工作流程是：首先需要保護(hù)寄存器 A 中的內(nèi)容，因此需要將 A 入棧。接下來需要撤消外部中斷 0，如前所述由于外部中斷 0 采用的是電平請(qǐng)求方式，因此進(jìn)入中斷后需要撤消中斷請(qǐng)求以防止中斷的重入。送 31H 的內(nèi)容進(jìn)入 A，這就是警報(bào)信息。調(diào)用子程序 PR

51、OC2 啟動(dòng) 555 定時(shí)器工作，查詢 P1.5 引腳的狀態(tài)，這樣做的目的和調(diào)用延遲程序效果相同，只是利用硬件來實(shí)現(xiàn)軟件完成的功能。查詢完后，再將 A 中的內(nèi)容出棧，之后再此啟動(dòng)掃描外部中斷 0。INT0: PUSH ACCCLR P1.0 ； ANL P1,#0FDH ；使 P1.1 輸出低電平MOV A,#31H ；A 中存放警報(bào)信號(hào)MOV P0,A ；送警報(bào)信號(hào)給 P0 口CALL PROC2 ；調(diào)用子程序 2，產(chǎn)生一個(gè)脈沖送入 555 定時(shí)器JNB P1.5,$ ；查詢 P1.5 引腳狀態(tài)完成延時(shí)功能JB P1.5,$POP ACCSETB P1.0 ；重新開始掃描中斷請(qǐng)求ORL P1

52、,#02HRETI 外部中斷 1 處理模塊外部中斷 1 的入口地址是 0013H。功能：是完成對(duì)外部中斷 1 的處理，當(dāng)出現(xiàn)警報(bào)時(shí)，是整個(gè)系統(tǒng)中優(yōu)先級(jí)次高的。其流程圖如圖 3-11 所示。它的工作原理和過程和外部中斷 0 完全一樣，只是優(yōu)先級(jí)要低于外部中斷 0的優(yōu)先級(jí)。下面簡(jiǎn)單看一下其工作流程。大致的工作流程是：首先需要保護(hù)寄存器 A 中的內(nèi)容，因此需要將 A 入棧。接下來需要撤消外部中斷 1，如前所述由于外部中斷 1 采用的是電平請(qǐng)求方式，因此進(jìn)入中斷后需要撤消中斷請(qǐng)求以防止中斷的重入。送 33H 的內(nèi)容進(jìn)入 A，這就是警報(bào)信息。調(diào)用子程序 PROC2 啟動(dòng) 555 定時(shí)器工沈陽建筑大學(xué)城市

53、建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）24作，查詢 P1.5 引腳的狀態(tài)，這樣做的目的和調(diào)用延遲程序效果相同，只是利用硬件來實(shí)現(xiàn)軟件完成的功能。查詢完后，再將 A 中的內(nèi)容出棧，之后再此啟動(dòng)掃描外部中斷 1。圖 3-11 外部中斷 1 的流程圖定時(shí)器 0 的外部中斷功能：完成對(duì)定時(shí)器 0 的外部中斷處理。前面已經(jīng)定時(shí)器 0 工作模式是方式 2，且設(shè)定為計(jì)數(shù)器的模式，因此進(jìn)入中斷后具有自動(dòng)重裝載功能，不需要利用軟件來重裝載計(jì)數(shù)器的初值。其流程圖如圖 3-12 所示。工作流程如下：首先需要保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，將 A 中的內(nèi)容入棧，然后送 32H 給 A，A 中沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）25的內(nèi)容就是要處理的

54、警報(bào)信號(hào)。調(diào)用子程序 PROC2 啟動(dòng) 555 定時(shí)器工作，查詢 P1.5 引腳的狀態(tài)，完成延遲處理。之后 A 出?；謴?fù)現(xiàn)場(chǎng)。圖 3-12 定時(shí)器 0 中斷流程圖定時(shí)器 1 的外部中斷圖 3-13 定時(shí)器 1 中斷流程圖沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）26功能：完成對(duì)定時(shí)器 1 的外部中斷處理。其流程圖如圖 3-13 所示。定時(shí)器 1 外部中斷的基本原理和工作過程和定時(shí)器 0 的完全相同。也是設(shè)定定時(shí)器 1 的工作模式是方式 2，且設(shè)定為計(jì)數(shù)器的模式，因此進(jìn)入中斷后具有自動(dòng)重裝載功能，不需要利用軟件來重裝載計(jì)數(shù)器的初值。工作流程和定時(shí)器 0 的也一樣。首先需要保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，將 A 中的內(nèi)容

55、入棧，然后送32H 給 A，A 中的內(nèi)容就是要處理的警報(bào)信號(hào)。調(diào)用子程序 PROC2 啟動(dòng) 555 定時(shí)器工作，查詢 P1.5 引腳的狀態(tài)，完成延遲處理。之后 A 出?；謴?fù)現(xiàn)場(chǎng)。3.7 報(bào)警模塊報(bào)警模塊報(bào)警模塊是發(fā)生火災(zāi)時(shí)向人們發(fā)出警報(bào)的裝置。其可由警鈴，消防專用電話，火災(zāi)事故廣播組成。在所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，可采用 LCD 顯示器顯示火災(zāi)區(qū)域，同時(shí)可使用打印機(jī)輸出相關(guān)信息，如火災(zāi)區(qū)域，報(bào)警時(shí)間等。3.8 消防聯(lián)動(dòng)消防聯(lián)動(dòng)模塊模塊所謂火災(zāi)聯(lián)動(dòng)控制是指一旦發(fā)生火災(zāi)后，各種消防設(shè)備根據(jù)事先擬定的邏輯關(guān)系，進(jìn)行不同的動(dòng)作，以撲滅相應(yīng)的火災(zāi)區(qū)域，而現(xiàn)場(chǎng)消防設(shè)備的種類很多。從功能上講，有水滅火設(shè)備，氣體滅火設(shè)

56、備，防火分割設(shè)備，防排煙設(shè)備空調(diào)通風(fēng)設(shè)備等等，這些設(shè)備的控制裝置有 DC24V 控制器，也有 AC220V,380V 控制的;有小功率(弱電)的，也有大功率(強(qiáng)電的)等等，因此對(duì)五花八門的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，如何進(jìn)行規(guī)格化的分類，是組成標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)的關(guān)鍵。消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)就是控制中心輸出單元，是消防設(shè)備、非消防設(shè)備發(fā)出控制信號(hào)，在對(duì)火災(zāi)確認(rèn)后的處理單元，消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)這一職決定了它工作的可靠性是相當(dāng)重要的，直接關(guān)系到消防滅火工作的成敗?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)，火災(zāi)報(bào)警控制器發(fā)出警報(bào)信息，消防聯(lián)動(dòng)控制器根據(jù)火災(zāi)信息管理部聯(lián)動(dòng)關(guān)系，輸出聯(lián)動(dòng)信號(hào)，啟動(dòng)有關(guān)消防設(shè)備實(shí)施防火、滅火。消防聯(lián)動(dòng)必須在“自動(dòng)”和“手動(dòng)”狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)

57、。在自動(dòng)情況下，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)按照預(yù)先編制的聯(lián)動(dòng)邏輯關(guān)系，在火災(zāi)報(bào)警后，輸出自動(dòng)控制指令，啟動(dòng)相關(guān)設(shè)備動(dòng)作。沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）27手動(dòng)情況下，應(yīng)能根據(jù)手工操作,實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)控制。消防聯(lián)動(dòng)控制范圍很廣，據(jù)實(shí)際工程的大小、等級(jí)高低的不同各異。聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備有消火栓、自動(dòng)噴淋滅火、防火門、防火卷簾、排煙風(fēng)機(jī)、空調(diào)設(shè)施、防火閥、排煙閥、電梯、誘導(dǎo)燈、警鈴、切斷非消防電源等。消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)有現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)動(dòng)、集中聯(lián)動(dòng)等幾種形式。在實(shí)際工程中，報(bào)警系統(tǒng)與消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的配合有以下幾種形式：（1） 區(qū)域-集中報(bào)警、橫向聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)。此系統(tǒng)每層有一個(gè)復(fù)合區(qū)域報(bào)警控制器，他具有火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警功能，能接收

58、一些設(shè)備的報(bào)警信號(hào)，如手動(dòng)報(bào)警按鈕、水流指示器、防火閥等，聯(lián)動(dòng)控制一些消防設(shè)備，如防火門、卷簾門、排煙閥等，并向集中報(bào)警器發(fā)送報(bào)警信號(hào)及聯(lián)動(dòng)設(shè)備動(dòng)作的回授信號(hào)。此系統(tǒng)主要適用于高級(jí)賓館建筑，每層或每區(qū)有服務(wù)人員值班，全樓有一個(gè)消防控制中心，有專門消防人員值班。（2） 區(qū)域-集中報(bào)警、縱向聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)。此系統(tǒng)主要適用于高層火柴盒式賓館建筑。這類建筑物標(biāo)準(zhǔn)層多，報(bào)警區(qū)域劃分比較規(guī)則，每層有服務(wù)人員值班，整個(gè)建筑物設(shè)置一個(gè)消防控制中心。（3） 大區(qū)域報(bào)警、縱向聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)。此系統(tǒng)主要適用于沒有標(biāo)準(zhǔn)層的辦公大樓，如情報(bào)中心、圖書館、檔案館等。這類建筑物的每層沒有服務(wù)人員值班，不宜設(shè)區(qū)域報(bào)警器，而在消防

59、中心設(shè)置大區(qū)域報(bào)警器，有專門消防人員值班。（4） 區(qū)域-集中報(bào)警、分散控制系統(tǒng)。 此系統(tǒng)在聯(lián)動(dòng)設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)安裝有控制盒，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的就地控制，而設(shè)備動(dòng)作的回授信號(hào)送到消防中心。消防中心的值班人員也可以手動(dòng)操作聯(lián)動(dòng)設(shè)備。此系統(tǒng)主要適用于中、小型高層建筑及房間面積大的場(chǎng)所。沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）28第四章第四章 系統(tǒng)的仿真系統(tǒng)的仿真4.1 EDA 介紹介紹 EDA 技術(shù)是在電子 CAD 技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，是指以計(jì)算機(jī)為工作平臺(tái)，融合了應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理及智能化技術(shù)的最新成果，進(jìn)行電子產(chǎn)品的自動(dòng)設(shè)計(jì)。 利用 EDA 工具，電子設(shè)計(jì)師可以從概念、算法、

60、協(xié)議等開始設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)，大量工作可以通過計(jì)算機(jī)完成，并可以將電子產(chǎn)品從電路設(shè)計(jì)、性能分析到設(shè)計(jì)出 IC 版圖或 PCB 版圖的整個(gè)過程的計(jì)算機(jī)上自動(dòng)處理完成。 現(xiàn)在對(duì) EDA 的概念或范疇用得很寬,包括在機(jī)械、電子、通信、航空航天、化工、礦產(chǎn)、生物、醫(yī)學(xué)、軍事等各個(gè)領(lǐng)域，都有 EDA 的應(yīng)用。目前 EDA 技術(shù)已在各大公司、企事業(yè)單位和科研教學(xué)部門廣泛使用。例如在飛機(jī)制造過程中，從設(shè)計(jì)、性能測(cè)試及特性分析直到飛行模擬，都可能涉及到 EDA 技術(shù)。本文所指的 EDA 技術(shù)，主要針對(duì)電子電路設(shè)計(jì)、PCB 設(shè)計(jì)和 IC 設(shè)計(jì)。 EDA 設(shè)計(jì)可分為系統(tǒng)級(jí)、電路級(jí)和物理實(shí)現(xiàn)級(jí)。EDA 工具層出不窮，按主