智能烟雾报警系统设计.docx
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智能烟雾报警系统设计.docx
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智能烟雾报警系统设计
毕业论文(设计)
题 目
智能烟雾报警系统设计
姓名
学号
系部
电子信息工程系
专 业
电子工艺与管理
指导教师
职称副教授
2012年11月12日
长沙师范专科学校教务处制
长沙师范专科学校学生毕业论文(设计)开题报告
毕业论文(设计)题目
智能烟雾报警系统设计
题目类型
综合
题目来源
自选
院(系)
电子信息工程系
专业
电子工艺与管理
指导教师
职称
副教授
姓名
年级
10电子302班
学号
一、立题依据(国内外研究进展或选题背景、研究意义等)
为了有效保证师生的生命和财产安全,维持学校的正常教学秩序,在学校教学楼应引入智能化手段进行安全防范管理。
该火灾自动报警系统能在发生火灾前自动报警,配合联动控制系统能迅速灭火,以防患于未然。
二、研究的主要内容及预期目标
三、研究方案(思路)
四、论文进度安排
1、第二周:
设计准备:
发任务书,收集资料,开题
2、第三周:
指导设计思路和指导论文撰写的格式与框架
3、第四周到十一周:
具体设计过程中的答疑
4、第十二周:
论文初审及指导意见
5、第十三周:
修改论文定稿
6、第十四周:
答辩
五、主要参考文献
1、戴瑜兴主编.建筑智能化系统工程设计.中国建筑工业出版社2005.4
2、杨志主编.智能化建筑系统及工程应用.北京.化学工业出版社.2003.
3、唐宝民编著.通信网基础.北京:
机械工业出版社.2004
4、雷锐生编著.综合布线系统方案设计.西安:
西安电子科技大学出版社.2004
5、吴成东编著.智能建筑综合布线系统设计与实践.北京:
清华大学出版社.2003
6、黎连业编著.智能小区九大系统设计与实现.北京:
科学出版社.2003
7、张鑫,单片机原理及应用技术。
北京:
电子工业出版社,2008
8、金欢阳,传感器及应用。
北京:
西安电子科技大学出版社,2008
9、王曙霞,单片机实验与实训指导。
西安:
西安电子科技大学出版社,2007
10、朱定华,Protel99SE原理图和印制板设计。
北京:
清华大学出版社,2007
11、李朝青,单片机原理与接口技术。
北京:
航空航天大学出版社,1999
12、张毅刚,MCS-51单片机应用设计。
哈尔滨:
哈尔滨工业大学出版社,1997
13、李全利,单片机原理及应用技术。
北京:
高等教育出版社,2004
14、金发庆,传感器技术与应用。
北京:
机械工业出版社,2004
15、火灾报警及消防控制96501.北京:
中国建筑标准设计研究所出版.1998
16、花铁森.火灾自动报警设备设计导则.中国建筑设备年鉴.1998
17、杨在塘主编.电气防火工程.北京:
中国建筑工业出版社.1997
18、核工业部第二研究设计院主编.火灾报警及消防控制.北京:
中国建筑标准设计研究出版社.1998
六、指导教师意见
指导教师签名:
年月日
七、系部审核意见
负责人签名(系部公章):
年月日
附件7:
长沙师范专科学校学生毕业论文(设计)中期检查表
毕业论文(设计)题目:
学生姓名
王帅
学号
2010541130325
院系
电子信息工程系
指导教师
钟新跃
教师职称
副教授
专业
电子工艺与管理
计划完成时间:
已完成的工作
未完成的工作
学生签名:
年月日
指导教师评议(指出优点和不足)
指导教师签名:
年月日
系部意见
负责人签字:
年月日
附件8:
长沙师范专科学校学生毕业论文(设计)评分表
系部
电子信息工程系
专业
电子工艺与管理
学号
201054113032525
姓名
论文题目
智能烟雾报警系统设计
评分人
评 价 内 容
满分
得分
指
导
教
师
1.对待毕业论文(设计)的态度
15
2.观察、收集、整理、查阅资料及运用水平
25
3.独立工作能力、动手能力和分析解决问题的能力
30
4.论文的创新性与写作质量
30
合计
100
是否同意答辩:
指导教师签字:
年月日
评分人
评 价 内 容
满分
得分
评
阅
教
师
1.论文选题的价值与合理性
15
2.论文的难度、工作量大小和创新性
30
3.论证过程的合理性与结果的正确性
25
4.文字表达水平、文章的逻辑性与写作规范
30
合计
100
是否同意答辩:
评阅教师签字:
年月日
评分人
评 价 内 容
满分
得分
答
辩
小
组
1.内容的科学性、创新性或应用性
35
2.论文写作水平及知识掌握程度
25
3.语言表达能力、逻辑思维能力、回答问题的正确性
40
合计
100
答辩是否通过:
答辩小组组长签字:
年月日
评定成绩
指导教师评定成绩(40%)
论文评阅成绩(30%)
论文答辩成绩(30%)
总成绩
论文等级
系部毕业论文领导小组负责人签字(系部公章):
年月日
注:
论文等级与百分制的对应关系:
优秀(90-100),良好(80-89),中等(70-79),及格(60-69),不及格(60分以下)。
附件9:
学生毕业论文(设计)鉴定表
题 目
智能烟雾报警系统设计
姓名
王帅
学号
2010541130325
系部
电子信息工程系
专 业
电子工艺与管理
指导教师
钟新跃职称副教授
2012年11月12日
长沙师范专科学校教务处制
中文摘要:
目前,随着电子产品在人类生活中的使用越来越广泛,由此引起的火灾也越来越多,在我们生活得四周到处潜伏着火灾隐患。
为了避免火灾以及减少火灾造成的损失,我们必须按照“隐患险于明火,防患胜于救灾,责任重于泰山”的概念设计和完善火灾自动报警系统,将火灾消灭在萌芽状态,最大限度地减少社会财富的损失。
智能火灾报警系统是微电子技术、信息技术、通信技术、计算机技术等当代新技术与传统的火灾探测及防火安全技术有机结合的产物。
消防电子产品及其应用开发技术的不发展,高效可靠的火灾探测方法及多种形式的智能火灾自动报警系统形式的出现,带来了许多新的相关技术课题,其中智能化火灾探测与报警、系统工程设计与应用、系统工程施工机维护管理是智能消防安全体系的重要环节。
英文摘要:
Now,withelectronicproductsusedinhumanlifemoreandmorewidely,theresultingfire,moreandmore,weliveinfirehazardslurkingaroundeverywhere.Toavoidfiresandreducefirelosses,wemustfollowthe"hiddendangersfireinpreventionisbetterthandisasterrelief,theresponsibilityisextremelyheavy,"theconceptdesignandimprovementofautomaticfirealarmsystem,firenippedinthebud,themaximumreducethelossofsocialwealth.
Intelligentfirealarmsystemismicroelectronicstechnology,informationtechnologyandcommunicationtechnology,thecomputertechnology,contemporarynewtechnologyandthetraditionalfiredetectionandfirepreventionsafetytechnologyoftheorganiccombinationofproduct.Fireelectronicproductsanditsapplicationdevelopmentoftechnologydevelopment,highefficientandreliablefiredetectionmethodandthemanykindsofformsofintelligentautomaticfirealarmsystemformsofappear,broughtanumberofnewtechnologyrelatedtothetopics,includingintelligentfiredetectionandalarm,systemengineeringdesignandapplication,systemengineeringconstructionmachinemaintenancemanagementisintelligentfiresafetysystemimportantsegment.
指导教师评语:
指导教师签名:
年月日
论文等级:
系部负责人(签章):
年月日
系部审核意见:
系部公章:
年月日
摘要
目前,随着电子产品在人类生活中的使用越来越广泛,由此引起的火灾也越来越多,在我们生活得四周到处潜伏着火灾隐患。
为了避免火灾以及减少火灾造
成的损失,我们必须按照“隐患险于明火,防患胜于救灾,责任重于泰山”的概念设计和完善火灾自动报警系统,将火灾消灭在萌芽状态,最大限度地减少社会财富的损失。
智能火灾报警系统是微电子技术、信息技术、通信技术、计算机技术等当代新技术与传统的火灾探测及防火安全技术有机结合的产物。
消防电子产品及其应用开发技术的不发展,高效可靠的火灾探测方法及多种形式的智能火灾自动报警系统形式的出现,带来了许多新的相关技术课题,其中智能化火灾探测与报警、系统工程设计与应用、系统工程施工机维护管理是智能消防安全体系的重要环节。
关键词:
单片机火灾报警传感器
ABSTRACT
Now,withelectronicproductsusedinhumanlifemoreandmorewidely,theresultingfire,moreandmore,weliveinfirehazardslurkingaroundeverywhere.Toavoidfiresandreducefirelosses,wemustfollowthe"hiddendangersfireinpreventionisbetterthandisasterrelief,theresponsibilityisextremelyheavy,"theconceptdesignandimprovementofautomaticfirealarmsystem,firenippedinthebud,themaximumreducethelossofsocialwealth.
Intelligentfirealarmsystemismicroelectronicstechnology,informationtechnologyandcommunicationtechnology,thecomputertechnology,contemporarynewtechnologyandthetraditionalfiredetectionandfirepreventionsafetytechnologyoftheorganiccombinationofproduct.Fireelectronicproductsanditsapplicationdevelopmentoftechnologydevelopment,highefficientandreliablefiredetectionmethodandthemanykindsofformsofintelligentautomaticfirealarmsystemformsofappear,broughtanumberofnewtechnologyrelatedtothetopics,includingintelligentfiredetectionandalarm,systemengineeringdesignandapplication,systemengineeringconstructionmachinemaintenancemanagementisintelligentfiresafetysystemimportantsegment.
Keywords:
SCMfirealarmsensor
前言....................................................................................................................................................0
前言
火灾,是指在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。
在各种灾害中,火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。
人类能够对火进行利用和控制,是文明进步的一个重要标志。
火,给人类带来文明进步、光明和温暖。
但是,失去控制的火,就会给人类造成巨大的灾难。
对于火灾,在我国古代,人们就总结出“防为上,救次之,戒为下”的经验。
目前,随着电子产品在人类生活中的使用越来越广泛,由此引起的火灾也越来越多,在我们生活得四周到处潜伏着火灾隐患。
为了避免火灾以及减少火灾造成的损失,我们必须按照“隐患险于明火,防患胜于救灾,责任重于泰山”的概念设计和完善火灾自动报警系统,将火灾消灭在萌芽状态,最大限度地减少社会财富的损失。
实践证明,随着社会和经济的发展,消防工作的重要性就越来越突出。
由此,火灾报警器在消防工作就的作用也尤为突出了。
我国的火灾自动报警控制系统经历了从无到有、从简单到复杂的发展过程,其智能化程度也越来越高。
但目前国内厂家多偏重用于大型仓库、商场、高级写字楼、宾馆等场所大型火灾报警系统的研发,他们采用集中区域报警控制方式,其系统复杂、成本较高。
而在居民住宅区、机房、办公室等小型防火单位,需要设置一种单一或区域联网、廉价实用的火灾自动探测报警装置,因此,研制一种结构简单、价格低廉的语音数字联网火灾报警器是非常必要的。
第一章绪论
1.1选题背景
近年来全国火灾事故频繁发生,造成人、财、物的巨大损失。
用户对火灾报警以至自动消防系统的要求越来越高。
针对多起火灾事故的分析,排除水压不足等因素外,现有的消防隔断未能起到应有的作用,是造成重大损失的关键。
本文基于上述考虑,通过研发全自动智能防火卷闸门电气控制系统,满足了防火卷闸门的各种动作状态要求,也满足了用户的不同使用环境的需要。
其主要功能是在火灾发生时,控制防火卷闸门可靠、准确地运行,实现防火卷闸门的一步降或二步降,达到分区防火,控制火势蔓延,减少火灾损失的目的防火卷闸门控制方式主要分为手动调整自动与联动等各种控制方式同时预留和上位机的通讯接口,为自动消防系统作好前期准备。
1.2火灾探测器
1、火灾探测器发展特点
随着应用领域的不断扩大,应用需求不断提高,普通类型的感温、感烟火灾探测报警系统已不能满足需要,运用高新技术的新型探测器在不断研发,其特点是:
1)功能更新
现代火灾探测器的最大特征之一就是判别功能和判定决定权不仅从观念上分离,而且在实际应用中已经分别执行。
早期的判别功能和判定决定权合二为一,由设置在探测器中的传感器件实现,因而处理问题死板且易受干扰。
而现代火灾探测传感器的判别功能和判定决定权由软件控制,能滤除干扰,识别真假火灾,实现火灾智能判断。
2)可靠性提高
火灾探测报警系统可靠性的提高首先体现在用智能技术处理传感器提供的火灾信息。
人们采用多种火灾探测算法和复合多传感等传感方式,为判断火灾提供了更加充分可靠的信息。
模糊逻辑、神经网络等高新技术用于火灾的判别,大大提高火灾探测的可靠性。
3)报警时间提前
新型火灾探测器已不局限于对已发生的火灾及时报警,可以在火灾发生之前的几小时或几天内,识别潜在的火灾危险性,实现超早期火灾报警。
2、火灾探测器新技术
1)高灵敏度探测技术应用目前已研究开发出激光式高灵敏度感烟火灾探测器、吸气式高灵敏度火灾探测报警系统和气体火灾探测报警系统等超早期火灾探测报警产品。
这些系统采用激光粒子计数原理、激光散射原理监视被保护空间,以单位体积内粒子增加的多少来判断是否可能发生火灾。
与普通感烟火灾探测报警系统相比,这种系统的探测灵敏度提高了两个数量级甚至更多。
但目前,这种技术还仅限于对烟粒子的探测,在应用中不同程度地受到了应用场所环境的限制。
2)气体浓度探测技术应用利用气体和气体成分对火灾早期阶段生成物或构成火灾的要素进行探测的火灾探测技术,也能够实现超早期火灾探测。
易燃易爆场所一旦爆炸起火,火势蔓延速度极快,难以控制,人们为此专门开发研制了在火灾爆炸事故之前,从可燃气体浓度方面进行故障和火灾爆炸危险性等方面预测的线型可燃气体探测报警系统。
它采用光学原理,利用不同气体光谱特性的差别进行气体浓度探测,从根本上解决了点型可燃气体传感元件稳定性差、寿命短等缺陷,用于大面积可燃气体探测报警时,性能价格比较高,其原理还可扩展用于其他场所气体泄漏的监测。
3)多信息技术应用早期的火灾探测器对于火灾信息的反应是输出信息“0”或“1”即开关量,其他信息仅围绕反映开关是否正常、能否动作等。
而现代火灾探测器是对火灾过程进行监测,有些探测器实质上只起传感器的作用。
因此,其火灾信息量明显增加。
另一方面,各种单一传感器提供的火灾信息均混杂非火灾信息,给从传感器提供的火灾信息上判别火灾增加了难度,人们于是开始研究基于新型探测原理的传感器件(如气体传感器等)和复合探测器,对火灾过程的多参数进行监测,配以智能判别技术,以达到减少误报,提高可靠性的目的。
细微特征的辨识也是从提供信息角度识别火灾的一种方法。
采用单片机的智能火灾探测器,可以打破采样受控制器控制的被动局面,主动获取对于识别真假火灾参数非常重要的细微信息。
1.3系统设计思想
系统硬件及信号由AT89C51单片机内部有非易失性Flash存储器分别包含128字节RAM、32条I/O口线、3个16位定时/计数器、6输入4优先级嵌套中断结构、1个串行I/O口(可用于多机通信、I/O扩展或全双工UART)以及片内振荡器和时钟电路。
使用AT89C51芯片,能够满足需要,还可以使外围器件尽可能少,另外价格也便宜,所以选用它。
防火门及相应的控制、动力机构安装完毕后,首先要确定时间。
通过传送信号给单片机,通知单片机要开始设置时间。
有3个时间要设置:
防火门的全程上升时间和全程下降时间及从顶下降到中位所需的时间。
所确定的时间被存在EEPROM中。
上述3个时间存入EEPROM后,就可以随意按动“上”、“下”、“停”3个按钮中的任何一个,使防火门运行或停止。
通常使防火门停在最高处,当火灾发生时,防火门向下运行,切断火势曼延的通路。
发生火灾时,防火门的工作模式有如下几种,我们可以预先做以下设置。
1)烟雾二步降。
发生火灾,一般都是烟先窜到防火门,火后一步到。
防火门的传感器感知到烟信号后,防火门立即开始下降,并发出声光报警信号。
防火门下降到中位(通常门已关闭一半,下面一半开着,让人逃生)停止下降,延时一段时间,以便让里面的人逃生,而后继续下降(称作第二步下降),直到防火门完全关闭为止。
在第二步下降过程中,只要有人按动“上”、“下”、“停”3个按钮中的任何一个,门就会自动上升到中位,以便人逃离火场。
2)烟温二步降。
火灾发生,烟雾先到达,这时防火门附近的温度还处在正常范围。
防火门感知此烟,立即下降到中位,并在中位停下来,以便人员逃生。
在防火门附近的温度上升到一定的高度以前,防火门将一直停在中位。
当防火门的感应系统感知到防火门附近的温度达到比较高的程度后,防火门开始第二步下降,从中位下降到把整个门关闭。
因为只有温度达到一定的高度,才说明火将曼延过来,须迅速彻底关闭防火门。
防火门在第二步下降的过程中,若有人按动“上”、“下”、“停”3个按钮中任何一钮,门都将上升到中位。
到达中位后,将立刻开始下降,但只要有人再次按任何一钮,门仍将上升到中位。
不论是烟雾二步降还是烟温二步降,当门彻底关闭后,只要有人按上述3个钮任一钮,门就上升到中位,以让人逃离火场。
3)高温处理。
不论初始设置的是烟雾二步降还是烟温二步降,只要高温先到达或是与烟雾信号同时到达,防火门都将从顶不停地一直下降到底。
还有一种情形也会导致“高温处理”:
若火灾发生时没有高温,当防火门从顶下降到中位前或下降到中位后在中位停留的时间内,检测到有高温信号,防火门系统将自动转入高温处理,立即开始第二步下降。
火扑灭后,防火门系统检测到既无烟又无高温,则确认火已灭,便自动关闭报警信号,防火门自动上升到正常位置。
第二章前向通道的设计
2.1温度传感器
火灾总伴随着火焰、烟雾和温度,随着燃烧,室内温度将上升。
将烟雾传感器作为第一感受器,温度传感器作为智能计算的补充传感器。
当报警环境出现烟雾后,温度传感器根据设定温度值确定是否报警。
为防止漏报,另一组温度传感器设定了温度的报警极限,当温度超过这个极限立刻报警。
温度传感器利用半导体PN结的负温度系数工作,它有三路输出,其中两路测量温度梯度,一路测量极限温度。
图2-1是一个温度传感器的结构单元。
其基本工作原理是利用硅PN结的负温度系数测量环境温度。
由
、
、
、
以及
经
、
分压给
的基极提供一个电压基准。
这个电压基准使得
在常温下不导通,例如,假设在常温下,NPN晶体管的发射结在
=0.65V时导通,而电压基准设定为0.60V,这时,
处于截止状态。
由于硅器件的发射结导通电压
是负的温度系数(典型值为-2mV/℃),随着温度上升,器件的导通电压线性下降。
当温度上升25℃时,
的发射
结导通电压
下降为0.60V,达到设定值使
导通。
由原先的高电平输出下降为低电平输出。
图2-1温度传感单元原理图
作为电压基准,希望经
、
分压得到的电压值具有较低的温度系数。
在这个电路中,利用正温度系数的齐纳击穿稳压管和
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- 智能 烟雾 报警 系统 设计