火災(zāi)報(bào)警器畢業(yè)論文.

1、摘 要火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是樓宇自動(dòng)化的一個(gè)構(gòu)成系統(tǒng)，其設(shè)置目的是為了防止和減少火災(zāi)危害，保護(hù)人身和財(cái)產(chǎn)安全。目前國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的通用火災(zāi)報(bào)警控制器均是集報(bào)警和消防聯(lián)動(dòng)控制于一體的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，可以將探測(cè)器件收集的煙、溫、光等信號(hào)以模擬量形式，連同外界相關(guān)的環(huán)境參數(shù)一起傳送給報(bào)警器，報(bào)警器再根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)及內(nèi)部存儲(chǔ)的大量數(shù)據(jù)，利用火災(zāi)模型判斷火災(zāi)是否存在，以及啟動(dòng)相關(guān)消防聯(lián)動(dòng)設(shè)備，這種智能化的系統(tǒng)在提高火災(zāi)判斷、控制能力的同時(shí)，對(duì)總線傳輸也提出了更高的要求。本文主要研究基于CAN總線的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和實(shí)現(xiàn)方法。本論文分為五部分介紹。第一部分是緒論，介紹了國(guó)內(nèi)外火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)發(fā)展的歷史、現(xiàn)狀、

2、趨勢(shì)以及火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的分類，簡(jiǎn)要說(shuō)明了研制火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的意義。第二部分介紹了CAN總線在本系統(tǒng)中的應(yīng)用及CAN總線的發(fā)展前景。第三部分是火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)硬件組成及原理，分別介紹控制器C8051單片機(jī)的應(yīng)用、傳感器及其信號(hào)調(diào)理電路、聲光報(bào)警控制電路、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路以及電源電路。第四部分是火災(zāi)自報(bào)警系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)部分，系統(tǒng)軟件部分即單片機(jī)上運(yùn)行的程序。通過(guò)Keil C51完成，整個(gè)程序由主程序、數(shù)據(jù)采集輸入子程序、電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)子程序、判斷火災(zāi)子程序。第五部分是總結(jié)及展望。關(guān)鍵詞 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng) 單片機(jī) 紅外火焰探測(cè)器AbstractThe fire alarm system is a building

3、automation component system. That the person interposes purpose is to endanger, protect person and property safety for guarding against and cutting down a conflagration. Home and abroad is at present advanced the conflagration warning controller being applied or used universally is to incorporate th

4、e intelligence autoalarm system that the gear giving an alarm and fighting fire controls in an integral whole equally, can with probe signals such as cigarette, the temperature, brightness collecting piece to simulate amounts forms, starts and relevance fire control gear equipment, this has also bro

5、ught forward higher call for to general line transmission while intellectualized system improving the conflagration judgement, the control ability. The main body of a book is studied mainly owing to CAN highway conflagration warning system design plan and realization method. The these is introduces

6、capital mark for five parts. Part I is an introduction, classification having introduced history, current situation, trend and conflagration alarm that conflagration alarm system develops at home and abroad systematically. Part II brief process having explained developing developing systematic signi

7、ficance of conflagration autoalarm and the hardware part. Part III is conflagration warning system hardware made up of and principle, circuit, step-by-step electric motornursing circuit, introducing controller C8051monolithic machine application,sensor and their signal respectively drive the control

8、 circuit and the power circuit. Part IV is that the conflagration designs a part from the system software giving an alarm, the system software part is that the the working dyadic implantation program. The former is completed by Keil C51, entire program by the host procedure, the data collect, electr

9、ic motor some functional element programs such as turning a functional element program, judging the conflagration functional element program, the treatment cutting out an engine voluntarily composes. Part V is that the summary looks into the distance. Key Words Fire alarm system MCU Infrared flame d

10、etector目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc232298399 摘 要 PAGEREF _Toc232298399 h I HYPERLINK l _Toc232298400 Abstract PAGEREF _Toc232298400 h II HYPERLINK l _Toc232298401 第1章 緒論 PAGEREF _Toc232298401 h 1 HYPERLINK l _Toc232298402 1.1 課題的研究背景及意義 PAGEREF _Toc232298402 h 1 HYPERLINK l _Toc232298403 1.2

11、 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的種類 PAGEREF _Toc232298403 h 2 HYPERLINK l _Toc232298404 1.3 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc232298404 h 4 HYPERLINK l _Toc232298405 1.4 本文主要工作內(nèi)容及安排 PAGEREF _Toc232298405 h 6 HYPERLINK l _Toc232298406 第2章 CAN總線設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc232298406 h 7 HYPERLINK l _Toc232298407 2.1 現(xiàn)場(chǎng)總線 PAGEREF _Toc232298407 h 7

12、 HYPERLINK l _Toc232298408 2.2 CAN總線 PAGEREF _Toc232298408 h 8 HYPERLINK l _Toc232298409 2.2.1 CAN總線的產(chǎn)生與發(fā)展 PAGEREF _Toc232298409 h 8 HYPERLINK l _Toc232298410 2.2.2 CAN總線的特點(diǎn) PAGEREF _Toc232298410 h 8 HYPERLINK l _Toc232298411 2.2.3 CAN總線協(xié)議 PAGEREF _Toc232298411 h 9 HYPERLINK l _Toc232298412 2.3 CAN總

13、線和RS-485總線的比較 PAGEREF _Toc232298412 h 9 HYPERLINK l _Toc232298413 第3章 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)硬件組成及原理 PAGEREF _Toc232298413 h 11 HYPERLINK l _Toc232298414 3.1 系統(tǒng)總體框圖 PAGEREF _Toc232298414 h 11 HYPERLINK l _Toc232298415 3.1.1 報(bào)警系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖 PAGEREF _Toc232298415 h 11 HYPERLINK l _Toc232298416 3.1.2 報(bào)警器硬件框圖 PAGEREF _Toc232

14、298416 h 11 HYPERLINK l _Toc232298417 3.2 火災(zāi)探測(cè)器設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc232298417 h 12 HYPERLINK l _Toc232298418 3.2.1 探測(cè)器種類 PAGEREF _Toc232298418 h 12 HYPERLINK l _Toc232298419 3.2.2 系統(tǒng)探測(cè)器 PAGEREF _Toc232298419 h 15 HYPERLINK l _Toc232298420 3.3 C8051F060單片機(jī) PAGEREF _Toc232298420 h 17 HYPERLINK l _Toc2322984

15、21 3.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 PAGEREF _Toc232298421 h 19 HYPERLINK l _Toc232298422 單片機(jī)輸出控制信號(hào)隔離電路 PAGEREF _Toc232298422 h 20 HYPERLINK l _Toc232298423 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路模塊 PAGEREF _Toc232298423 h 21 HYPERLINK l _Toc232298424 系統(tǒng)電源 PAGEREF _Toc232298424 h 22 HYPERLINK l _Toc232298425 系統(tǒng)火災(zāi)報(bào)警模塊 PAGEREF _Toc232298425 h 24 HYPERLINK

16、l _Toc232298426 單片機(jī)報(bào)警接口電路 PAGEREF _Toc232298426 h 25 HYPERLINK l _Toc232298427 單片機(jī)與繼電器接口電路 PAGEREF _Toc232298427 h 25 HYPERLINK l _Toc232298428 3.7 CAN總線通信模塊 PAGEREF _Toc232298428 h 26 HYPERLINK l _Toc232298429 第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc232298429 h 28 HYPERLINK l _Toc232298430 4. 1 在單片機(jī)上運(yùn)行的程序 PAGEREF _

17、Toc232298430 h 28 HYPERLINK l _Toc232298431 4.1.1 軟件開發(fā)平臺(tái) PAGEREF _Toc232298431 h 28 HYPERLINK l _Toc232298432 4.1.2 程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc232298432 h 29 HYPERLINK l _Toc232298433 4.1.3 上位機(jī)通訊連接 PAGEREF _Toc232298433 h 34 HYPERLINK l _Toc232298434 第5章 總結(jié)及展望 PAGEREF _Toc232298434 h 36 HYPERLINK l _Toc232298

18、435 總結(jié) PAGEREF _Toc232298435 h 36 HYPERLINK l _Toc232298436 展望 PAGEREF _Toc232298436 h 36 HYPERLINK l _Toc232298437 結(jié)論 PAGEREF _Toc232298437 h 37 HYPERLINK l _Toc232298438 致謝 PAGEREF _Toc232298438 h 38 HYPERLINK l _Toc232298439 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc232298439 h 39 HYPERLINK l _Toc232298440 附錄1 PAGEREF _T

19、oc232298440 h 41 HYPERLINK l _Toc232298441 附錄2 PAGEREF _Toc232298441 h 47 HYPERLINK l _Toc232298442 附錄3 PAGEREF _Toc232298442 h 54第1章 緒論 課題的研究背景及意義 隨著人類社會(huì)的發(fā)展，人們居住、生活、工作的地方越來(lái)越集中，火災(zāi)的隱患也越來(lái)越大，火災(zāi)越來(lái)越嚴(yán)重的影響著人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。世界各國(guó)都致力于各種火災(zāi)探測(cè)方法的研究和實(shí)驗(yàn)，對(duì)火災(zāi)的及時(shí)發(fā)現(xiàn)與報(bào)警，成為人們普遍關(guān)心的問(wèn)題。并且火災(zāi)也成為國(guó)內(nèi)外普遍關(guān)注的災(zāi)難性問(wèn)題。它是發(fā)生頻率較高的一種災(zāi)害，在任何時(shí)間、任何地

20、區(qū)都可能發(fā)生.隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑物、構(gòu)筑物應(yīng)用材料的多樣性，各類工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，易燃材料增多，加之人們生活環(huán)境和生活方式的變革，火災(zāi)的危險(xiǎn)性日益增加，火災(zāi)次數(shù)、火災(zāi)造成的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失逐漸增多。尤其是近幾年來(lái)，高層建筑人量增加，一旦發(fā)生火災(zāi)，滅火的難度更大在現(xiàn)代智能建筑中，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)屬于智能建筑系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)起著極其重要的安全保障作用，在完全脫離其他系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)的情況下能獨(dú)立正常運(yùn)行和操作，完成自身所具有的防災(zāi)和滅火的功能。在工業(yè)和民用建筑、賓館、圖書館、科研和商業(yè)部門，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)已成為必需的裝置1?；馂?zāi)自動(dòng)探測(cè)報(bào)警技術(shù)是將傳感技術(shù)、通信技術(shù)和智能化信

21、息處理應(yīng)用于火災(zāi)預(yù)防的一項(xiàng)綜合性技術(shù)，具有速度快、精度高、實(shí)時(shí)性好等突出優(yōu)點(diǎn)2。在這方面，傳統(tǒng)的單片機(jī)技術(shù)在火災(zāi)的探測(cè)、報(bào)警、控制中發(fā)揮了重要作用。為了能夠?qū)崟r(shí)快速的處理大量數(shù)據(jù)，探測(cè)器和控制器之間應(yīng)該有更快速完善的、低誤碼率的通信協(xié)議，在受控設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)所處的特殊的環(huán)境下，對(duì)信號(hào)的多方面的干擾都應(yīng)有所考慮。因此，將現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)應(yīng)用于火災(zāi)報(bào)警控制是必然的發(fā)展趨勢(shì)3?；馂?zāi)自動(dòng)探測(cè)報(bào)警技術(shù)這些年發(fā)展很快，技術(shù)上的更新變化也非常明顯?？傮w來(lái)看，主要的發(fā)展變化是：數(shù)字技術(shù)和新工藝、新材料的應(yīng)用，改進(jìn)了系統(tǒng)能力和減少維護(hù)要求，向著高可靠、低誤報(bào)和網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向發(fā)展。我國(guó)對(duì)此技術(shù)的研究與應(yīng)用起步較晚，但

22、發(fā)展迅速。隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展、人們消防意識(shí)的增強(qiáng)、消防法宣傳的不斷深入，對(duì)火災(zāi)自動(dòng)探測(cè)報(bào)警技術(shù)的研究必將成為熱點(diǎn)與方向4。1.2 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的種類火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)是由觸發(fā)器件、火災(zāi)報(bào)警裝置以及具有其它輔助功能的裝置組成的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。它能夠在火災(zāi)初期，將燃燒產(chǎn)生的煙霧、熱量和光輻射等物理量，通過(guò)感溫、感煙和感光等火災(zāi)探測(cè)器變成電信號(hào)，傳輸?shù)交馂?zāi)報(bào)警控制器，并同時(shí)顯示出火災(zāi)發(fā)生的部位，記錄火災(zāi)發(fā)生的時(shí)間。一般火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、室內(nèi)消火栓系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、防火門、防火卷簾、等相關(guān)設(shè)備聯(lián)動(dòng)，自動(dòng)或手動(dòng)發(fā)出指令，啟動(dòng)相應(yīng)的防火滅火裝置。 觸發(fā)器件：指在火災(zāi)報(bào)警

23、系統(tǒng)中，自動(dòng)或手動(dòng)產(chǎn)生火災(zāi)報(bào)警信號(hào)的器件稱為觸發(fā)器件，主要包括火災(zāi)探測(cè)器和手動(dòng)報(bào)警按鈕。火災(zāi)探測(cè)器是能對(duì)火災(zāi)參數(shù)（如煙、溫、光、火焰輻射、氣體濃度等）響應(yīng)，并自動(dòng)產(chǎn)生火災(zāi)報(bào)警信號(hào)的器件，按照響應(yīng)火災(zāi)參數(shù)的不同，火災(zāi)探測(cè)器分成感溫火災(zāi)探測(cè)器、感煙火災(zāi)探測(cè)器、感光火災(zāi)探測(cè)器、可燃?xì)怏w探測(cè)器和復(fù)合火災(zāi)探測(cè)器五種基本類型。不同類型的火災(zāi)探測(cè)器適用于不同類型的火災(zāi)和不同的場(chǎng)所。手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕是手動(dòng)方式產(chǎn)生火災(zāi)報(bào)警信號(hào)、啟動(dòng)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的器件，也是火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中不可缺少的組成部分之一。 火災(zāi)報(bào)警裝置控制器：用以接收、顯示和傳遞火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，并能發(fā)出控制信號(hào)和具有其它輔助功能的控制指示設(shè)備稱為火災(zāi)

24、報(bào)警裝置。火災(zāi)報(bào)警控制器就是其中最基本的一種?；馂?zāi)報(bào)警控制器擔(dān)負(fù)著為火災(zāi)探測(cè)器提供穩(wěn)定的工作電源：監(jiān)視探測(cè)器及系統(tǒng)自身的工作狀態(tài)；接受、轉(zhuǎn)換、處理火災(zāi)探測(cè)器輸出的報(bào)警信號(hào)；進(jìn)行聲光報(bào)警；指示報(bào)警的具體部位及時(shí)間；同時(shí)執(zhí)行相應(yīng)輔助控制等任務(wù)，是火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中的核心組成部分。 火災(zāi)警報(bào)裝置：用以發(fā)出區(qū)別于環(huán)境聲、光的火災(zāi)警報(bào)信號(hào)的裝置稱為火災(zāi)警報(bào)裝置，火災(zāi)警報(bào)器是一種最基本的火災(zāi)警報(bào)裝置，通常與火災(zāi)報(bào)警控制器組合在一起，它以聲、光方式向報(bào)警區(qū)域發(fā)出火災(zāi)警報(bào)信號(hào)，以警示人們采取安全疏散、滅火救災(zāi)措施。警鈴是一種火災(zāi)警報(bào)裝置，用于將火災(zāi)報(bào)警信號(hào)進(jìn)行聲音中繼的一種電氣設(shè)備，警鈴大部分安裝于建筑物的公共空

25、間部分，如走廊、大廳等。 消防控制設(shè)備：當(dāng)接收到來(lái)自觸發(fā)器件的火災(zāi)報(bào)警信號(hào)后，能自動(dòng)或手動(dòng)啟動(dòng)相關(guān)消防設(shè)備并顯示其狀態(tài)的設(shè)備，稱為消防控制設(shè)備。主要包括火災(zāi)報(bào)警控制器，自動(dòng)滅火系統(tǒng)的控制裝置，室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的控制裝置，防煙排煙系統(tǒng)及空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的控制裝置，常開防火門、防火卷簾的控制裝置，以及火災(zāi)應(yīng)急廣播、火災(zāi)警報(bào)裝置、消防通信設(shè)備、火災(zāi)應(yīng)急照明與疏散指示標(biāo)志的控制裝置等十類控制裝置中的部分或全部。消防控制設(shè)備一般設(shè)置在消防控制中心，以便于實(shí)行集中統(tǒng)一控制，也有的消防控制設(shè)備設(shè)置在被控消防設(shè)備所在現(xiàn)場(chǎng)（如消防電梯控制按鈕），但其動(dòng)作信號(hào)則必須返回消防控制室，實(shí)行集中與分散相結(jié)合的控制方式。 電源

26、：火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)屬于消防用電設(shè)備，其主電源應(yīng)當(dāng)采用消防電源，備用電源采用蓄電池。系統(tǒng)電源除為火災(zāi)報(bào)警控制器供電外，還為與系統(tǒng)相關(guān)的消防控制設(shè)備等供電5。 目前在工程應(yīng)用中火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)主要有控制中心報(bào)警系統(tǒng)、區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)和集中報(bào)警系統(tǒng)三種基本形式6。1、控制中心報(bào)警系統(tǒng)。它是由火災(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、集中火災(zāi)報(bào)警控制器以及消防控制設(shè)備等組成。一般情況下，在控制中心報(bào)警系統(tǒng)中，集中火災(zāi)報(bào)警控制器是設(shè)在消防控制設(shè)備內(nèi)，組成消防控制裝置。2、區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)。它是由火災(zāi)探測(cè)器或手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕以及區(qū)域火災(zāi)報(bào)警控制器組成，適用于較小范圍的保護(hù)。 3、集中報(bào)警系統(tǒng)。它是由火災(zāi)探測(cè)器或

27、手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕以及區(qū)域火災(zāi)報(bào)警控制器和集中火災(zāi)報(bào)警控制器等組成。它適用于較大范圍內(nèi)多個(gè)區(qū)域的保護(hù)。該系統(tǒng)的容量越大，所要求輸出的控制程序越復(fù)雜，消防設(shè)施控制功能越全，發(fā)展到一定程度便構(gòu)成為消防控制中心系統(tǒng)。 在具體工程中采用何種報(bào)警系統(tǒng)，可根據(jù)工程建設(shè)規(guī)模、保護(hù)工程的性質(zhì)、火災(zāi)報(bào)警區(qū)域的劃分和消防管理機(jī)構(gòu)的組織形式等因素綜合考慮后確定。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的組成和功能，也不是一成不變的，只有單一功能的火災(zāi)報(bào)警控制器、防盜報(bào)警器和節(jié)能控制器等，將不再由行業(yè)、使用場(chǎng)所人為地區(qū)分成不同的系列、不同的產(chǎn)品，而是按照技術(shù)上、使用上的內(nèi)在聯(lián)系和差異來(lái)劃分。尤其是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，將

28、綜合成一個(gè)整體，即成為報(bào)警控制系統(tǒng)（器），報(bào)警后都能按需要輸出一定程序的控制機(jī)能，啟動(dòng)相應(yīng)的設(shè)施。1.3 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)的研究在國(guó)外起步較早，我國(guó)是在20世紀(jì)八十年代中期才有個(gè)別企業(yè)開始這方面的研究開發(fā)。隨著越來(lái)越多的產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)，國(guó)家也制定了相應(yīng)的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。這類產(chǎn)品國(guó)外主要企業(yè)有日本的日探、報(bào)知機(jī)、和能美等，法國(guó)的FARE，瑞士西門子樓宇自控公司，美國(guó)的Honeywell、SimPlex，西門子西伯樂(lè)斯的消防系統(tǒng)等。火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)從發(fā)展過(guò)程來(lái)看，在國(guó)外大體可分為3個(gè)階段7：第一階段是用一些簡(jiǎn)單的分立元件構(gòu)成的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，從19世紀(jì)四十年代一直延續(xù)到20世紀(jì)四十

29、年代，這期間感溫探測(cè)器占主導(dǎo)地位。早在1847年美國(guó)牙科醫(yī)生Charming和緬因大學(xué)教授Farmer研究出世界上第一臺(tái)用于城鎮(zhèn)火災(zāi)報(bào)警的發(fā)送裝置，1852年成功安裝在波士頓。1890年英國(guó)科學(xué)家研制成功感溫式火災(zāi)探測(cè)器，開創(chuàng)了火災(zāi)自動(dòng)探測(cè)報(bào)警技術(shù)的新紀(jì)元。但由于感溫式火災(zāi)探測(cè)器靈敏度比較低，探測(cè)火災(zāi)的速度也比較慢，尤其對(duì)陰燃火災(zāi)往往不響應(yīng)。因此它一直無(wú)法較好的實(shí)現(xiàn)火災(zāi)早期報(bào)警的要求。第二階段從20世紀(jì)五十年代至七十年代，這期間感煙探測(cè)器得到了大力發(fā)展，感溫火災(zāi)探測(cè)器處于次要地位。報(bào)警裝置為開關(guān)量多線型報(bào)警系統(tǒng)。每個(gè)探測(cè)器除需提供兩根電源線外，還需提供一根報(bào)警信號(hào)線。探測(cè)器電源由報(bào)警器提供，探

30、測(cè)器的信號(hào)線均連接到報(bào)警顯示盤上。報(bào)警時(shí)點(diǎn)亮相應(yīng)的指示燈。此類系統(tǒng)的功能一般以報(bào)警為主，輔以一些簡(jiǎn)單的聯(lián)動(dòng)功能(也為多線型)，如驅(qū)動(dòng)警鈴等。其探測(cè)器采用設(shè)置了固定閥值的開關(guān)量探測(cè)器?？刂破饔蛇壿嫾呻娐?、可控硅、繼電器和分立器件構(gòu)成。探測(cè)器與控制器之間采用多線型聯(lián)接。當(dāng)探測(cè)器所探測(cè)到的信息變化到達(dá)設(shè)定的閾值后，開關(guān)電路接通，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。信號(hào)經(jīng)導(dǎo)線傳遞給控制器，控制器接收到信號(hào)后便發(fā)出報(bào)警。這種報(bào)警系統(tǒng)存在著明顯的弊病。首先，探測(cè)器與控制器之間的連線繁多，布線工作量較大，使線路出現(xiàn)故障的可能性增大，并且安裝和維護(hù)十分困難。其次，控制器對(duì)信號(hào)的處理是靠硬件電路適當(dāng)連接實(shí)現(xiàn)的，故電路復(fù)雜，可靠性差

31、，導(dǎo)致誤報(bào)率較高。第三階段為總線型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。從八十年代開始至今，總線型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)蓬勃興起，它同以前的產(chǎn)品相比有了很大的飛躍。布線工作顯著減少，安裝調(diào)試變得容易，降低了安裝和維修費(fèi)用，其最大優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)單并能精確確定報(bào)警部位，因而得到了較普遍的應(yīng)用。此時(shí)已經(jīng)采用微處理器控制，各模塊通過(guò)總線與控制器實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳送。此類系統(tǒng)可通過(guò)各種模塊對(duì)各聯(lián)動(dòng)設(shè)備實(shí)行較復(fù)雜的控制，具有系統(tǒng)自檢以及對(duì)外圍器件的故障檢驗(yàn)等功能。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)大多數(shù)為此類產(chǎn)品。由于此類產(chǎn)品具有先進(jìn)的報(bào)警和控制功能，施工、安裝較為方便，且成本較低，已被大量使用8。國(guó)內(nèi)外幾款較好的火災(zāi)探測(cè)器：產(chǎn)品名稱： HYPERLI

32、NK :/ ehsy /product/8/46898.html o JTG-UM-GST9616點(diǎn)型紅外火焰探測(cè)器 t _parent JTG-UM-GST9616點(diǎn)型紅外火焰探測(cè)器 主要技術(shù)參數(shù)：（1）工作電壓：總線24V ；（2）工作電流：編碼模式：監(jiān)視電流2mA，報(bào)警電流4mA；非編碼模式：監(jiān)視電流19mA，報(bào)警電流35mA；（3）探測(cè)器視場(chǎng)角90； （4）防爆標(biāo)志：ExdIICT6； （5）使用環(huán)境：溫度：-20+55 相對(duì)濕度95%，不結(jié)露；（6）外形尺寸：166mm235mm199mm(帶調(diào)節(jié)架)； 品牌：海灣，產(chǎn)地：中國(guó)9。產(chǎn)品名稱： 智能紫外火焰探測(cè)器主要技術(shù)參數(shù)：工作電壓：

33、總線24V；監(jiān)視電流2mA；報(bào)警電流10mA；線制：無(wú)極性信號(hào)二總線；探測(cè)角度80度；保護(hù)面積：S=（htg）2；h：探測(cè)器距地面高度，=40度；報(bào)警確認(rèn)燈：紅色，巡檢時(shí)閃爍，報(bào)警時(shí)常亮；使用環(huán)境：溫度：-20+50；相對(duì)濕度95%，不結(jié)露；編碼方式：十進(jìn)制電子編碼；外形尺寸：直徑：100mm，高：41mm(不帶底座) ；品牌：GST，中國(guó)10。產(chǎn)品名稱： HYPERLINK :/ ehsy /product/9/5709.html o FDC 12Z點(diǎn)型紅外火焰探測(cè)器 (室內(nèi)型) t _parent FDC 12Z點(diǎn)型紅外火焰探測(cè)器 (室內(nèi)型) 主要技術(shù)參數(shù)：標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)距離：13m(離中心的視

34、野角50) -20m（正面）；視野角度：100；額定電壓、電流：DC24V，100mA；使用電壓范圍：DC17V-DC30V；監(jiān)視時(shí)消耗電流：約67微安；使用溫度范圍：-15-50；最大連接個(gè)數(shù)：10個(gè)/1回路；配用底座：FZB014-4KA（露出型）；重量：約170g；品牌：NOHMI，日本11。 本文主要工作內(nèi)容及安排 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)是研發(fā)設(shè)計(jì)一種用于小區(qū)大樓、辦公室、公共場(chǎng)所的火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)。該火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)是以C8051F060單片機(jī)作為控制中心，接受、處理火災(zāi)探測(cè)器輸出的報(bào)警信號(hào)并進(jìn)行聲光報(bào)警，同時(shí)執(zhí)行相應(yīng)的輔助控制等任務(wù)。監(jiān)視探測(cè)器及系統(tǒng)自身的工作狀態(tài)并能為火災(zāi)探測(cè)器提供穩(wěn)定的

35、工作電源。本論文一共分為五部分介紹：第一部分是緒論；第二部分介紹了CAN總線在本系統(tǒng)中的應(yīng)用及CAN總線的發(fā)展前景；第三部分是總線式火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)硬件組成及原理，分別介紹傳感器型號(hào)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路，以及電源電路；第四部分是火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)軟件，介紹各部分軟件流程及整體軟件設(shè)計(jì)；第五部分是總結(jié)展望。第2章 CAN總線設(shè)計(jì) 現(xiàn)場(chǎng)總線按照國(guó)際電工委員會(huì)IEC61158的標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場(chǎng)總線的定義是：“安裝在制造和過(guò)程區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)裝置與控制室內(nèi)的自動(dòng)控制裝置之間的數(shù)字式、串行、多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線?！彼怯糜谶^(guò)程自動(dòng)化或制造自動(dòng)化中的、實(shí)現(xiàn)智能化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與高層設(shè)備之間互聯(lián)的、全數(shù)字、串行、雙向的通信系統(tǒng)。通過(guò)它

36、可以實(shí)現(xiàn)跨網(wǎng)絡(luò)的分布式控制，在制造業(yè)、流程工業(yè)、交通、樓宇等方面的自動(dòng)化系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用前景。簡(jiǎn)單的說(shuō)，現(xiàn)場(chǎng)總線是應(yīng)用在生產(chǎn)最底層的一種總線型拓?fù)涞木W(wǎng)絡(luò)。這種總線是用做現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)的、直接與所有受控(設(shè)備)節(jié)點(diǎn)串行相連的通信網(wǎng)絡(luò)12?，F(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)既是一個(gè)開放通信網(wǎng)絡(luò)，又是一種全分布控制系統(tǒng)。它作為智能設(shè)備的聯(lián)系紐帶，把掛接在總線上、作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的智能設(shè)備連接為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并進(jìn)一步構(gòu)成自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)基本控制、補(bǔ)償計(jì)算、參數(shù)修改、報(bào)警、顯示、監(jiān)控、優(yōu)化及控管一體化的綜合自動(dòng)化功能。這是一項(xiàng)集嵌入式系統(tǒng)、控制、計(jì)算機(jī)、數(shù)字通信、網(wǎng)絡(luò)為一體的綜合技術(shù)13?，F(xiàn)場(chǎng)總線也可以說(shuō)是工業(yè)控制與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

37、兩者的邊緣產(chǎn)物。從純理論的角度看，它應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)范疇。但是，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不能完全適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)的要求。無(wú)論是從網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、協(xié)議、實(shí)時(shí)性，還是適應(yīng)性、靈活性、可靠性乃至成本來(lái)看，工業(yè)控制的底層都有它的特殊性。現(xiàn)場(chǎng)總線其規(guī)模應(yīng)屬于局域網(wǎng)、總線型結(jié)構(gòu)，它簡(jiǎn)單但能滿足現(xiàn)場(chǎng)的需要。它要傳輸?shù)男畔己芏绦?，要求?shí)時(shí)性很強(qiáng)，可靠性高。然而現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境干擾因素眾多，有些很強(qiáng)烈且?guī)话l(fā)性。這些都決定了現(xiàn)場(chǎng)總線必須有屬于自己特色的一個(gè)新型領(lǐng)域14。綜上所述，現(xiàn)場(chǎng)總線具有如下的技術(shù)特征：系統(tǒng)的開放性、互可操作性與互用性、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的智能化與功能自治性、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)性15。2.2 CAN

38、總線 CAN總線的產(chǎn)生與發(fā)展CAN(Controller Area Network，控制器局域網(wǎng))是一種先進(jìn)的串行通信協(xié)議，最初是由德國(guó)Bosch公司在80年代初期為了解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測(cè)試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的，目的是通過(guò)較少的信號(hào)線將汽車上的各種電子設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，并提高數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)目煽啃?。由于其卓越的特性和極高的可靠性，特別適合于工業(yè)過(guò)程中監(jiān)控設(shè)備的互聯(lián)。利用它很容易實(shí)現(xiàn)“集中監(jiān)控，分散控制”這一現(xiàn)代工業(yè)的新的控制方式，并被公認(rèn)為是最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線之一16。CAN總線現(xiàn)己廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、多種控制設(shè)備、交通工具、醫(yī)療儀器以及建筑、環(huán)境控制等眾多部門。由于CA

39、N為越來(lái)越多不同的領(lǐng)域采用和推廣，致使要求各種應(yīng)用領(lǐng)域通信報(bào)文實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。為此，1991年9月Philips Semiconductors制訂并發(fā)布了CAN技術(shù)規(guī)范()。該技術(shù)規(guī)范包括A和B兩部分。；而2.0B給出了標(biāo)準(zhǔn)的和擴(kuò)展的兩種報(bào)文格式。此后，1993年11月ISO正式頒布了道路交通運(yùn)載工具數(shù)字信息交換高速通信控制器局部網(wǎng)(CAN)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO11898)，為控制器局部網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化推廣鋪平了道路17。 CAN總線的特點(diǎn)CAN總線具有較強(qiáng)的糾錯(cuò)能力，支持差分收發(fā)，因而適合高噪聲環(huán)境，并具有較遠(yuǎn)的傳輸距離，特別適合中小型分布式測(cè)控系統(tǒng)。由于采用了許多新技術(shù)及獨(dú)特的設(shè)計(jì)，CAN總線與一

40、般的通信總線相比，它的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性。它具有以下幾個(gè)重要特點(diǎn)18：(1)CAN是到目前為止唯一有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線。(2)CAN為多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任一節(jié)點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動(dòng)的向網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，而不分主從。(3)同步、串行、面向通信數(shù)據(jù)塊的通信方式，網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)數(shù)原則上不受限制，只取決于物理層的承受能力。(4)報(bào)文傳輸不含目標(biāo)地址，以全局廣播為基礎(chǔ)，各個(gè)接收站根據(jù)報(bào)文中反映數(shù)據(jù)性質(zhì)的標(biāo)示符過(guò)濾報(bào)文，決定是否接收。其優(yōu)點(diǎn)在于上網(wǎng)下網(wǎng)在線進(jìn)行、即插即用和多點(diǎn)接收。(5)信息有優(yōu)先級(jí)之分，以滿足不同的實(shí)時(shí)要求。(6)采用非破壞性總線仲裁技術(shù)，當(dāng)總線上多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向網(wǎng)

41、絡(luò)上發(fā)送信息時(shí)，優(yōu)先級(jí)低的節(jié)點(diǎn)主動(dòng)停止數(shù)據(jù)發(fā)送，而優(yōu)先級(jí)高的節(jié)點(diǎn)可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)。這樣不僅節(jié)省總線沖突仲裁時(shí)間，而且即使在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載很重的情況下，也不會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)癱瘓的情況。(7)采用短幀結(jié)構(gòu)，每一幀信息的字節(jié)數(shù)最大為8個(gè)，傳輸時(shí)間短，受干擾概率低，且每幀信息都有CRC校驗(yàn)及其他檢錯(cuò)措施，保證了數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低。(8)支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)(成組)和全局廣播的傳輸方式。(9)在網(wǎng)絡(luò)上某個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤的情況下，該節(jié)點(diǎn)具有自動(dòng)關(guān)閉總線的功能，切斷與總線的聯(lián)系，使總線上其他節(jié)點(diǎn)不受影響。(10)通信速率最高可達(dá)1Mbps，直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km(速率5kbps)，實(shí)際節(jié)點(diǎn)數(shù)可達(dá)110個(gè)。

42、(11)具有較高的性能價(jià)格比。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，器件容易購(gòu)置，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的價(jià)格較低，而且開發(fā)技術(shù)容易掌握，能充分利用現(xiàn)有的單片機(jī)開發(fā)工具。 CAN總線協(xié)議CAN協(xié)議(CAN Protocol Specification Part A+B)分為三層：目標(biāo)層、傳輸層和物理層。主要對(duì)應(yīng)于ISO(International Standard Organization，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織)的OSI(Open System Interconnection，開放系統(tǒng)互連)七層模型中數(shù)據(jù)鏈路層的媒體訪問(wèn)控制子層以及物理層的物理信號(hào)部分。目標(biāo)層和傳輸層包含所有由ISO/OSI模型定義的數(shù)據(jù)鏈路層的服務(wù)和功能。由于CAN的數(shù)據(jù)

43、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，又是范圍較小的局域網(wǎng)，因此不需要其他中間層，應(yīng)用層數(shù)據(jù)直接取自數(shù)據(jù)鏈路層或直接向鏈路層寫數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)層次少有利于系統(tǒng)中實(shí)時(shí)控制信號(hào)的傳送。CAN協(xié)議的分層結(jié)構(gòu)19。PMA子層和MDI子層有多種規(guī)范，由不同的組織制定，可應(yīng)用在不同的領(lǐng)域和場(chǎng)合20。2.3 CAN總線和RS-485總線的比較在傳統(tǒng)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中，一般采用RS-485總線。由于RS-485總線數(shù)據(jù)通信方式是命令式，從節(jié)點(diǎn)只有在收到主節(jié)點(diǎn)的命令后才能響應(yīng)，一些重要的變位信息得不到及時(shí)上傳，導(dǎo)致系統(tǒng)靈活性差、實(shí)時(shí)性差。CAN通信采用事件觸發(fā)式，通過(guò)CAN控制器接口芯片PCA82C250的兩個(gè)輸出端CAN-H和CAN-L與物理總

44、線相連，而CAN-H端的狀態(tài)只能是高電平或懸浮狀態(tài)，CAN-L端只能是低電平或懸浮狀態(tài)。這就保證不會(huì)出現(xiàn)像在RS-485網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)系統(tǒng)有錯(cuò)誤，出現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，總線呈現(xiàn)短路，從而損壞某些節(jié)點(diǎn)的現(xiàn)象。而且CAN節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)關(guān)閉輸出的功能，以使總線上其他節(jié)點(diǎn)的操作不受影響，從而保證不會(huì)出現(xiàn)像在網(wǎng)絡(luò)中，因個(gè)別節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題，使得總線處于“死鎖”的狀態(tài)21。并且，CAN總線具有完善的通信協(xié)議，可由CAN控制器芯片及其接口芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而大大降低系統(tǒng)開發(fā)難度，縮短了開發(fā)周期，這些是僅僅只有電氣協(xié)議的RS-485所無(wú)法比擬的。據(jù)CIA統(tǒng)計(jì)，2001年僅在歐洲就銷售了超過(guò)1億個(gè)

45、CAN總線節(jié)點(diǎn)，幾乎淘汰了所有的RS-485系統(tǒng)。第3章 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)硬件組成及原理 系統(tǒng)總體框圖 報(bào)警系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖本系統(tǒng)采用CAN總線式將各個(gè)報(bào)警器連接起來(lái)，報(bào)警器主要由檢測(cè)單元、MCPU處理單元、驅(qū)動(dòng)電機(jī)單元及電機(jī)組、報(bào)警模塊和總線通信模塊構(gòu)成?？傮w框圖如圖3-1所示。圖3-1 報(bào)警系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖 報(bào)警器硬件框圖檢測(cè)單元主要由紅外熱釋電傳感器組成。為了提高系統(tǒng)可靠性，減少誤報(bào)和漏報(bào)，本系統(tǒng)采用了兩種不同的傳感器，能同時(shí)根據(jù)情況發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)。 MCPU處理單元是以C8051F單片機(jī)為核心，接收并處理火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng)作信號(hào)、輸出報(bào)警信號(hào)。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元為電機(jī)驅(qū)動(dòng)提高信號(hào)，由單

46、片機(jī)發(fā)出控制信號(hào)從而控制電機(jī)相應(yīng)旋轉(zhuǎn)定位。CAN總線式通信使得觀察運(yùn)行狀態(tài)方便易行，例如哪個(gè)電機(jī)在運(yùn)行，運(yùn)行的狀態(tài)是什么等，可以通過(guò)上位機(jī)來(lái)改變系統(tǒng)的參數(shù)來(lái)改變系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及實(shí)現(xiàn)人工模擬檢測(cè)電機(jī)功能。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)控制器與上位機(jī)之間的通信，從而達(dá)到主控室遠(yuǎn)程控系統(tǒng)的功能，給監(jiān)控者帶來(lái)很的大方便使系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程遙控自檢功能，也可從主控室了解現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)狀況。如圖3-2報(bào)警器硬件框圖。圖3-2 報(bào)警器硬件框圖 火災(zāi)探測(cè)器設(shè)計(jì) 探測(cè)器種類物質(zhì)燃燒，就必然有熱量釋放出來(lái)，環(huán)境溫度升高，而在燃燒速度非常緩慢的情況下，這種熱（溫度）是不容易鑒別出來(lái)的。物質(zhì)在燃燒開始階段，首先釋放出來(lái)的是燃燒氣體，比如單分子

47、的CO和CO2m左右。10m的液體或固體微粒稱之為煙霧。不管是燃燒氣體還是煙霧它們都有很大的流動(dòng)性，能潛入建筑物的任何空間。由于有些氣體和煙霧有毒性，所以它對(duì)人的生命有特別大的威脅。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在火災(zāi)中約有70%死者的死亡就是這些燃燒氣體和煙霧造成的?；鹧媸俏镔|(zhì)著火時(shí)產(chǎn)生的灼熱發(fā)光的氣體部分。物質(zhì)燃燒到發(fā)光階段，是物質(zhì)的全然階段。在這階段中，火焰熱輻射含有大量的紅外線和紫外線。從物質(zhì)燃燒的基本概念出發(fā)，選擇合適的火災(zāi)探測(cè)器是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，因?yàn)槿魏我环N探測(cè)器都不是萬(wàn)能的，每一種探測(cè)器有一定的環(huán)境適應(yīng)性，也可以說(shuō)有一定的局限性。要想有效地發(fā)揮各種火災(zāi)探測(cè)器的作用，就要掌握各種火災(zāi)探測(cè)器的探測(cè)原理

48、，以及它的適用場(chǎng)所，只有這樣才能真正發(fā)揮它們作用。對(duì)于普通可燃燒物質(zhì)的表現(xiàn)形式，首先是產(chǎn)生燃燒氣體，然后是煙霧，在氧氣供應(yīng)充分的條件下，才能達(dá)到全部燃燒，產(chǎn)生火焰，并散發(fā)出大量的熱，使環(huán)境溫度升高起火過(guò)程曲線如圖3-3所示。 圖3-3 起火過(guò)程曲線從圖3-3可知起火過(guò)程中，總是前兩個(gè)階段所占有的時(shí)間比較長(zhǎng)，這是燃燒的開始階段。如果要把火災(zāi)損失控制在最小限度，保證人身不受傷亡，那么火災(zāi)的探測(cè)器就應(yīng)該從此階段開始進(jìn)行為宜。因?yàn)榇穗A段盡管產(chǎn)生了大量的七溶膠和煙霧，充滿建筑內(nèi)的空間，但環(huán)境溫度并不高，尚未蔓延發(fā)展到嚴(yán)重的程度。由于火災(zāi)發(fā)生時(shí)，會(huì)產(chǎn)生煙霧、高溫和火光等現(xiàn)象，探測(cè)器對(duì)這些很敏感。當(dāng)有煙霧、

49、火光、高溫產(chǎn)生時(shí)，它就改變平時(shí)的正常狀態(tài)，引起電流、電壓或機(jī)械部分發(fā)生變化或位移，信號(hào)經(jīng)過(guò)放大，送入控制器，并以聲、光等形式發(fā)出警報(bào)信號(hào)，顯示火災(zāi)的部位、地點(diǎn)。探測(cè)器是火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)部件，它的好壞直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)是否正常運(yùn)行。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，把因火災(zāi)產(chǎn)生的各種非電量參數(shù)（如煙，溫度等參數(shù)）變成電量參數(shù)傳送給控制器。其特點(diǎn)是模擬量傳輸，跟隨各種非電量參數(shù)（如煙、溫度等參數(shù)）變化而變化。火災(zāi)探測(cè)器根據(jù)火災(zāi)發(fā)生時(shí)所表現(xiàn)出來(lái)的物理現(xiàn)象可以分為：氣敏型、感溫型、感煙型、感光型、感聲型五大類22。在每個(gè)大類中，又可以根據(jù)物理效應(yīng)分為不同的八大類。由于建筑結(jié)構(gòu)和功能的多元化，為了準(zhǔn)確、及時(shí)地探測(cè)火災(zāi)

50、，并進(jìn)行報(bào)警，對(duì)火災(zāi)探測(cè)器提出了更高的要求。選擇火災(zāi)探測(cè)器時(shí)必須充分考慮火災(zāi)探測(cè)器的性能、建筑空間形狀、火災(zāi)特點(diǎn)和可能發(fā)生的危險(xiǎn)。下面就一些常用火災(zāi)探測(cè)器和使用場(chǎng)合作一比較。感溫探測(cè)器：感溫探測(cè)器一般分為定溫式、差溫式和差定溫式三種類型，單一的感溫探測(cè)器由于靈敏度低，探測(cè)速度慢，尤其對(duì)陰燃情況不響應(yīng)，誤報(bào)率高23。感煙探測(cè)器：感煙探測(cè)器又可分為離子感煙探測(cè)器和光電感煙探測(cè)器，其中離子感煙探測(cè)器具有非常好的早期報(bào)警功能，即使在環(huán)境條件不太好的場(chǎng)所也會(huì)有較好的探測(cè)效果，它一般適用于極高的房屋或空心花板或地下室中，感煙探測(cè)器適用于火災(zāi)前期及早期，產(chǎn)生大量的煙和少量的熱，很少或沒(méi)有火焰輻射，但它不能區(qū)

51、分火災(zāi)信號(hào)與非火災(zāi)的廚房煙、水蒸氣等信號(hào)，所以誤報(bào)率較高24。氣體探測(cè)器：氣體探測(cè)器適用于散發(fā)可燃?xì)怏w和可燃蒸汽的場(chǎng)所。但由于氣體探測(cè)器探測(cè)對(duì)像CO易與還原氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因而在有還原氣體的場(chǎng)所可能發(fā)生誤報(bào)警25。圖像探測(cè)器：目前研制出的圖像火災(zāi)探測(cè)器有煙霧圖像探測(cè)器、火焰圖像探測(cè)器、激光圖像感煙探測(cè)器等，他們都非常適合于商場(chǎng)大空間建筑。但煙霧圖像火災(zāi)探測(cè)器對(duì)不規(guī)則物體或相似圖像可能發(fā)生誤報(bào)警，而火焰圖像探測(cè)器則對(duì)高溫物體或太陽(yáng)光照射可能發(fā)生誤報(bào)警；激光圖像感煙火災(zāi)探測(cè)器則由于其良好的探測(cè)性能，發(fā)生誤報(bào)警的概率小，非常適合商場(chǎng)建筑的火災(zāi)探測(cè)26。紅外火焰探測(cè)器和紫外火焰探測(cè)器：由于能夠輻射出

52、紅外線的不僅僅是火災(zāi)的火焰，一些高溫物體的表面，如：爐子、太陽(yáng)等都能發(fā)出與火焰紅外線頻帶相吻合的紅外線，因而這些并非火災(zāi)的紅外源就容易使單波段紅外火焰探測(cè)器產(chǎn)生誤報(bào)警，紫外火焰探測(cè)器靈敏度高（毫秒級(jí)），反應(yīng)快，適合在火災(zāi)時(shí)有強(qiáng)烈的火焰輻射、無(wú)陰燃階段且需對(duì)火焰做出快速反應(yīng)的場(chǎng)合，但當(dāng)環(huán)境中有紫外輻射、高溫物體或有太陽(yáng)光直射時(shí)可能要發(fā)出誤報(bào)警動(dòng)作，因此，紫外火焰探測(cè)器不宜用于火焰出現(xiàn)前有濃煙擴(kuò)散或有陽(yáng)光直射的地方27。任何一種火災(zāi)探測(cè)器都只是針對(duì)火災(zāi)中同時(shí)出現(xiàn)的多種物理量中的一種進(jìn)行探測(cè)，不可避免的受到環(huán)境中某些相似因素的影響，從而導(dǎo)致誤報(bào)警（誤報(bào)警是指在非火災(zāi)情況下，火災(zāi)探測(cè)器發(fā)出的報(bào)警），表

53、3-1列出了幾類火災(zāi)探測(cè)器誤報(bào)警的部分環(huán)境因素。解決誤報(bào)警問(wèn)題已成為提高火災(zāi)探測(cè)器準(zhǔn)確性的關(guān)鍵所在，減少和降低誤報(bào)警，有以下幾條比較有效的途徑：1、避免和減少環(huán)境因素對(duì)誤報(bào)警的影響。該方法著眼于引起誤報(bào)警的環(huán)境因素，通過(guò)改進(jìn)探測(cè)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和規(guī)定使用條件入手來(lái)減低誤報(bào)警。2、考察參量變化與實(shí)際火災(zāi)過(guò)程的比較。該方法著眼于識(shí)別方式，通過(guò)模擬方式監(jiān)測(cè)某一物理參量的變化歷程，并與實(shí)驗(yàn)所得火災(zāi)過(guò)程相應(yīng)物理參量變化曲線相比較，由此來(lái)判斷是否發(fā)生火災(zāi)。這種方法需要大量的火災(zāi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。3、改單一物理參量監(jiān)測(cè)為多參量復(fù)合監(jiān)測(cè)，降低誤報(bào)警。實(shí)行多參量復(fù)合監(jiān)測(cè)要依據(jù)所在建筑及火災(zāi)特點(diǎn)（或火災(zāi)數(shù)據(jù)）取舍物理量，

54、既可減低火災(zāi)誤報(bào)警，又能保證經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上可行。4、尋找適當(dāng)?shù)男盘?hào)處理算法，如：復(fù)合趨勢(shì)算法、模糊邏輯算法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等，在提高靈敏度的同時(shí)將誤報(bào)率降低到極限。表3-1 誤報(bào)警原因火災(zāi)中物理量探測(cè)器類型識(shí)別模式誤報(bào)警因素接觸型CO、CO2氣體探測(cè)器接觸還原氣體溫度感溫探測(cè)器氣體或溫度變化固體顆粒感煙探測(cè)器灰塵、水滴、小昆蟲靜電探測(cè)器靜電非接觸型輻射光火焰探測(cè)器閃爍頻率照明、太陽(yáng)光燃燒音聲音探測(cè)器功耗譜強(qiáng)度生活、生產(chǎn)噪音煙霧形狀圖像探測(cè)器顏色、邊緣不規(guī)則物體、相似色火災(zāi)形狀圖像探測(cè)器輻射能量區(qū)別高溫物體、太陽(yáng)光照射 系統(tǒng)探測(cè)器1、GS9208/IR2雙紅外火焰探測(cè)器 運(yùn)用了先進(jìn)的多紅外傳感技

55、術(shù)（MIR），使用兩個(gè)具有窄帶濾波的不同波長(zhǎng)的紅外傳感器，其中一只傳感器工作在反映火焰信息的中心波長(zhǎng)，另外一只傳感器監(jiān)視環(huán)境中的其他紅外輻射，結(jié)合火焰的閃爍特征，通過(guò)高性能的微處理器和專利數(shù)學(xué)算法模型進(jìn)行運(yùn)算分析，使得只有符合火焰特征的輻射頻譜才會(huì)被確認(rèn)為火警，而其他的干擾因素形成的假火警信號(hào)則會(huì)被排除。GS9208/IR2適用于產(chǎn)生煙的明火火災(zāi)探測(cè)，諸如含碳材料的明火燃燒（木材、塑料、酒精、油類產(chǎn)品、氣體等）。GS9208/IR2雙波長(zhǎng)紅外火焰探測(cè)器具有卓越的火焰識(shí)別靈敏度，同時(shí)對(duì)非火焰紅外干擾源具有極強(qiáng)的免疫力，適合室內(nèi)場(chǎng)所的火焰探測(cè)需求。主要特點(diǎn)：內(nèi)置高性能微處理計(jì)算芯片先進(jìn)的智能算法和

56、火焰危險(xiǎn)判據(jù) 火焰探測(cè)和拒絕誤報(bào)警性能的最佳組合可靠的系統(tǒng)故障自診斷功能2通道IR傳感器多種信號(hào)輸出方式適應(yīng)不同系統(tǒng)主機(jī)的信號(hào)接口要求最大探測(cè)距離60米 三級(jí)可調(diào)靈敏度擴(kuò)展的監(jiān)測(cè)視角 (120度) 主要技術(shù)參數(shù)28：額定電壓DC 24V電壓范圍DC 18-30V工作電流25mA(監(jiān)視）、35mA(報(bào)警）、50mA(自檢）視角范圍120探測(cè)距離30米響應(yīng)時(shí)間10S靈敏度等級(jí)50%、75%、100%儲(chǔ)存溫度-4085工作溫度050工作濕度095% RH（不結(jié)露）輸出型式020mA電流環(huán)輸出2、LS-818-8E紅外探測(cè)器功能特點(diǎn)： 采用世界最新科研成果的智能邏輯IC，具有超強(qiáng)的紅外識(shí)別能力、防誤報(bào)

57、能力和穩(wěn)定性。技術(shù)參數(shù)29： 傳感器：雙元被動(dòng)紅外 低噪聲結(jié)構(gòu) 探測(cè)距離：最近9米 最遠(yuǎn)12米探測(cè)角度：水平6 垂直110 工作電壓：DC 24V 報(bào)警電壓：0.55VCC待機(jī)IRS10uA-10uAIRS-200uA斜率控制CCVRSCCVRSCC高速IRS3) q=0;if (LL=1)L+;else L=0;if (R=1) switch (p) case 2: if (L10) Ll一:rolly():else M1DIR=MIENA=MIENB=0; M2DIR=M2ENA=M2ENB=0; M3DIR=M3ENA=M3ENB=0; MotorNum=3; EIE2)=0 x10;

58、L=0; LL=0: R=0;break:;case 3:if (L10) L1一;rolly(); else M1DIR=M1ENA=MIENS=0;M2DIR=M2ENA=M2ENB=0;M3DIR=M3ENA=M3ENB=0;IE=0 x8c;EIE2=0 x10;S1=1;flag=1;L=0;LL=0;R=0;break:; default: break;elseroll();cnt+:EA=1; void timerl_ ISR() interrupt 3TH1=0 x63:TLl=0 xc0;switch (flag) case 1: if(k=kl) EA=0: j2=Num2

59、_UV; Num2_ UV=0; cl=Num2_ Infrared: Num2_ Infrared=0; k=0; IE&=0 xfb: if (j2Num2max_UV) PUSH=1: flag=2: M2DIR=M2ENA=M2ENB=1; M3DIR=M3ENA=M3ENB=1: else IE|=0 x02:IE&=0 xf7; EA=1:else k+;break:;case 2:if(k=k1) EA=0; j2=Num2_UV: Num2_V=0; k=0; if (j2=k1) EA=0;k=0;hl=Numl_ Infrared:Numl_ Infrared=0;if(h

60、lNumlmax_ Infrared) TRO=1;hl=0;EIE2=0 x00;IE=0 x82:IE&=0 xf7:flag=0: elseEA=1;hl=0: elsek+:break:case 4: if (k=k2) k=0;swi tch (p) case 2: if (s100) L1=L; L1=(3*L) /2; L=0; LL=0: else s=0;break; case 3:if(Num2_UVNuvmin) Num2 UV=0R=1EIE2&=0 xefPRTIIF&=0 xbfIE=0 x82L1=(2*L) /3;L=0;else;Num2 UV=0;break