基于单片机的火灾报警系统设计

2017-03-24王安龙彭森

卷宗 2016年11期

王安龙+彭森

摘要：社会的进步以及科学技术的快速发展给人类的生活带来了前所未有的便利，尤其是进入电气时代之后，各种电子产品进入千家万户，在我们的身边为火灾的发生埋下隐患，再加上高层建筑对于火灾施救带来的难度，一旦发生火灾带来的损失将是灾难性的后果，我们必须提高警惕，防患与未然，在这种环境下对于火灾的预警是又必要的。该系统以AT89C51单片机为核心，通过烟雾探测器与温度探测器传递的信号作为判断依据来判断是否有火灾发生，从而进行声光报警，该系统价格低廉、性能稳定、结构简单，具有一定的实用价值

关键词：AT89C51单片机；火灾报警器；探测器

1 引言

在各种常见的灾难面前，发生频率最高的就是火灾。火灾威胁着人类的身体健康与生命、还有人们群主的个人财产，一旦发生火灾就会对无数家庭带来不可修复的创伤。一次次残酷的现实提醒着我们，火灾监测与预防的重要性。而现代科学技术的蓬勃发展也促进了各个行业的发展，进一步促进了火灾报警系统的进步与完善。而社会对于可靠简单实用廉价的智能火灾报警器有着迫切的需求。

2 火灾报警工作原理

火灾发生时，必定会产生大量的烟雾、高溫和火光，传感器对这些信号都十分的敏感。当烟雾、高温和火光发生的时候，传感器就会改变自己的正常状态，引起内部电流、电压或者机械部分发生变化或者位移，然后通过放大、传输等过程发出警报，有些甚至可以同时发出灯光信号并显示发生火灾的位置等。

火灾探测器主要分为感烟探测器、感温探测器、光辐射探测器三大类。

本设计主要是进行一般场合下的火灾火警的预警，此类火灾发生比较缓慢，虽然伴有一定程度的温度变化，但是远没有火灾发生时剧烈，本方案主要通过现场温度的检测，烟雾浓度的检测，通过信号的采集和对比，进行声光报警。本系统采用了AT89C51单片机作为控制中心，通过不断的接收来自火灾探测器输出的烟雾浓度信号、温度信号，然后与内存中设定的数值进行分析对比来判断是否有火灾的发生。当现场的温度与烟雾发生异常时，报警系统会发生相应的报警信号进行预警。

3 方案设计

图1为系统框图。本系统主要包括系统控制模块，火灾监测模块，数据转换模块以及报警模块。AT89C51作为整个系统的核心，通过传感器作为测量工具，来实现对火灾报警系统的设计。该系统通过对监测环境内烟雾浓度以及温度的高低来判断是否报警。当传感器的烟雾浓度信号与温度信号进入单片机时，单片机首先对数字信号进行滤波处理，随后对数据进行分析，通常我们可以设定一个阈值，当任意一个信号接近阈值则提示预警临界温度或者烟雾浓度，一旦超过设定阈值则会启动报警电路发出火灾报警，反之则为正常状态并实时监测。

系统的工作流程：先通过传感器将现场的烟雾、温度等非电信号转化为电信号，调理电路将转换出来的电信号进行放大和滤波处理，达到A/D转换的要求，通过A/D转换电路后，完成模拟信号到数字信号的转换，然后由单片机来判断是否发生火灾。设置两个阈值，达到第一个阈值只进行声光报警。图1为火灾报警系统的总体结构框图。

4 结论

本设计的火灾报警系统具有以下特点：

（1）能对室内烟雾以及温度的突变发生报警，具有声光报警功能。

（2）异常报警功能。当环境发生异常时，能够发生报警信号，引入人工排查，避免火灾的发生

（3）火灾报警功能。当真的火灾发生时，能够立即发出声光报警。

本设计为了方便系统维护和功能的拓展，采用了模块化的程序设计方案，系统每个模块的功能都是通过子程序的调用来实现的。

但是由于时间的紧迫以及作者本人水平的限制，本系统还由许多可以完善的地方

首先是火灾的报警判读的算法并没有进行优化改进，只是采用多次采集的、多次判断的方法来实现。应用短时间内温度及浓度的上升速率配合更先进的神经网络以及模糊识别等智能算法，进一步降低系统的误报率，提高准确性。

其次没有与当下火热的物联网进行联通，通过无线网络将火灾信息发送到消防指挥中心，无法对受众人群实现准确的提醒。

然后是与自动灭火装置联动，实现发现火情即使处理，防止火情的进一步蔓延。

参考文献

[1] 刘军. 单片机原理与接口技术[M].上海：华东理工大学出版社，2006.