小型智能火灾自动报警系统的设计研究

漳州台商投资区公安消防大队 庄文卿 龚哲松

小型智能火灾自动报警系统的设计研究

漳州台商投资区公安消防大队 庄文卿 龚哲松

随着城市建设密集性逐渐增加，对于火灾的防范决定着人们的生活安全，以及社会的稳定性发展。在计算机网络技术逐渐研发的基础上，需要设计火灾自动报警系统，防患于未然，降低火灾发生几率，并且减少经济损失。基于此，在本文中，针对小型智能火灾自动报警系统的设计进行研究。希望相关内容的研究，能够为防火防灾保护带来帮助。

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0 前言

当前，火灾已经成为了危害人们生活，且破坏性比较大的灾害。那么在防火工作中火灾报警器的应用比较关键。小型火灾报警器在现代的建筑中应用，对于建筑的安全提供了巨大的保障。在本文中分析小型火灾报警系统的设计流程，分析该系统设计中的主要器件性能以及实际用法，以常用51单片机为核心作为报警系统外围器件的控制中心。

1 小型智能火灾报警器设计原理

小型智能火灾报警器的实际设计，主要是通过探测器对火灾现场产生的烟雾、高温、光亮等，判断出火情的实际情况，并且发出报警。换言之，火灾报警器通过现场的环境发生变化，来触发探测器，使得探测器能够感受到环境的变化，并且自身发生电流、电压、以及机械部分的位移，通过放大器，将这些信号放大并且转换为声信号，并且发出相应的报警，预示火情。在小型智能火灾自动报警系统设计中，包含了三大类型的传感器，分别为感烟、感温、感光[1]。

目前，烟雾传感器在系统设计中的应用，分为了离子烟雾探测器和光电烟雾探测器。其中离子烟雾探测器在实际工作中通过，在电离室中放射源镅241来感应烟雾。当某处发生火灾时候，有烟雾进入到电离室中，烟雾温度比较高，破坏了室内的电离平衡，从而产生了电流。而温度报警器同时温度传感器，感受到火灾现场中的温度发生变化 ，探测器从电路断开的情况下，其金属丝膨胀和拉伸，使得导体的电路实现接通，并且形成一个闭合电路。在电路接通的情况下，报警系统发出了信号。感光探测器包含红外线感光探测器和紫外线感光探测器。以上两种探测器在实际应用中通过物质在燃烧环节中，产生的光闪烁，使得红外辐射探测器发生感应[2]。

2 小型智能火灾自动报警器系统整体分析

在小型智能火灾自动报警器系统设计当中，需要对其进行整体分析。在本文中所研究设计的小型智能火灾自动报警器系统，通过传感器对火灾现场信息进行收集，将多个传感器收集信息融合。在应用智能识别算法来判断火灾现场的实际情况，最终在特定的环境进行报警。如，当小型火灾自动报警其系统应用到学校走廊中，一旦发生火灾，该系统通信系统能够通过无线通讯传输系统，联合学校控制中心，根据信息的实际情况，确定学生疏散方案。那么，在实际设计环节中，需要从多方面进行考虑，当系统自身出现硬件故障时，需要通过自身系统检查，向控制中心发出报警。为了完善报警信号，需要采用声光双重报警方式[3]。

在小型智能火灾自动报警系统设计之前，需要确定设计方案。1）选择单片机微处理器实现中央控制功能，确定三个传感器的实际功能。2）选取三个发光二极管、一个扬声器，数据端口与界面机进行通信。3）在本设计中，将温度传感器、气体传感器、感光传感器的电信号，转化为数字量，并且通过单片机进行现场实际环境的控制。4）应用界面机监控中心，对各个从机进行数据读取与分析。

3 小型智能火灾自动报警器系统设计

在小型智能火灾自动报警系统设计环节中，包含了诸多内容，如，电源模块设计、探测器电路设计、传感器模块电路设计、单片机接口电路设计、输入设备电路设计。

3.1 电源模块设计

在电子设备设计环节中电源系统的设计比较关键，电源模块的性能决定着设备能够畅销应用，并且发挥出其正常的功能。将小型智能火灾自动报警系统应用到楼道中，当楼道电路比较老化，线路复杂，那么在电源模块的设计环节中，需要考虑到这个问题，保障电源模块的质量，实现整个系统的稳定供电。目前，小型智能自动化报警系统监控系统中电源应用主要有两种方式，第一，通过直流电对于系统进行供电。该种方式能够避免系统停电所造成的系统功能丧失。第二，变压器将高压电转化为系统所需要的低压电[4]。

3.2 探测器电路设计

小型智能火灾报警器系统设计中，探测器电路的设计比较关键。探测器的功能是能够准确讲现场数据传输给控制器，再由控制器对数据进行处理传递给信息整理人员。探测器安装在现场之后哦呢过，其自身需要具有自我保护、自我修复的功能。在正常情况下，探测器属于休眠状态，这样的模块功能设置是为了节约电源。当是当环境中发生火灾时，系统就需要立即苏醒。在探测器的总线上需要包含以下信息：

1）地址信息。在探测器上所测量来的数据信息需要准确无误，因此，为了提升信号传输速率，能够同时应用到一条总线上的探测器需要保障在256个以下。反之，当一条总线上的探测器数量比较多的情况下，探测信号将会失真，并且造成信号传递缓慢。

2）火灾现场数据。在现场数据信息的传递上，需要保障信号传输的实时性，保障信号不能间断[5]。

3.3 传感器模块电路设计

传感器的模块设计，将数据转换成为具有规律的信号电子器件。感应装置能够直接检测系统检测对象。在传感器模块电路的设计环节中，为了提升其实际的工作效率，可以从消除其实际误差方面入手。消除传感器模块电路误差的方法有：零位法、微差法、闭环技术。在本设计系统中，应用微差法消除传感器在具体应用中所产生的误差。在本文中应用热敏电阻电路替代感光、感烟、感温传感器作为单片机的数据来源。其中热敏电阻在该系统中应用，能够有效地提升系统的传感灵敏性，由于该种温度传感器能够利用电阻、温度共同变化制成温度传感器。在实际应用中，温度传感器具备较好的抗震性，其扩展性能以及兼容性比较好[6]。

3.4 系统软件设计

在对小型智能火灾报警器系统的硬件设计进行研究之后，需要对其进行软件设计，在具体的软件设计环节中需要分析该种设计的优化，以提升其在系统中的实际应用。首先，在系统软件设计环节中，需要保障该种报警系统能够具备实时控制的功能。由于火灾报警器是一个实时控制系统，对于系统反应时间的要求比较高，对于所要设计的系统需要能够对数据中心的数据信息进行迅速的处理与分析，并且得出相应的结果，传递给控制中心。其次，保障系统软件的灵活性。由于该系统应用的环境比较复杂，要求软件系统能够具备比较高的适应能力，保障火灾报警系统功能实现；再次，火灾系统的可靠性。在软件设计环节中，软件系统需具备较强的可靠性，保障火灾报警系统信息真实性，提升火灾救援的效率。

4 结论

综上所述，在本文中立足于小型智能火灾报警器系统设计，火灾报警器通过现场的环境发生变化，来触发探测器，使得探测器能够感受到环境的变化，将系统中号放大并且转换为声信号，并且发出相应的报警，预示火情。 在小型智能火灾自动报警系统设计环节中，包含了诸多内容，如，电源模块设计、探测器电路设计、传感器模块电路设计、单片机接口电路设计、输入设备电路设计。

[1]王炳强.小型智能火灾自动报警系统的设计与实现[D].燕山大学,2013.

[2]徐炀.智能火灾自动报警系统的构建[D].天津理工大学,2013.

[3]张响亮.智能建筑火灾自动报警系统的设计与研究[D].武汉理工大学,2010.

[4]符青松.智能火灾自动报警系统的设计与实现[D].武汉理工大学,2009.

[5]崔兴文.智能火灾自动报警系统的设计与实现[D].山东大学,2008.

[6]宋中才.智能建筑中火灾自动报警系统的设计[J].重庆邮电学院学报(自然科学版),2004,(04):97-100.