防火报警及初步灭火系统设计
摘要：本题给出基于单片机的防火报警及初步灭火设计。设计由单片机作为核心控制器，通过温度检测和烟雾浓度电路，将实时环境经由单片机输出到数码管显示，并可以用键盘来实现对温度浓度最高最低值的设定，当超过设定值时，报警电路发生警报。
关键词：单片机，传感器，LED
随着科技日新月异的发达，我们对于生活物质和精神要求也不断在提高，单片机基于这基础上的应用也日渐灵活，从早期应用于工业，到现在已随处可见。比如简单的电子表，街上的红绿灯，可以说现在对于单片机的应用已经深入我们普通老百姓的生活。现在公共建筑主要消防设施有火灾自动报警系统 、消火栓系统 、自动喷水灭火系统 、雨淋系统 、防烟排烟设施等 。设置防火分区的目的是为了控制火灾大面积蔓延,减少人员伤亡和财产损失 。根据公共建筑的功能,确定最重要的消防安全目标是保证人员的生命安全 。因此,针对防火分区扩大的问题,设计时应根据防火评估报告和项目实际情况从人员疏散 、火灾烟气 、火灾蔓延等方面进行分析,以调整消防措施以达到可接受的消防安全水平 。
在防火报警系统中火灾自动报警技术为核心，是预防和遏制建筑火灾的重要保障。近年来，我国火灾自动报警技实现了较快发展，但在在实际应用中，火灾自动报警系统经常出现错误，火灾自动报警工程技术水平还相对落后，还存在着一些比较突出的问题。我国火灾自动报警系统技术比美、英 等 发达国家起步较晚，中小型公众聚集场所和社区居民家庭甚至部分高层住宅都没有规定安装火灾自动报警系统，适用范围过小，防范措施不到位。目前我国火灾自动报警系统只被安装在重要建筑上，而在美国、日本等发达国家，包括许多居民家庭都安装了火灾自动报警系统。随着我国经济的不断发展、人们安全意识的增强、火灾自动报警系统的进一步完善以及智能化程度的提高，在社区家庭特别是高级住宅积极应用防火联动报警装置，对干预防居民家庭火灾是非常必要和行之有效的措施。所以我们学生宿舍也有必要安装防火报警系统，我们的宿舍是一个人口高度密集区。
在火灾探测器方面,虽然都进行了智能化设计，但由于传感器件探测的技术指标不到位火灾自动报警系统难以准确判烟雾的浓度、现场温度造成不准确的报警。火灾自动报警系统智能化是可以对各项环境数据进行对比判断，从而准确地预报和探测火灾，避免误报和漏报现象。发生火灾时，能依据探测到的各种信息对火场的范围、火势的大小、烟的浓度以及火的蔓延方向等给出详细的描述，甚至可配合电子地图进行形象提示、对出动力量和扑救方法等给出合理化建议，以实现各方面快速准确反应联动，最大限度地降低人员伤亡和财产损失，而且火灾中探测到的各种数据可作为准确判定起火原因、调查火灾事故责任的科学依据。此外，规模庞大的建筑使用全智能型火灾自动报警系统，即探测器和控制器均为智能型，分别承担不同的职能，可提高系统巡检速度、稳定性和可靠性。
我国应用的火灾119联动报警安装形式主要是集散控制方式，自成体系，自我封闭，尚未形成区域性网络化火灾自动报警系统。所以我们的消防员可能完全不可能在第一时间接到报警，从而赶到火灾现场，从而使我们的人生和财产安全的不到保障。
超早期火灾探测报警技术应用还几乎处于空白国外已开发出适合洁净空间高灵敏度感烟火灾探测报警系统与普通火灾探测报警系统相比，其探测灵敏度提高了两个数量级，甚至更多，而该技术在我国目前还处于起步阶段，有待进一步研究开发应用。这是需要我们的消防科研工作者需要努力的地方，在我们经济水平快速发展的时代，这对我们建筑智能化的提高有不可或缺的重要。
我国目前应用的火灾探测器按其响应和工作原理基本可分为感烟、感温、火焰、可燃气体探测器以及两种或几种探测器的组合等，其中，感烟探测器一枝独秀，但光纤线性感温探测技术、火焰自动探测技术、气体探测技术、静电探测技术、燃烧声波探测技术、复合式探测技术代表了火灾探测技术发展和开发应用研究的方向。此外，我国消防科研工作者利用纳米粒子化学活性强、化学反应选择性好的特性，将纳米材料制成气体探测器或离子感烟探测器，用来探测有毒气体、易燃易爆气体、蒸气及烟雾的浓度并进行预警，具有反应快、准确性高的特点，目前已列为的重点研究开发课题
在这知识与经济发展的时代，我们都共同关注着公共安全，这不仅关系到我们个人的安危，更是与国家的科技发展息息相关的，现代智能楼宇技术水平完全可以代表一个国家发达程度，所以在我们的宿舍安装一套防火报警系统，不仅可以保障我们的人生安全，更可以让我们学以致用，提高我们公共安全的程度，对于社会，对于国家都是不错的保障。
如今一般的建筑都包含防火系统，但智能化不高的都只是包含了简单的灭火器设备，并没有一些预防和报警设备。这是我们需要改善的地方，但这种情况的发生也许是受一些经济元素的约束。这种情况我们是可以去克服的，使用单片机做主控电路可以进行一些简单的电路设计，使和我们的宿舍楼一样没有多大的智能化的大楼在火灾安全上的安全系数提高很多，就可能不会发生去年在几个高校宿舍楼着火事件，我们学生的安全可以得到保障。
目录
1 引言 14
2 方案论证 15
2.1 方案一 15
2.2 方案二 15
3 各电路设计和论证 16
3.2 运算放大电路 16
3.3 A/D转换电路 18
3.4 温度电路 18
3.5 烟雾浓度电路 21
3.6 报警电路 23
3.7 单片机系统 23
3.8 按键显示电路 25
4 软件设计 26
4.1 系统主程序流程图 26
4.2 各子程序流程图 27
4.3 程序 29
4.3.1主程序 29
4.4 各子程序： 33
4.4.1 A/D采样子程序 33
4.3.2 火灾判断与报警程序 34
4.4.3 延时子程序： 34
4.4.4 温度计算子程序： 35
4.3.5 中断服务子程序： 35
4.4.5 显示子程序： 35
5 软硬件调试 35
6 附录 ..36
7 参考文献 38
参考文献
[1]《电子CAD技术》 电子工业出版社 关 健 主编
[2] 《51单片机原理与实践》 北京航空航天大学出版社 高卫东 辛友顺 主编
[3]《MCS51系列单片机原理及应用》 北京航空航天大学出版社 孙涵芳 主编
[4]《单片机与PC机串行通信的实现》 中国科技信息, 曹乐南, 霍大勇 主编
[5]《电子设计从零开始》 清华大学出版社 杨 欣 主编
[6]《综合电子设计与实践》 东南大学出版社 黄正谨 主编
[7]《单片机系统设计与实践》 电子工业出版社 汪道辉 主编
[8]《单片机实验与实训教程》 西北工业大学出版社 贡雪梅 主编
[9] 《51单片机原理与实践》 北京航空航天大学出版社 高卫东 辛友顺 主编
[10]《模拟电子技术基础》 机械工业出版社 沈任远 吴永 主编
[11]《单片机原理与应用实践教程》 西安电子大学出版社 李珍 主编
[12]《单片机原理及接口技术》 清华大学出版社 梅立峰 主编
[13]《单片机终合应用》 上海科技出版社 姜尚坤 主编
[14]《Keil C51总线外设操作问题的深入分析》 魏东 主编
[15]《数字电子技术基础》 高等教育出版社 林春防 主编
