我国自1985年以来，单片机的开发和应用取得了一定的进展，尤其进入90年代以后，在自动控制、智能仪表、自动测试、家电、通讯领域得到了很好的应用，其中用单片机开发的火警自动报警器就是很好的一例。火警自动报警器最初是以晶体管继电器为分立元件的产品，80年代末，90年代初随着微型计算机的开发应用，出现了以微机为核心的通用火警报警器。它的应用使人们对火警的控制能力大大增强，使危害大大降低。火警报警器的主要心脏部件就是单片机，通过它接收来自火警探测器的报警信号，经过确认后，发出声光报警，显示报警位置，并能发出控制信号启动消防设备，迅速灭火。可见，从信号的接收处理到报警消防，完全实现了自动控制，单片机在其中起到了关键的作用。
1.2.1 传统火警探测技术
传统的火警探测报警技术是由火警探测器感知现场的某种火警参数(如烟浓度、温度等)，当被感知的火警参数达到某个限度值后，火警探测器通过一定的方式向火警报警控制器发出火警报警信号，火警报警控制器收到报警信号后，立即发出声光报警。这种信号处理方式的火警报警设备在实际应用中有几个不足之处：
(1)探测器的灵敏度固定，不易改变，这样在不同场合、不同环境中使用就不能选择最佳的火警探测灵敏度，选择高了容易误报警，选择低了一旦发生火警，报警不及时会损失严重。
(2)火警探测报警系统缺乏故障的自诊断、自排除能力。火警报警系统是长年不间断运行的设备，要求具有高度可靠的性能。
(3)火警报警的判据单一，对环境背景的干扰影响无法消除，这样在一些场合就不能提供准确的报警。传统的火警探测报警系统的火警判据仅仅是根据某种火警参数是否达到某一定值来确定，这一判别工作是在火警探测器中由硬件电路实现的，这样就有可能由于环境背景的影响，或火警探测器内部电路的缓慢漂移，产生误报。
1.2.2 智能火警探测技术
为了克服传统火警探测技术的弊病，近年来发展了智能型火警报警技术，完全摆脱了传统的火警报警信号处理方式，使得火警报警系统的可靠性有较大提
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高，这种智能分几个方面：
(1)探测智能：采用单片机作为信号处理芯片，通过对现场的火警参数采集，模/数转换，地址编码，然后传送给火警报警控制器，由火警报警控制器中的计算机进行相应的运算处理，判断现场是否发生火警，这种信号处理方式将计算机用于火警模式判别，可以根据火警发生时，火警参数的发展变化规律来识别真假火警，改变传统单一的定值判别方式，有利于提高火警判别的准确性。
(2)监控智能：在传统的百家系统中监控功能智能由硬件逻辑电路来完成。不仅增加成本，而且许多系统内部的故障都不能报警。采用智能技术后，系统的正常维护工作由计算机自身的软件完成，周期地运行自诊断程序，可以发现系统的任何微小的故障，大大提高了系统运行的可靠性能。
(3)抗干扰智能：由于系统的运行环境比较复杂，有时线路上和环境空间存在着严重的干扰信号，这些在传统的报警系统中难以滤除，影响系统的正常运行。抗干扰智能采用各种消除干扰的软件技术(如数字滤波等)，把干扰信号限制到最低限度，提高和系统的抗干扰能力。
一般情况下，智能化火警检测系统基本组成框图如图1-1所示。
被 测 参 数 传感器 模拟量输入通道 微机 数据记录器 模拟量输出通道 模拟显示 报警器 图1-1 智能化火警检测系统
1.3 火警自动报警系统的发展与现状
一些发达国家对超早期火警探测报警技术的研究与产品开发十分重视。早在20世纪80年代，日本、美国、英国、瑞士、德国、法国、澳大利亚等国相继开始投入大量的科研经费、科技力量进行技术产品的专门研究和开发。
火警探测报警系统可靠性的提高体现在用智能技术处理传感器提供的火警信息上——人们建立了多种火警探测算法、模糊逻辑、神经网络模式，也有从事研究非火警探测的模式。而各种单一传感器提供的火警信息均混杂非火警信息，
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从而，给从传感器提供的火警信息上判别火警增加了难度。于是，人们开始探索新型探测原理的传感器件（如气体气味传感器等）和复合探测器，取得显著成效的是对火警过程的多参数进行监测的复合传感器。它对火警产生的多种参数进行多种信息的分析，排除干扰，确定火警，从而提高了判断火警的准确性。而与之配套的硬件则采用复合多传感等传感方式，为判断火警提供更加充分的火警信息。成熟的产品有烟、温复合智能火警探测报警系统，并已用于实际工程。
我国的火警报警器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。目前已有多家科研院所和厂家致力于研发适合我国消防领域特点的火警自动报警监控联网技术及相关产品，在部分城市建立了火警报警监控网络系统，在消防监控和灭火救援方面发挥了重要作用。虽然我国应用自动报警装置的时间并不长，但是据不完全统计，准确报警事例已达数千次。资料显示，凡装有自动报警系统的建筑物中，当火情发生时，由于能够及时报警，把火警消灭在初期，从而大大减少了火警的危害。随着现代科技的发展，火警探测与报警技术也在不断提高。作为一门多专业、多学科的综合性火警探测与报警技术，近几年得到了迅速发展，已成为人类与火警作斗争的重要手段。
加入WTO以来，面对高新技术的发展机遇和国内市场国际化的竞争挑战，我国消防电子产品逐渐和世界接轨，向高可靠、智能化、网络化的早期火警探测报警技术发展。
1.4本章小结
本章主要介绍了课题的来源以及本课题的研究意义，同时就国内的研究现状作了简要的介绍。在本章节的最后还对本课题的安排进行了简要的说明，指明了课题研究的目标与内容。
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第二章 系统原理及总体方案设计
2.1 系统原理
宾馆火警自动报警系统的设计主要涵盖以下六个方面：传感器的设计、单片机的选取、接口芯片的选取、报警装置、电源以及消防联动装置的设计。
宾馆火警自动报警系统如图2-1所示。现场火警报警器通过对传感器火情信息的检测，使用智能识别算法实现对火警的监测。当报警器监测到火情信息后，产生声光报警信号，同时打开联动消防装置。 传感器 传感器 传感器 信号调理电路 火 警 监 信号调理电路 采样保持比较 控 模 图2-1 火警自动报警系统原理图 信号调理电路 采样保持比较 块 图2-1 火警自动报警系统原理图
采样保持比较 声光报警 显示记录 联动消防 2.2 系统设计
2.2.1 系统各模块的设计
第一，传感器的设计。传感器的作业环境是非常关键的一环，这决定了在具体环境中传感器的选型问题。传感器所要达到的任务目标必须准确无误地反应传感器在规定的工作环境中的作用。基于宾馆火警的特殊情况，本设计选用离子感烟探测器。相对于感温探测器和气体探测器，离子感烟探测器能在火警超早期作出准确判断。传感器的设计是本设计的中心任务，具体情况将在随后的章节中进行详述。
第二，单片机的选取。根据要求，本设计选用的单片机为AT89C51。该单片机的具体情况将在随后的章节中进行阐述。
第三，接口芯片。本设计的接口芯片采用并行接口芯片8243。有关8243的资料将会在随后的章节中谈到。
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第四，报警装置。本设计的报警装置采用声光报警装置：首先，起火房间会发出声音报警；同时，起火楼层总服务台处也会产生声音报警并会显示具体的着火房间。报警装置的设计在随后章节会详细说明。
第五，电源的设计。当单片机探测到着火房间后，会自动切断宾馆用电电路，同时在不影响正常工作的前提下，转换为备用电源供电。电源设计见随后章节。
第六，消防联动装置。当单片机探测到火情后，会自动打开联动消防装置。消防联动装置的设计见随后章节。
2.2.2 系统总构架的设计
该宾馆火警自动报警系统，能对监测点进行自动检测，一旦出现火情能立即报警，并能指示出发生火警的房间。本火警报警系统具有结构简单、可靠性高、成本低等特点。若要换其他的传感器，该系统还可以用于防盗报警、煤气泄漏报警等。
由于该系统主要用于多点集中检测报警，故能对受监测点进行巡回检测。为防止误报警，当检测到某房间有火情时，该系统应该延时3秒钟后再检测一次，
若确有火情方可报警，并用数字指示出发生火警地点。该系统的传感器选用开关量传感器。系统终端部分选用音响报警电路及数码显示电路。
硬件电路如图2-2所示，主机选用AT89C51单片机，4线/7线译码器选用74LS48，数码显示部分选用BS212共阴数码管，报警电路可选用一片KD9561及放大器、扬声器来构成，多点检测电路选用8243并行I/O口。由于8243每片有四个口，每个口有四个点，故每片8243可监测16个房间，图2-2用了两片8243，根据需要，还可增加8243的数量。
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