摘 要
火灾自动报警系统是楼宇自动化的一个构成系统，其设置目的是为了防止和减少火灾危害，保护人身和财产安全。目前国内外先进的通用火灾报警控制器均是集报警和消防联动控制于一体的智能火灾报警系统，可以将探测器件收集的烟、温、光等信号以模拟量形式，连同外界相关的环境参数一起传送给报警器，报警器再根据获取的数据及内部存储的大量数据，利用火灾模型判断火灾是否存在，以及启动相关消防联动设备，这种智能化的系统在提高火灾判断、控制能力的同时，对总线传输也提出了更高的要求。本文主要研究基于CAN总线的火灾报警系统的设计方案和实现方法。
本论文分为五部分介绍。第一部分是绪论，介绍了国内外火灾报警系统发展的历史、现状、趋势以及火灾报警系统的分类，简要说明了研制火灾报警系统的意义。第二部分介绍了CAN总线在本系统中的应用及CAN总线的发展前景。第三部分是火灾报警系统硬件组成及原理，分别介绍控制器C8051单片机的应用、传感器及其信号调理电路、声光报警控制电路、步进电机驱动控制电路以及电源电路。第四部分是火灾自报警系统软件设计部分，系统软件部分即单片机上运行的程序。通过Keil C51完成，整个程序由主程序、数据采集输入子程序、电机转动子程序、判断火灾子程序。第五部分是总结及展望。
关键词 火灾报警系统 单片机 红外火焰探测器
I
Abstract
The fire alarm system is a building 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 the 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 brought 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 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 significance 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 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, electric 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 detector
II
目 录
摘 要 ............................................................................................................................ I ABSTRACT ................................................................................................................II
第1章 绪论 ............................................................................................................... 1
1.1 课题的研究背景及意义 ............................................................................... 1 1.2 火灾报警系统的种类 ................................................................................... 2 1.3 火灾报警系统的国内外发展现状 ............................................................... 4 1.4 本文主要工作内容及安排 ........................................................................... 6 第2章 CAN总线设计 ............................................................................................. 7
2.1 现场总线 ....................................................................................................... 7 2.2 CAN总线 ...................................................................................................... 8
2.2.1 CAN总线的产生与发展 ..................................................................... 8 2.2.2 CAN总线的特点 ................................................................................. 8 2.2.3 CAN总线协议 ..................................................................................... 9 2.3 CAN总线和RS-485总线的比较 ................................................................ 9 第3章 火灾报警系统硬件组成及原理 ................................................................11
3.1 系统总体框图 ..............................................................................................11
3.1.1 报警系统总体设计框图.....................................................................11 3.1.2 报警器硬件框图.................................................................................11 3.2 火灾探测器设计 ......................................................................................... 12
3.2.1 探测器种类........................................................................................ 12 3.2.2 系统探测器........................................................................................ 15 3.3 C8051F060单片机...................................................................................... 17 3.4 电机驱动模块 ............................................................................................. 19
3.4.1单片机输出控制信号隔离电路......................................................... 20 3.4.2电机驱动电路模块............................................................................. 21 3.5系统电源 ..................................................................................................... 22 3.6系统火灾报警模块 ..................................................................................... 24
3.6.1单片机报警接口电路......................................................................... 25
3.6.2单片机与继电器接口电路................................................................. 25 3.7 CAN总线通信模块 .................................................................................... 26 第4章 系统软件设计 ............................................................................................. 28
4. 1 在单片机上运行的程序 ............................................................................ 28
4.1.1 软件开发平台.................................................................................... 28 4.1.2 程序设计............................................................................................ 29 4.1.3 上位机通讯连接................................................................................ 34
第5章 总结及展望 ................................................................................................. 36
5.1总结 ............................................................................................................. 36 5.2展望 ............................................................................................................. 36
结论 ........................................................................................................................... 37 致谢 ........................................................................................................................... 38 参考文献 ................................................................................................................... 38 附录1 ........................................................................................................................ 40 附录2 ........................................................................................................................ 46 附录3 ........................................................................................................................ 53
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
随着人类社会的发展，人们居住、生活、工作的地方越来越集中，火灾
的隐患也越来越大，火灾越来越严重的影响着人民的生命财产安全。世界各国都致力于各种火灾探测方法的研究和实验，对火灾的及时发现与报警，成为人们普遍关心的问题。并且火灾也成为国内外普遍关注的灾难性问题。它是发生频率较高的一种灾害，在任何时间、任何地区都可能发生.随着社会经济的发展，建筑物、构筑物应用材料的多样性，各类工业和科学技术的发展，易燃材料增多，加之人们生活环境和生活方式的变革，火灾的危险性日益增加，火灾次数、火灾造成的人员伤亡和经济损失逐渐增多。尤其是近几年来，高层建筑人量增加，一旦发生火灾，灭火的难度更大在现代智能建筑中，火灾报警系统属于智能建筑系统的一个子系统。火灾自动报警系统起着极其重要的安全保障作用，在完全脱离其他系统或网络的情况下能独立正常运行和操作，完成自身所具有的防灾和灭火的功能。在工业和民用建筑、宾馆、图书馆、科研和商业部门，火灾自动报警系统已成为必需的装置。
火灾自动探测报警技术是将传感技术、通信技术和智能化信息处理应用于火灾预防的一项综合性技术，具有速度快、精度高、实时性好等突出优点。在这方面，传统的单片机技术在火灾的探测、报警、控制中发挥了重要作用。为了能够实时快速的处理大量数据，探测器和控制器之间应该有更快速完善的、低误码率的通信协议，在受控设备和网络所处的特殊的环境下，对信号的多方面的干扰都应有所考虑。因此，将现场总线技术应用于火灾报警控制是必然的发展趋势。
火灾自动探测报警技术这些年发展很快，技术上的更新变化也非常明显。总体来看，主要的发展变化是：数字技术和新工艺、新材料的应用，改进了系统能力和减少维护要求，向着高可靠、低误报和网络化、智能化方向发展。我国对此技术的研究与应用起步较晚，但发展迅速。随着城市现代化建设的发展、人们消防意识的增强、消防法宣传的不断深入，对火灾自动探测报警技术的研究必将成为热点与方向。
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