四川理工学院本科毕业设计（论文）
4.2 主程序初始化流程图 ....................................................................................... 27 4.3 数据采集子程序 ............................................................................................... 28 4.4 火灾判断与报警程序 ....................................................................................... 30 4.4.1 火灾报警数据处理方法 ............................................................................. 30 4.4.2 火灾判断与报警 ........................................................................................... 30 4.5 系统仿真 ........................................................................................................... 31 第5章 结束语 ...................................................... 35 致谢 ............................................................... 36 参考文献 ........................................................... 37 附录 ............................................................... 38
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第1章 引 言
1.1 研究背景
火灾是指在时间和空间上失去控制，对财产和人身造成一定损害的燃烧现象称为火灾。从燃烧的角度看，火灾的实质是燃烧，是一种自然现象，但绝大多数火灾同人的因素有关，是社会现象。火灾的发生过程是复杂的，常常表现出普遍性、随机性、必然性和相似性。火灾发生的普遍性，是说火灾不论在什么单位和部位，从草原到森林，从居民住宅到大大小小的企业、事业单位，到处都可能发生，这表明了火灾发生的普遍性。经验告诫人们，任何单位、任何部位，也包括组成社会的细胞——家庭，都要无一例外地预防火灾。火灾的发生的随机性，是说人们无法事前准确预测何地、何时、何物将发生火灾，以及火灾现场规模大小、火势呈现方式。这种特性告诫人们要时时刻刻预防火灾，不可麻痹懈怠[1]。实践证明，随着社会和经济的发展，消防工作的重要性就越来越突出。由此，火灾报警器在消防工作的作用尤为突出了。19世纪40年代美国诞生的火灾报警装置标志着火灾自动报警系统首次进入人们的视野[2]。1890年在英国，感温式火灾探测器研制成功并应用于火灾探测系统，标志着火灾自动报警系统的发展走上正轨[3]。在我国，采用的无线通信方式的火灾自动报警系统日益受到重视。由于其具有安装简便、对建筑物无损坏作业、灵活性好，易于扩展等优点，适用于许多场合，如名胜古迹、体育馆、博物馆、展览中心、处于施工阶段的建筑物、医院等。火灾自动报警系统的智能性主要体现在火灾判决和统筹管理方面，一般分为分散式、集中式和分布式，分散式系统由非智能型控制器若干智能型探测节点组成，由探测节点完成火灾状态的判断;集中式系统由智能型控制器和若干非智能探测节点构成，探测节点仅将火灾参量传送给控制器，由控制器智能地判断火灾状态；分布式系统的控制器和探测节点均为智能型，也是今后火灾自动报警系统的发展方向
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1.2 设计的目的和意义
在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾
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何凡：基于单片机的火灾报警系统设计
害之一。据联合国“世界火灾统计中心（WFSC）2000统计资料”，全球每年大约发生火灾600万至700万次，全球每年死于火灾的人数约为65000至75000人。其中，欧美地区发生的火灾较多，死亡人数却相对较少，这与欧美发达国家的生活水平以及消防技术和设施有关；相比较而言，亚洲地区发生火灾次数较少，但死亡人数较多，这与亚洲经济发展程度不高、消防设施不完善等因素有关。据统计，我国70年代火灾年平均损失不到2.5亿元，80年代火灾年平均损失接近3.2亿元。进入90年代，特别是1993年以来，火灾造成的直接财产损失上升到年均十几亿元，年均死亡2000多人。随着经济和城市建设的快速发展，城市高层、地下以及大型综合性建筑日益增多，火灾隐患也大大增加，火灾发生的数量及其造成的损失呈逐年上升趋势。一旦发生火灾，将对人的生命和财产造成极大的危害[5]。火灾自动报警系统能迅速监测火情，可发现人们不易发觉的火灾早期特征，可将火灾带来的生命财产损失降到最低限度。火灾发生的早期，会使得燃烧物质分解，析出大量的有毒气体CO，人们可能在毫无察觉火情的情况下就发生了CO中毒，从而无力逃生，火灾自动报警系统可监测到CO浓度的变化，为人们提供CO浓度超标报警信息，通知人们及时疏散[6]。为此，本系统由火灾检测模块、A/D转换模块、信号处理模块和声光报警模块组成。火灾检测模块由温度检测和烟雾检测构成，其温度传感器选用AD590，气体传感器选用TGS202。A/D转换模块选用常用ADC0809。声光报警模块分为声音报警和光报警。火灾探测器通过对火灾发出的物理、化学现象——燃烧气体、烟雾粒子、温度的探测，将探测到的火情信号转化成火警电信号传递给火灾报警控制器。报警器将接收到火警信号后经分析处理发出声光报警信号，警示消防控制中心的值班人员，并显示出火灾的位置。这是一种结构简单、使用方便、价格低廉、智能化的烟雾传感器，具有一定实用价值。
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第2章 系统设计方案
2.1 火灾的产生机理
众所周知，物质燃烧的基本条件是：可燃物、助燃物（氧气）、和足够的温度。其中可燃物为气体时，根据它和空气混合方式的不同可以分成预混燃烧和扩散燃烧两种。当可燃物是液体和固体时，因为它们难与空气均匀混合，所以它们燃烧的基本过程是当外部提供一定的能量时，液体或固体先蒸发成蒸汽或分解出可燃气体（如CO、H2等），同时还形成一些气溶胶。这些气相形式的可燃物与空气混合，在较强火源作用下产生预混燃烧。着火后，燃烧火焰产生的热量使液体或固体的表面继续释放出大量的热量。这些热量通过可燃物的直接燃烧、热传导、热辐射和热对流，使火从起火部位向周围蔓延，这就是常说的火蔓延。火蔓延导致了火势的扩大，形成了火灾根据火灾发生的场所不同，一般将火灾分成建筑火灾，森林火灾；根据燃烧空间的不同可分为受限空间火灾和开放空间火灾。
典型的受限空间固体物质火灾点火源的发展都要经历四个阶段:早期、阴燃、火焰和放热。图2-1为火灾产生的不同阶段的生成产物图[7]。其中，不可见烟发生在火灾早期，可以根据火灾产生气体进行探测；在火灾的阴燃期出现可见烟雾信号可用于探测；起火阶段可以根据火焰进行探测；高温阶段可以利用温度信号进行探测。
烟雾信号 温度信号 火灾产物 不可见烟可见烟火焰高温 早期 阴火 起火 温度 熄灭 时间 图2-1 火灾烟雾和温度变化曲线图
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