毕业设计（论文）
图2-2声光报警系统的总体框图
根据学习到的专业知识，对火灾自动报警系统设计设计思想有了，我们以常见声光报警系统的总体框图来例来说明[3] ，如图2-3所示下：
图2-3声光报警系统的总体框图
从上图可以看出，一个火灾报警系统主要包括以下几个模块，首先就是数据采集模块，这个模块是最前端接收收集的部分，把采集好的数据送到烟雾传感器里面，通过传感器的数模转换技术，送到单片机内部进行处理。图2-4为火灾报警系统的结构框图。
图2-4 系统结构框图
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毕业设计（论文） 从上图可以看出，51单片机是核心部分，它是内部处理单元的核心部件。整个系统工作原理如下：现场接触到的是物理量，但是单片机内部处理的是数字信号，也就是说需要一种设备将这种物理量转化为数字量，这个过程就需要一种，那就是传感器的作用。传感器将这种无理量通过信号的采样，也就是我们常见的A/D转换过程形成数字信号，再将数字信号送到单片机的控制部分，形成信号的输入。这个过程反过来就会引起报警器的动作。
2.2系统总体软件框架
上面我们从硬件过程对整个火灾报警器进行了分析，下面我们从软件方面也进行一个逻辑图的绘制。首先就是硬件的初始化，若有温度烟雾信号接收到采集信号，报警器就会正常发出报警信号，那火灾报警器就会自动启动，若报警器出现异常现象，那么可用采用手动复位的原则进行复位。系统程序流程图如图2-5所示
图2-5 系统软件框图
我们从软件架构上可以很清晰的看到，若一个火灾报警器需要正常报警，首先的条件就是要对探测信号进行检测，这个过程就涉及到对传感器进行选型的问题。下一章节，我们对传感器进行选型分析。
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毕业设计（论文） 3 火灾报警器的传感器选择
3.1火灾探测器的分类
火灾是的主要目的是对现场信号进行探测，目前常见的探测常数有烟雾、温度、适度等非电量参数，这些参数有一个共同点就是均为前端信号接收部分。这样一个过程有共同的特点，那就是实时检测和生成，传感器接收的都是实时数据，探测器依据所探索的变量可以分为感温型、感烟型、图光型、感声型、气敏型五大类[5] 。从这个角度来说，探测器是整个系统里面最为重要的一个元件，这个元件对于报警器状态的识别起到重要的检测作用。根据在实际情况中用到的探测器的类型，主要是依据探测的对象来划分。
（1）感烟型火灾探测器。
感烟型火灾探测器，从字面上看，就是通过探测烟雾的类型，再将烟雾物理量送到处理单元内，产生探测功能，这种探测的原理就是利用细小的烟雾粒子对于光线产生的一种散射。
（2）感温型火灾探测器。
感温型火灾探测器，从字面上讲，就是利用火灾产生时引起的温度变化，温度是一种物理量，这种物理量通过专业的前端温度采集设备进行探测，送到控制处理单元内，原理也感烟火灾探测器基本一致。
（3）感光型火灾探测器。
感光火灾探测器就是利用火灾发生时会产生光线，光线是一种很强的波，这种光线散射的能量被吸收后就会被探测到。
（4）可燃气体火灾探测器。
在火灾起发生前，如果出现可燃气体泄漏，也会被探测器探测到，这就是我们常见的可燃气体探测器。
（5）复合型火灾探测器。从字面上理解，复合气体探测器就是同时可以探测几种物理量的设备，一般在现在的市面上，应用也较为普遍。
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毕业设计（论文） 3.2温度传感器的选定
（1）温度探测器的选择条件[6]
温度传感器的选型过程中考虑的因素：
ａ被测对象的温度参量是不是要实时的在设备上记录，是否具有报警功能以及是否具有自动控制功能，同时也需要确定这个温度参量是不是需要通过远程传输，这些都是需要考虑的范围。
ｂ测温范围的大小和精度要求。 ｃ测温元件大小是否适当。
ｄ被测物品的温度和实时传送之间会有一段延时，是否需要考虑。 ｅ温度传感器的选择也应该考虑到环境条件比较恶劣，是否会被温度传感器造成损害。
ｆ价格如保，使用是否方便。
综合以上多种原因，经对比，本文温度探测器使用DS18B20数字温度传感器，其引脚与实物样式如图3-4所示。
（２）关于DS18B20[7,8]
DS18B20数字温度传感器是一种很常见的传感器，应该比较广泛，主要是接线比较简单，封装形成多种多样，价格便宜，也是首先需要考虑的问题。
①. DS18B20的主要特性：
ａ适应电压范围有一个很大的范围一般是从3.0～5.5V，一般不需要单独引电，通过控制器的控制端口即可使用。
图3-1 DS18B20数字温度传感器引脚图
ｂDS18B20的使用非常简单，只需要一根线与控制器连接，就可以使用。是一种典型的单接口控制传输方式。
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毕业设计（论文） ｃDS18B20可以支持多个节点同时采集信号后进行传输。
ｄDS18B20结构简单，不需要任何其他的设备相连，非常容易实现。 ｅ温范围－55℃～+125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃。 ②. DS18B20的外形和内部结构。
DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM 、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。
③. DS18B20引脚定义： ａDQ为数字信号输入/输出端； ｂGND为电源地；
ｃVDD为外接供电电源输入端
3.2烟雾传感器的选定
（１）烟雾传感器的比较分析[9] ①. 离子式烟雾传感器
离子烟雾传感器是一种很常见的烟雾传感器，本质就是一种比电阻更优的技术来设计，离子烟雾传感器应用非常广泛，主要是这类传感器的设备比较技术和工艺都比较先进。
②. 光电式烟雾传感器
光线烟雾传感内部有很特别是设备对光线进行处理，其主要原理就是利用烟雾产生的烟尘来进行反射、折射等，将接收到的烟雾粒子信息送到报警电路，在每个报警器内部都会有一个提前设定的标准值，进行对比，如果超过，就会发出报警信息。
两种传感器的比较:
离子烟雾报警器适用的范围和前向式光电烟雾传感器应用的范围大不一样。一般来说，对于比较小的烟雾火宅场合，离子烟雾报警器用的较多，因为这种报警器反应更敏捷，对于微小的离子均可以起反应；而在一些烟雾离子比较大的场合，则需要前向式光电烟雾传感器，这是因为这种前向式光电烟雾传感器的内部的设计可以对大烟雾例子进行过滤检测。一般情况下， 火灾发生后如果产生了大量的微小烟雾，一般都是微小的例子，这种情况下，离子型的探测器会比光电
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