经济型火灾报警控制器

1、经济型火灾报警控制器 09电气技术教育班 冯文学 胡娜 莫雪莲赣南师院物理与电子信息学院感测技术课程设计报告书题目： 经济型火灾报警控制器 姓名： 冯文学 胡娜 莫雪莲 班级： 09电气技术教育 学号： 090805002 090805024 090805026 时间： 2012年5月 目录一 设计方案31 火灾报警控制器的背景 32 设计要求 33 设计步骤34 方案的构思45设计框图46 方案5二 设计原理71 系统的组成72 火灾探测器原理73 感烟式探测电路原理84感温式探测电路原理85 自动报警电路原理96延时电路原理95 实物图106 功能实现10三、 设计总结10参考文献11元件

2、清单12课程设计任务及评语13一、设计方案1火灾报警控制器的背景：火灾报警系统是各行各业必需的一种安全系统网络，可靠的监测与数据传输是该系统非常重要的环节。现代化的建筑规模大、标准高、人员密集、设备众多，对防火要求极为严格。随着我国经济建设的发展，各种高层建筑、大中型商业建筑、厂房不断涌现，对消防报警系统提出了更高更严的要求。为了早期发现和通报火灾，防止和减少火灾危害，保护人身和财产安全，保卫社会主义现代化建设，在现代化的工业民用建筑、宾馆、图书馆、科研和商业部门，火灾自动报警系统已成为必不可少的设施。电气工程设计、安装和使用是否正确不仅直接影响到建筑的消防安全而且也直接关系到各种消防设施能否

3、真正发挥作用。因此，火灾报警系统的设计及设备选型显得尤为重要。以往的火灾报警系统经常会出现总线上的数据冲突、长距离数据传输的不可靠以及不易扩展等问题，随着近年来一些低价格、高性能单片机被广泛应用于各个电路系统，尤其是电路控制等方面，这些问题都得到了一定的改善。在人们生产过程中或日常生活中，火灾是时有发生的，它会给人们带来巨大的灾害与苦难。因此，正确采取预防火灾的手段是人类与火灾做斗争的重要课题。本文将对火灾的探测与报警技术的主要原理进行介绍。2 设计要求：（1）、设计并制作、调试一个由微型计算机控制的火灾自动探测报警控制器；（2）、装置具有感烟传感器及感温的差温传感器，能对室内的烟雾及温度的突

4、变进行报警；（3）、对传感器和布线的故障、内部元件的损坏能进行声光报警；（4）、如果两个传感器中有一个动作表示室内有异常现象(如烟雾浓度过大或室内温差大于设定值)，装置能发出异常报警信号，令值班人员到现场处理；（5）、如烟感、温感同时动作，说明有火灾，装置能发火灾报警；（6）、火灾报警10s后不解除，则控制启动灭火装置，灭火器喷气之前，还能发出停机、关门等顺序动作的信号；（7）、故障、异常、火灾报警声音各不相同，有明显的区别。3 设计步骤：（1）、分析设计要求，明确性能指标；查阅资料、设计方案分析对比。（2）、论证并确定合理的总体设计方案，绘制总体结构框图，分析工作原理。（3）、完成各单元具体

5、电路的设计：感烟电路、感温电路、报警电路、延时电路等。（4）、完成课程设计文档报告书。4 方案的构思 火灾自动报警系统能够在火灾初期，将燃烧产生的烟雾、热量和光辐射等物理量，通过感温、感烟和感光等火灾探测器变成电信号，传输到火灾报警控制器。火灾自动报警系统的组成形式多种多样，它的发展目前可分为三个阶段：（1）.多线制开关量式火灾探测报警系统。这是第一代产品，目前国内极少数厂家生产外，它基本上已处于被淘汰状态。（2）.总线制可寻址开关量式火灾探测报警系统。这是第二代产品，尤其式二总线制开关量式探测报警系统目前正被大量使用。（3）.模拟量传输式智能火灾报警系统。这是第三代产品。目前我国已经开始从传

6、统的开关量式火灾探测报警技术，跨入具有先进水平的模拟量式智能火灾探测报警技术的新阶段，它的系统的误报率降低到最低限度，并大幅度地提高了报警的准确度和可靠性。目前火灾自动报警系统有智能型、全总线型以及综合型等，这些系统不分区域报警系统或集中报警系统，可达到对整个火灾自动报警系统进行监视。但是在目前的实际工程当中传统型的区域报警系统、集中报警系统和控制中心报警系统仍得到较为广泛的应用。安装在保护区的探测器不断的向所监视的现场发出巡检信号，监视现场的烟雾浓度、温度等，并不断反馈给报警控制器，控制器将接到的信号与内存的正常整定值比较、判断确定火灾。当发生火灾时候，发出声光报警，显示火灾区域或楼层房号的

7、地址编码，并打印报警时间、地址等。同时向火灾现场发出警铃报警，在火灾发生楼层的上下相邻层或火灾区域的相邻区域也同时发出报警信号，以显示火灾区域。各应急疏散指示灯亮，指明疏散方向。 这个学期我们学习了传感器原理及应用这门课，为了学以致用，老师特意为我们布置了传感器的课程设计，作为课程设计，根据学生的基础，制作的火灾报警器没有要求是智能火灾报警器，我们的任务是经济型火灾报警器。所以我们初步构思我们的作品应该是由感烟电路、感温电路、报警电路、延时电路等几个部分组成，只要把这几个部分正确地连接起来，我们的火灾报警器理论上可以实现设计的要求！我们就这样开始我们的设计。5.设计框图：6.方案：（1）方案一

8、：芯片介绍（管脚分配）： 图1.5.2.1 74LS138管脚分配 图1.5.2.2 74L816管脚 图1.5.2.3 LM324管脚分配（2）方案二：（3）两个方案比较：方案一是我们比较熟悉的方案，因为它是由感烟电路、感温电路、脉冲延时电路、报警电路等组成，我们都比较熟悉，按照数字电路和模拟电路的基础知识以及自己创作的思路可以设计出完整的火灾报警控制器。而方案二的资料是在网络得来，没有经过权威的验证，图片以及原理都不清晰，参数上还没有完善，导致我们在看图分析和理解上存在障碍，原理也不清晰。所以，经过综合考虑，我们一致认为方案一是最佳之选。二、设计原理1系统的组成：经济型火灾报警控制器系统是

9、由探测器（感温、感烟电路）、自动报警装置、信号线路组成。在实际工程应用中，系统的组成是多种多样的，设备量的多少、设备种类都会有很大的不同。本设计是根据设计要求而设定的。2.火灾探测原理:火灾探测与报警是火灾监控系统的基础和核心,主要实现火灾参数的检测和数据处理,为消防控制系统提供相关的输入信息,燃烧伴随有烟、光、热的现象,高温,高热、强光、强辐射等便成为火灾的基本特征2 。火灾探测就是基于以上基本特征,获取火灾发生初期的信息,把这种信息转化为信号，启动报警，让人们及时发现火灾，并控制。3. 感烟式探测电路:原理分析：烟雾探测电路由红外对管D8，D7和LM358构成。当没有烟雾时，红外接收管导通

10、，比较电路的同向输入端的电压低于反相输入端，输出低电平。当有烟雾时，红外接收管截止，比较电路的同向输入端电压高于反相输入端，输出高电平。4. 感温式探测电路：原理分析：当温度正常时，热敏电阻的阻值很大，由LM324构成的电压比较器的同向输入端的电压低于反向输入端的电压，输出低电平。当温度升高时，NTC的阻值减小，同向输入端的电压升高。当同向输入端电压升到大于反向输入端，输出端输出高电平。5.自动报警电路：原理分析：报警电路由9012三极管开关电路和蜂鸣器、发光二级管构成。当三级管截止时蜂鸣器不发声，发光二级管不亮。当三极管导通时蜂鸣器和发光二级管分别发出声音和光报警。本次设计要两种报警，可以用

11、电平驱动和脉冲分别驱动。6. 延时电路：原理分析：延时电路由74LS164移位寄存器构成的计数电路来延时。调整秒冲的个数和脉冲周期可以调节延时时间。7.实物图8. 功能实现： 本次课程设计完全采用硬件来完成，设计难度稍高，但是实现程度还是基本达到了设计要求，装置具有感烟传感器及感温的差温传感器，能对室内的烟雾及温度的突变进行报警；当两个传感器中有一个动作表示室内有异常现象(如烟雾浓度过大或室内温差大于设定值)，装置能发出异常报警信号，令值班人员到现场处理；当烟感、温感同时动作，说明有火灾，装置能发火灾报警；当火灾报警10s后不解除，则控制启动灭火装置，灭火器喷气之前，还能发出停机、关门等顺序动

12、作的信号；而且故障、异常、火灾报警声音各不相同，有明显的区别。所以，这次课程设计功能基本实现。三、 设计总结此次传感器课程设计，我们遇到很多问题，比如某些器件很难买到，以及我们买的模块感烟式探测器不够灵敏。第一次使用的感烟式模块式是利用漫反射，红外接收光的原理，使用调试时发现这个模块很不好用，因为它的灵敏度很低，调试过程中很难看到我们需要的报警现象，如果真正使用这个模块在火灾报警器中，估计发生火灾了都不能报警，这就失去了火灾报警器的意义。所以我们不得不放弃这个模块。同时为了解决这个问题，我们寻找了许多途径。因为我们是经济型的火灾报警控制器，经济型就不应该使用太多经费，所以我们不再打算重新购买感

13、烟式探测器，我们决定做一个。通过向老师求教、和同学讨论，我们用硬件焊了一个感烟式探测器。这个 感烟模块与前面不同的是，它是利用遮光原理，恰恰与前者相反。接下来也经过无数次调试，失败，在调试，修改，再调试。最终终于成功地实现了感烟的功能，其他的功能也最终实现了。这次课程设计，让我知道真正完成一项设计是不容易的，在巩固专业知识的同时也让我学到了坚持和努力，在这里我要谢谢袁老师的悉心教导，以及不厌其烦、尽职尽责地对待我们。在此表示深深的敬意与感谢。本系统中探测器采用红外线感烟与感温传感器相结合，充分拓宽了对烟、温的探测范围，经过运行实验和检测：本系统设计合理、功能完善，性能指标稳定可靠，各项技术性能

14、指标满足设计要求。这次设计，让我们对火灾报警器系统有了初步了解，更深入的了解与设计有待于老师及各方面的进一步支持。在此，感谢老师在设计中给予的大力支持与帮助。参考文献1 徐亲知，陈淑华.石油经济学.第二版.哈尔滨：黑龙江人民出版社，1988: 38-135 2 黄浩忠，火灾自动报警系统简明设计手册M，西安：中国建材工业出版社，2001，313 GB50116-98火灾自动报警系统设计规范M， 中国计划出版社，1999，8.1.24 GB50116-98火灾自动报警系统设计规范M， 中国计划出版社，1999，8.1.25 GB50045-97高层民用建筑设计防火规范M，中国计划出版社，2000，

15、5.1.16 GB50116-98火灾自动报警系统设计规范M， 中国计划出版社，1999，8.1.4元器件清单序号器件型号数量1三极管901232二极管发光二极管4整流二极管23电阻100k11 k32 k151014.7 k210 k（电位器 ）122 k1100 k电位器11M1热敏电阻14芯片LM324174LS1381LM35874LS164CD406915直流电源5V16其他继电器2红外感烟传感器1扬声器1课程设计任务及评语院（系）：物理与电子信息学院：物理与电子信息学院 教研室：学 号090805002090805024090805026学生姓名冯文学胡 娜莫雪莲专业班级09电气技术教育班课程设计题目经济型火灾报警控制器课程设计（论文）任务主要技术指标及要求：1、设计并制作、调试一个由微型计算机控制的火灾自动探测报警控制器；2、装置具有感烟传感器及感温的差温传感器，能对室内的烟雾及温度的突变进行报警；3、对传感器和布线的故障、内部元件的损坏能进行声光报警；4、如果两个传感器中有一个动作表示室内有异常现象(如烟雾浓度过大或室内温差大于设定值)，装置能发出异常报警信号，令值班人员到现场处理；5、如烟感、温感同时动作，说明有火灾，装置能发火灾报警；6、火灾报警10s后不解除，则控制启动灭火装置，灭火器喷气