基于微控制器的客车火灾报警系统

基于微控制器的客车火灾报警系统摘要：在此介绍一种以微控制器Spce061A为核心的公交车火灾报警系统。该系统采用灵敏度，高可靠性好的烃类气体浓度传感器来探测可燃气体。采用浓烟传感器和火焰传感器的组合来探测火灾信号。可燃气体浓度传感器的数据通过微控制器以无线传输的方式送到控制中心由驾驶员观察分析，可以排除其他原因引起的虚警。当烟雾和火焰传感器发现火灾信号以后迅速发出报警信号，同时启动破窗器打破车窗玻璃疏散乘客，启动灭火器扑灭火焰。该系统功能完善，反响速度快，可以快速识别汽油等可燃气体，迅速扑灭可燃油气体引发的火灾，漏警与误警率低。其硬件本钱低，工作可靠性好，器件寿命长。系统维护维修方便，晋级扩展简单。可以满足当前我国城市公交系统迫切的平安要求。关键词：Spce061A;气体浓度传感器;浓烟传感器;火灾探测Bus?mountedfirealarmsystembasedonMCULIHua?yang〔NanyangNormalUniversity，Nanyang473061，China〕Abstract：Abus?mountedfirealarmsystemtakingMCUSpce061Aasitscoreisintroducedinthisarticle.Thehydrocarbongasconcentrationsensorwithhighsensitivityandhighreliabilityisadoptedinthesystemtodetectbustiblegas.Thebinationofsmokesensorandflamesensorisusedtodetectfiresignal.ThedatafromhydrocarbongasconcentrationsensorissenttothecontrolcenterinwirelesstransmissionmodethroughMCUforobservationandanalysisofdriver，whichcanavoidthefalsealarmcausedbyotherfactors.Thesystemgiveoutthealarmsignalwhenthefiresignalisdetectedbysmokesensorandflamesensor.Atthesametime，thewindowbrokerisstartedtobreakthewindowglassesandguidethepassengerstogetawayfromthebus，andthefireextinguisherisstartedup.Thesystemhasperfectfunctionandfastreactionspeed，canrecognizefuelgasandputoutthefirecausedbygas.Ithaslowfalsealarmrateandmissingalarm，lowhardwarecost，highworkingreliabilityandlonglifetime.Thesystem’smaintenanceandrepairisconvenient，anditsexpansionandupgradearesimple.Thedesigncanmeettheurgentsafetyrequirementsofurbanpublictransportsystem.Keywords：Spce061A;gasconcentrationsensor;smokesensor;firedetection0引言近年来，我国屡次发生城市公交客车上人为纵火或者乘客携带的违禁易燃品燃烧引发的重大人员伤亡事件。由于我国城市交通中公交客车担负着繁重的客运任务，人员非常拥挤，加上没有随车配置车内自动化运行的危险品探测报警与灭火系统，发生火灾时常常导致极其严重的人员伤亡。基于车上空间与本钱的原因，目前不可能在客车上安装通常安装在车站与机场的危险品检测设备，因此对于危险品难以提早检测和发现，导致不法分子纵火阴谋屡屡得逞。目前，我国公交车只装备了平安锤、手提式灭火器，局部车辆装备了视频监视器及保护发动机舱的超细干粉灭火装置，但这些平安措施并不能解决车辆车厢内发生爆燃时火势在短时间内迅速蔓延、乘客难以疏散难以逃生的问题。要从根本上解决这一问题，必须研发适用于公交车的、对人体无害的高效探测报警与灭火系统。为了可以及时发现危险品，尽可能减小危害，需要在客车上面及时探测到犯罪分子携带的汽油等易燃品，并且在其刚刚翻开容器时就可以探测到，或者刚刚点燃时可以及时扑灭。本文介绍了一种基于微控制器的客车防火报警系统，可以在汽油等易燃品开场挥发和刚刚点燃时就探测到，并且及时启动自动化的灭火系统将其扑灭，从而大大减少无辜人员的伤亡。1系统实现的功能客车防火报警系统的要求是可以及时发现、快速识别易燃气体和火源同时防止漏警和误警，还要可以迅速疏散乘客和启动灭火器。为满足要求，本系统采用微控制器作为控制核心，多种新型高速高灵敏度传感器互相配合来探测可燃油气体，采用固定安装在车顶的多部新型灭火器扑灭火焰，同时还采用自动破窗器在紧急情况下疏散乘客。微控制器运行期间，一旦发现有报警信号，马上以语音提醒客车驾驶员“车厢某部位发现汽油〞、“某部位发生火灾〞等突发情况，同时启动车顶的悬挂式灭火器朝着发现高浓度汽油或火焰的地方喷射灭火剂。这样可以防止灭火剂喷到没有汽油的地方引起混乱阻碍逃生。在喷射灭火剂的同时，为了尽快疏散车上乘客，本系统设计了自动打碎车窗玻璃的功能，在车窗玻璃的薄弱位置安装自动破窗器，假设火焰没有被及时扑灭，即可自动启动自动破窗器击破车窗玻璃，同时发出语音提示，告诉惊慌失措的乘客从此出口逃生。为了防止跳出窗户的乘客被后面的车辆误伤，系统会自动翻开车辆的紧急灯提醒后面车辆避开。2硬件设计图1硬件设计功能模块图装备的多个传感器与灭火器均匀安装在车厢顶部的适宜部位，与微控制器电路通过信号线连接，为了可以尽可能提早发现汽油泄漏，每个工作单元可以在靠过道的座椅上另外布置1个汽油传感器，力求可以实现完全覆盖整个车厢。从而进步了探测的反响速度，大大减少了探测盲区，为及时发现危险火源和灭火争取了珍贵时间。不同种类的传感器组合使用可以减少漏报和误报情况。系统有一个安装在驾驶员仪表板上的总控制台。每个单元的微控制器通过NRF905无线收发模块与总控制台进展信号联络。当某个工作单元传感器发现异常情况时，报告总控制台，驾驶员可以立即判断情况，开启车辆紧急双闪灯，并且迅速把车辆减速停靠到平安地带。MQ?2型传感器对汽油等可燃气体燃烧产生的烟雾有很高的灵敏度，尤其对烷类烟雾更为敏感[3]。A710/IR3三频红外火焰探测器体积小，价格低，工作稳定，探测角度范围广，探测灵敏度高，信号输出方便[3]。图22M010汽油传感器的长期稳定性曲线3电路的连接与工作过程图32M010型汽油传感器特性曲线4工作单元的软件设计本系统源程序分为主程序和外部中断效劳程序。主程序执行系统初始化和汽油浓度检测与传输，以及浓度超标时的报警任务，当浓度超标时发出报警信号;两个外部中断效劳程序方便执行发现烟雾与火焰时的快速报警任务。本方案所用的程序采用汇编语言与C语言混合编写，对于底层的驱动程序，采用汇编语言进展编程，对外给出C语言的调用接口;采用模块化程序设计的方法进展编程，有利于各个模块的晋级、维护[6]。主程序与中断效劳程序的流程图如图4、图5所示。includeSPCE061.Hintmain〔〕{Set_IOA_Dir〔〕;Set_IOA_Attrib〔〕;Set_IOA_Data〔〕;Set_IOB_Dir〔〕;Set_IOB_Attrib〔〕;Set_IOB_Data〔〕;翻开IRQ3_EXT1中断翻开IRQ3_EXT2中断__asm〔INTIRQ〕;翻开IRQ中断while〔1〕{*P_Watchdog_Clear=C_WDTCLR;去除看门狗}unsignedintAD〔void〕;voidSent_SIO_Data〔void〕;进展A/D转换以后送给无线传输模块…*P_ADC_MUX_Ctrl=C_ADC_CH1;开场uiData=0;uiData=AD〔〕;fVoltage=〔float〕uiData/0xffc0*3.3;if〔uiData0x745E〕;那么发出报警信号，发送浓度数值unsignedintSent_SIO_Data〔void〕elseif〔〕那么从A14启动灭火器，从A13启动破窗器Delay〔〕}unsignedintAD〔void〕{unsignedintuiData;while〔！〔〕〕uiData=*P_ADC_LINEIN_Data;return〔uiData0xffc0〕;}外部中断效劳子程序代码如下：.TEXT.PUBLIC_IRQ3_IRQ3：INTOFFR1=0x0100比拟是否为IRQ3_EXT1那么转至对应程序段;那么那么进入键唤醒中断GOTOL_Exit_INT;GOTOL_Exit_INT;R1=0x0100R1=0x0100L_Exit_INT：[P_INT_Clear]=R1INTIRQ，FIQRETI图4主程序流程图5系统的定期维护检测考虑到公交车的使用非常频繁，系统长期使用以后，可能有些传感器或者电道路路发生污损、氧化等故障，因此需要定期进展检测。检测的方法简单，定期在车厢的不同部位，特别是传感器下方附近释放少量汽油，观察工作单元是否可以及时检测到并且发出报警与灭火控制信号。图5中断效劳程序流程图6测试结果7该系统具有以下特点〔1〕根据公交车上乘客非常拥挤的实际情况，采用多种新型传感器一起工作，系统反响速度快，并且防止了漏警、误报和误喷灭火剂的情况;〔2〕采用无线传输模块向主控台传输汽油浓度数据，驾驶员可以根据数据及时排查是否有人携带易燃品的情况，便于排除虚警和及时停车疏散乘客。〔3〕汽油传感器与烟雾传感器装备有一个吸气风扇，风扇从车厢里抽取空气送给传感器，相比汽油等易燃气体通过自然对流的方式扩