火災(zāi)預(yù)警裝置

孫夢　李鷥　楊沐晨　張曉瑞

摘要：隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，火災(zāi)發(fā)生的頻率也在不斷增加，對人們的生命財產(chǎn)安全產(chǎn)生極大的危害。現(xiàn)如今的高樓建設(shè)以及城市規(guī)劃使火災(zāi)逃生和救援面臨巨大的挑戰(zhàn)，所以火災(zāi)的提前預(yù)防就顯得至關(guān)重要。本文介紹了一種可以在火災(zāi)醞釀中為人民提供報警，從而將火災(zāi)扼殺在爆發(fā)前的裝置。本裝置以STC89C52RC單片機為主控芯片，以火焰?zhèn)鞲衅鳌熿F報警器、溫度傳感器為測量元件，組成一套可靠穩(wěn)定的火災(zāi)預(yù)警裝置。

關(guān)鍵詞：STC89C52RC；測量元件；火災(zāi)；預(yù)警

中圖分類號：TP29 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）09-0131-01

1 引言

據(jù)不完全統(tǒng)計2017年全國共接報火災(zāi)21.9萬起，亡1065人，傷679人，已核直接財產(chǎn)損失26.2億元，居民住宅火災(zāi)相對多發(fā)，傷亡人數(shù)最多。從分場所情況看，各類住宅發(fā)生火災(zāi)9.5萬起交通工具火災(zāi)2.3萬起，人員密集場所火災(zāi)1.7萬起，其他場所火災(zāi)8.4萬起。其中，住宅火災(zāi)占總數(shù)的43.5%，造成821人死亡，占亡人總數(shù)的77.1%；造成446人受傷，占傷人總數(shù)的65.7%。火災(zāi)事故層出不窮，除了管理的混亂火災(zāi)防范意識的匱乏等原因外，火災(zāi)預(yù)警的不足也是重要原因。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)分析

本系統(tǒng)主要分為三個部分，第一部分為控制模塊，主要對輸入信號進行計算和分析并控制報警模塊產(chǎn)生警報；第二部分為測量模塊，利用紅外傳感器、煙霧報警器、溫度傳感器對室內(nèi)的溫度、空氣的溫度以及物體表面的紅外輻射進行測量；第三部分為報警模塊，本系統(tǒng)采用高分貝蜂鳴器和GSM模塊進行報警，當(dāng)控制模塊輸出報警信號時，蜂鳴器產(chǎn)生高分貝的響聲，GSM模塊向工作人員和安保人員發(fā)送位置信息和危險警報信息。

2.2 系統(tǒng)模塊分析

2.2.1 控制模塊分析

火災(zāi)預(yù)警裝置對于系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性以、靈敏度、成本以及功耗的考慮，本系統(tǒng)選用STC89C52RC單片機作為主控芯片。STC89C52RC是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K字節(jié)系統(tǒng)可編程Flash存儲器，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。作為一款國產(chǎn)單片機，STC系列在國內(nèi)使用普遍，性價比較高，非常符合作為本產(chǎn)品的MCU。

2.2.2 測量模塊分析

火災(zāi)在發(fā)生前都會有煙霧產(chǎn)生，所以煙霧傳感器是最穩(wěn)定最可靠的測量裝置。煙霧報警器內(nèi)部采用離子式煙霧傳感，離子式煙霧傳感器是一種先進技術(shù)，工作穩(wěn)定可靠的傳感器，被廣泛運用到各種消防報警系統(tǒng)中，性能遠優(yōu)于氣敏電阻類的火災(zāi)報警器。它在內(nèi)外電離室里面有放射源镅241，電離產(chǎn)生的正、負離子，在電場的作用下各自向正負電極移動。在正常的情況下，內(nèi)外電離室的電流、電壓都是穩(wěn)定的。一旦有煙霧竄逃外電離室。干擾了帶電粒子的正常運動，電流，電壓就會有所改變，破壞了內(nèi)外電離室之間的平衡，于是傳感器模塊就會發(fā)出報警信號。

在一些封閉場所如倉庫、儲藏室等，因為長時間陽光照射，空氣不流通或者其他原因造成室內(nèi)溫度較高，如果室內(nèi)含有著火點較低的物品，就極可能造成火災(zāi)，因此在火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)中采用溫度傳感器是十分必要的。本系統(tǒng)中采用pt100溫度傳感器，pt100溫度傳感器是一種將溫度變量轉(zhuǎn)換為可傳送的標準化輸出信號的儀表。帶傳感器的變送器通常由兩部分組成：傳感器和信號轉(zhuǎn)換器。傳感器主要是熱電偶。信號轉(zhuǎn)換器主要由測量單元、信號處理和轉(zhuǎn)換單元組成。當(dāng)MCU接收到調(diào)理電路發(fā)送的信號，即可計算出當(dāng)前的溫度，并判斷是否報警。

在一些人流量比較大的公共場所，如車站、超市等場所。因為人員密集來往行人比較復(fù)雜，對于安全隱患的排除造成一定的困難，這種場合一旦發(fā)生火災(zāi)，所造成的損失將是無法想象的。在這些場所中主要需要預(yù)防明火，火焰的熱輻射具有離散光譜的氣體輻射和連續(xù)光譜的固體輻射。火焰?zhèn)鞲衅骼眉t外線對對火焰非常敏感的特點，使用特制的紅外線接受管來檢測火焰，然后把火焰的亮度轉(zhuǎn)化為高低變化的電平信號，輸入到中央處理器中，中央處理器根據(jù)信號的變化做出相應(yīng)的程序處理。火焰?zhèn)鞲衅骺梢杂脕硖綔y火源或其它一些波長在700納米～1000納米范圍內(nèi)的熱源，因此在一些公共場可用來檢測是否有人違規(guī)抽煙或者一些物體局部溫度接近著火點，將火災(zāi)扼殺在搖籃中。

2.2.3 報警模塊

本系統(tǒng)是火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，對于火災(zāi)隱患事件的處理需要視不同場合不同情況而定。就普遍的反應(yīng)裝置，本設(shè)計選擇聲音報警，為了防止聲音報警不及時，或者是安防人員恰好不在現(xiàn)場，在一些特殊場合，如回廊、樓梯道，聲源是極難尋找的，為了提高安防人員對于火災(zāi)事件的處理能力加快工作效率，本系統(tǒng)特別加入GSM模塊，當(dāng)出現(xiàn)火災(zāi)信號時，主控芯片控制蜂鳴器進行報警，并同時控制GSM模塊向值班室和安防人員發(fā)送報警信息和報警裝置的地址，方便安防人員方便快速的找到報警點，在一些存放化學(xué)藥品等危險品的場所中，GSM模塊可根據(jù)火災(zāi)信號自動撥打119報警電話，省去了人員的反應(yīng)時間。

3 結(jié)語

本文簡略介紹了以STC89C52RC單片機為主控芯片，以火焰?zhèn)鞲衅鳌熿F傳感器、溫度傳感器為測量元件，以蜂鳴器、GSM模塊為報警裝置的煙霧報警系統(tǒng)。本系統(tǒng)易于開發(fā)生產(chǎn)，性價比高，易于維護，在現(xiàn)在以及未來的城市化建設(shè)中，安全是首要目標，所以火災(zāi)的預(yù)警將會是越來越重要，本系統(tǒng)因其穩(wěn)定性、可靠性、靈敏性，非常適合現(xiàn)代城市的建設(shè)。

參考文獻

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