基于單片機(jī)的自動(dòng)滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)

龍治成

摘要：本文是用AT89C51單片機(jī)為設(shè)計(jì)核心的自動(dòng)滅火系統(tǒng)，其中包括了煙霧傳感器和溫度傳感器控制部分和繼電器的控制部分?；馂?zāi)現(xiàn)場往往伴隨有大量的濃煙和溫度升高，系統(tǒng)通過檢測煙霧和溫度來監(jiān)控是否有火災(zāi)發(fā)生，通過ARF24L01發(fā)送數(shù)據(jù)到主機(jī)，主機(jī)接受到數(shù)據(jù)后進(jìn)行處理并判斷是否報(bào)警和數(shù)據(jù)顯示，結(jié)果顯示超過設(shè)定的煙霧和溫度閥值時(shí)，蜂鳴器報(bào)警，同時(shí)繼電器動(dòng)作。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)滅火系統(tǒng);AT89C51;煙霧和溫度傳感器控制

前言：

隨著社會(huì)的進(jìn)步，越來越多的人開始重視火災(zāi)的防范工作，越來越多的個(gè)人家庭和公共場所擁有了逐漸完善的防火系統(tǒng)，但是大多數(shù)的防火害處在一種原始的手動(dòng)人為滅火，效果不僅不好而且效率也是及其低下的，因此全新的自動(dòng)滅火系統(tǒng)是必要的，也是隨著時(shí)代的進(jìn)步自然而然產(chǎn)生的，小到個(gè)人家庭的防火措施，大到森林的防火安全，都在證明自動(dòng)滅火系統(tǒng)是一個(gè)必然的發(fā)展趨勢。

1自動(dòng)滅火的國內(nèi)外現(xiàn)狀

美國在很早以前就已經(jīng)制定了相關(guān)的法律和法規(guī)來促進(jìn)自動(dòng)滅火系統(tǒng)的快速發(fā)展，還有英國和澳大利亞等國家也在使用這種自動(dòng)滅火系統(tǒng)。事實(shí)證明，該系統(tǒng)的安裝可以減少初期火災(zāi)的發(fā)生，并且對初期火災(zāi)的發(fā)生起到一定的遏制作用，一定程度上保護(hù)家庭財(cái)產(chǎn)和人身安全，減少了火災(zāi)所造成的傷害，對火災(zāi)發(fā)生后進(jìn)行初步的遏制范圍擴(kuò)大同時(shí)提供足夠的救援時(shí)間和及時(shí)報(bào)警。

中國的自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)技術(shù)起源較晚，比不上美英等較為發(fā)達(dá)的國家。安裝范圍主要是“高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范”和“建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范”中規(guī)定的場所，很容易造成團(tuán)體死亡，也容易造成較大財(cái)產(chǎn)損失。我國的中小型的公共場所，個(gè)人家庭甚至一些高層住宅樓都并沒有安裝自動(dòng)滅火報(bào)警系統(tǒng)，這就讓火災(zāi)的發(fā)生率和造成的損失率遠(yuǎn)遠(yuǎn)增加。并且我國的火災(zāi)報(bào)警器適用的范圍也比較小，同時(shí)也沒有采取比較有效的預(yù)防措施和滅火措施。自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警的系統(tǒng)主要是由多線系統(tǒng)和總線系統(tǒng)連接。檢測器與報(bào)警裝置和控制器之間連接有兩根或多根銅芯絕緣線或銅芯電纜，并且有許多消耗品。這樣的自動(dòng)滅火系統(tǒng)成本比較高，抗干擾能力也比較差。同時(shí)，銅線耐高溫性非常差，特別容易磨損，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜這就造成了后期的維護(hù)也非常復(fù)雜，自然就影響了自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的可靠性和推廣比較難，影響到廣泛使用。

2自動(dòng)滅火系統(tǒng)研究的背景和意義

火災(zāi)是一種非常猛烈的災(zāi)害，在我們的日常生活中隨處可見，火災(zāi)已經(jīng)嚴(yán)重威脅了人們的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全，并且也嚴(yán)重影響了自然環(huán)境。根據(jù)不完全的統(tǒng)計(jì)，在頻發(fā)的各種各樣的災(zāi)害中，火災(zāi)的嚴(yán)重程度和危害性是地震的5倍還要多，僅少于干旱和瘟疫，并且火災(zāi)的發(fā)生頻率是最高的。在歷史上，人類和火災(zāi)的斗爭也從來沒有停下過數(shù)不勝數(shù)，但這樣也恰恰積累了非常寶貴的防火滅火經(jīng)驗(yàn)。隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，人們對于火災(zāi)的認(rèn)識也在不斷加深，對火災(zāi)的危害也比較了解，對火災(zāi)發(fā)生前的特征也有了比較清楚的認(rèn)識，人類也慢慢的掌握了火災(zāi)發(fā)生的燃燒條件和發(fā)展的過程，同時(shí)也產(chǎn)生了各種各樣的防范和滅火的措施和方法。

在上世紀(jì)的70年代后期出現(xiàn)了火災(zāi)科學(xué)，火災(zāi)科學(xué)是一門多學(xué)科交叉應(yīng)用的新興的基礎(chǔ)科學(xué)，火災(zāi)科學(xué)的核心就是利用現(xiàn)代高科技技術(shù)來預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生和對于火災(zāi)發(fā)生后進(jìn)行相對有效的滅火措施?？梢赃@樣說，火災(zāi)科學(xué)讓人類對于火災(zāi)的研究和火災(zāi)的防范進(jìn)入了科學(xué)化系統(tǒng)化的道路，并且也促進(jìn)了人類的對于火災(zāi)的防范和火災(zāi)發(fā)生后的滅火措施的進(jìn)步。

本文基于上述的種種，介紹了一種基于51單片機(jī)的自動(dòng)滅火系統(tǒng)，通過煙霧報(bào)警器和數(shù)字溫度傳感器DS8B20來檢測火災(zāi)發(fā)生的信號，通過NRF24L01發(fā)送數(shù)據(jù)到主機(jī)，主機(jī)接受到數(shù)據(jù)后進(jìn)行處理并判斷是否報(bào)警和數(shù)據(jù)顯示，同時(shí)連接繼電器連接外在滅火設(shè)備。對火災(zāi)發(fā)生后進(jìn)行有效的有速度的撲救具有積極意義。并且適用于各種消防環(huán)境，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的集成度相對比較高，所以本系統(tǒng)擁有結(jié)構(gòu)簡單可靠性高成本低的優(yōu)點(diǎn)。

3自動(dòng)滅火系統(tǒng)的課題任務(wù)

3.1主機(jī)和從機(jī)利用無線模塊NRF24L01進(jìn)行通訊，距離比較遠(yuǎn)，傳輸相對穩(wěn)定。

3.2采用增強(qiáng)型的51單片機(jī)STC12C5A60S2，運(yùn)行速率比較快，并且自帶AD轉(zhuǎn)換，可以將煙霧傳感器和溫度傳感器模擬信號直接進(jìn)行讀取轉(zhuǎn)換，并且不用其他轉(zhuǎn)換芯片，這樣的話設(shè)計(jì)就會(huì)更加簡明。

3.3液晶屏幕會(huì)實(shí)時(shí)顯示煙霧濃度和溫度值，通過按鍵就可以設(shè)置自己想要的數(shù)值作為設(shè)定的閥值，是十分方便的。

（作者單位：華北水利水電大學(xué)）