号以声光形式表现出来，其屏幕上也显示出着火的楼层和房间号，利用本机专用电话还可迅速发出指示和向消防队报警。此外，也可以控制有关的灭火系统或将火灾信号传输给消防控制室。第二章火灾自动报警系统的工作原理火灾报警控制器原理及选择火灾报警控制器是火灾自动报警系统的重要组成部分。在火灾自动报警系统中，火灾探测器是系统的感觉器官，随时监视着周围环境中的火灾情况。而火灾报警控制器是系统的躯体和大脑，是系统的核心，它可以供给火灾探测器稳定的直流电源，监测连接的各类火灾探测器有无故障。当火灾探测器探测到火灾情况后，接受火灾探测器发来的报警，迅速正确地进行转换和数据处理，指示报警具体部位和时间，同时执行相应的辅助控制等诸多任务。因此火灾报警控制器除了具有控制记忆识别和报警功能外，还具有自动检测联动控制打印输出图象显示图形显示通信广播等功能。火灾报警控制器的的基本工作原理如下图，在图所示中，对输入单元而言，集中报警控制器与区域报警控制器有所不同。区域报警报警控制器处理的探测信号可以是各种火灾探测器，手动报警按钮或其他探测单元的输出信号。而集中报警控制器处理的是区域报警控制器输出的信号。由于两者的传输特性不同，相应输出单元的接口电路也不同，通常，采用总线传输方式的接口电路工作原理是通过监控单元将待巡检待巡检的地址部位信号发送到总线上，经过定时序。监控单元从总线上读回信息，执行响应报警处理功能，般时序要求严格，每个时序都有其固定含义。火灾报警控制器工作时的基本顺序要求为发地址等待读信息等待。控制器周而复始地执行上述时序，完成对整个信号源的检测。对于输出单元而言，集中火灾报警控制器与区域火灾报警器大同小异，只是集中火灾报警控制器的功能比较复杂。区域报警系统火灾探测器的选择及联动系统根据火灾的特点选择探测器。火灾探测器是消防自动报警的眼睛。它将火灾信号快速传到报警控制器,发出警报信号。在设计时除按照火灾自动报警系统设计规范的规定外,还须着重考虑以下方面设计中尽可能选用光电感烟探测器,不用或少用污染环境的离子感烟探测器欧洲国家已禁用探测器与控制器选用同个生产厂家的产品选用经国家检测部门鉴定的产品,尤其要重视用户的质量反馈意见针对不同保护对象火灾危险性分析,选用不同类型的火灾探测器。如图所示,火灾探测器通过对火灾发出的物理化学现象气燃烧气体烟烟雾粒子热温升光火焰的探测,将探测到的火情信号转化为火警电信号,现场人员发现火情后应立即按动手动报警按钮或消火栓按钮,发出火警电信号。火灾报警控制器接到火警电信号后,经处理,方面发出预警火警声光报警信号,同时显示并记录火警地址和时间,告诉消防控制室中心的值班人员另方面将火警电信号传送至各楼层防火分区所设置的火灾显示盘显示火警发生的地址,通知楼层防火分区值班人员立即察看火情并采取相应的扑灭措施。在消防控制室中心还可能通过火灾报警控制器的通讯接口,将火警信号在微机彩显系统显示屏上更直观地显示出来。火灾探测器接线实物图联动控制器则从火灾报警控制器读取火警数据,经预先编程设置好的控制逻辑或与片总报等控制逻辑处理后,向相应的控制点发出联动控制信号,并发出提示声光信号,经过中继执行件去控制相应的外控消防设备,如排烟阀排烟风机等防烟排烟设备,防火阀防火卷帘门等防火设备,广播警笛声光报警器等报警设备,关闭空调电梯迫降打开人员疏散指示灯等,启动消防泵喷淋泵等消防灭火设备,等等。外控消防设备的启停状态应反馈给联动控制器主机并以光信号形式显示出来,使消防控制室中心值班人员了解外控设备的实际运行情况,消防内部电话消防内部广播起到通讯联络对人员疏散和防火灭火的调度指挥作用。第三章硬件部分设计整体电路的框图系统原理及组成框图核心芯片选择本系统选择单片机为核心。图封装引脚图传感器放大电路转换单片机状态指示灯声音报警浓度显示按键串口通信集成温度传感器气体传感器数码管驱动芯片是公司生产的种性能价格比较高的通用位数码管驱动电路,脚双列封装,是种多功能数码管驱动芯片,可与多种单片机接口使用。的输出可直接驱动显示器,不需外接驱动电路,工作电压为,其构成的显示电路结构简单,使用方便。同样由单片机向写控制字及数据，编程部分像给外部写数据样简单。当单片机写入模式控制字后，以约定的方式接收显示数据并将数据写入静态显示中。数据接收结束，在扫描控制电路的控制下，按设定的译码模式，以动态扫描显示方式向段显示驱动器和位控驱动器发出控制信号，直到下个控制字写入前，不停地进行动态显示工作。其引脚图和内部框图如图所示。图检测电路单片机外围接口电路单片机外围接口电路如图所示，主要包括晶振电路内部时钟电路的晶振频率般选择在之间该设计选用，外接两个谐振电容。该电容的典型值为,该设计选用。复位电路单片机复位采用按键高电平复位，而单片机在平时则复位端为低电平直流电源图引脚图及内部框图图单片机外围接口电路入转换电路。转换模块经气敏传感器所检测的电压信号为模拟信号，无法直接被单片机所识别，所以在经过放大电路后对信号进行装换，将模拟信号转化为数字信号输入单片机。转换电路采用了常用的位通道数模转换常用芯片，烟雾温度传感器的输出端分别接到的和。的通道选择地址由的经地址锁存器输出提供。当时，与写信号共同选通。其中信号与信号连在起，在信号的前沿写入地址信号，在其后沿启动转换。图中转换结束状态信号接到的引脚，当转换完成后，变为高电平，表示转换结束，产图信号处理电路生中断。在中断服务程序中，将转换好的数据送到指定的存储单元。由于片内无时钟，故利用提供的地址锁存使能信号经触发器二分频后获得时钟。因为信号的频率是单片机时钟频率的，如果时钟频率为，则信号的频率为，经二分频后为，与的典型值吻合。电路图如图。图转换电路声音报警电路由的脚实现声音报警控制。当可燃性气体浓度或温度超过限定值时，将置为低电平，三极管导通，扬声器发出鸣叫报警。其电路原理图如图所示。图声音报警电路图数码管显示电路数据采集进来并被成功地由模拟量转化为数字量后，就被传送到系统的显示模块，让人们更直接地观察到相关数据。在本系统中，对进行的是动态扫描，除了给显示器提供段的输入之外，还要对显示器进行位控制。显示器的第位显示所选择的通道号，而后三位则显示该通道传送进来的相应的数字量。本系统显示用的位七段数码管由数码管专用驱动芯片驱动，脚分别接数码管的，脚为位选，分别控制位数码管的亮灭，为数据线，接单片机口，是写控制位和模式控制位，分别接单片机。电路图如图状态指示灯及控制键电路图数码管显示电路图红黄绿图状态指示灯电路图控制按键连接示意图状态指示灯及控制键电路如图所示，单片机的控制输出的状态指示灯。绿灯亮表示正常状态，环境中没有火灾危险。黄灯亮表示传感器加热丝发生断线或者接触不良。红灯亮表示环境中烟雾浓度温度超过报警限值，提醒用户尽快采取相应措施。控制键电路采用式按键设计。个按键分别接到片。和，对于这种键各程序可以采用中断查询的方法，功能就是检测是否有键闭合，如有键闭合，则去除键抖动，判断键号并转入相应的键处理。个键定义如下功能转换键，按此键则开始键盘控制加，按此键则温度设定值加度或烟雾浓度增加。减，按此键则温度设定减少度或烟雾浓度减少。复位键，使系统复位。报警器故障自诊断判断传感器电源连接情况。在传感器的地端串联个电阻，当传感器正常连接时，电阻和传感器分压，此时电阻两端有微弱的电压，单片机可以通过口检测到如果如果传感器电源连接不正常，则会产生断路，检测到电阻两端电压为。第四章系统软件设计主程序流程图主程序流程图如图所示图主程序流程图首先要给传感器预热三分钟，因为传感器需要预热段时间才能正常采集烟雾和温度信息。预热同时，对传感器加热丝故障检测，采用软件方式检测传感器开始初始化传感器预热故障检测键盘处理报警限设置报警子程序平均值法滤波线性化处理设置指示灯状态是否按下模式切换转换是否超过报警限浓度显示加热丝或电缆线是否断线或者接触不良。程序初始化结束后，系统进入监控状态。单片机对传感器检测到的烟雾浓度和温度信号进行转换平均值法滤波线性化处理后，将检测值与报警限设定值相比较，判断是否报警。同时送入显示器显示通道及相应的数字量。主程序还包括状态指示灯及按键功能，中断子程序等，使报警器功能更加完善，给用户带来便利。主程序初始化流程图主程序初始化流程图如图所示。这部分实现的功能包括各种输入输出状态的设定寄存器初始化中断使能等。首先设定定时器工作方式，然后开系统中断，以便响应中断定时，及时对气体浓度和温度进行采样。然后关闭蜂鸣器，开启绿灯，设置报警限初值。图主程序初始化流程图滤波子程序在对气体浓度采样时，可能会遇到尖脉冲干扰的现象。干扰通常只影响个别采样点的数据，此数据与其他采样点的数据相差比较大。如果采用般的平均值法，则干扰将平均到计算结果上去，故平均值法不易消除由于脉冲干扰而引起的烟雾浓度采样值的偏差。为此，可采取去极值平均滤波法，先对个采样数据进行比较，去掉其中的最大值和最小值，然后计算余下的个数据的算术平均值。这种方法既可滤去脉冲干扰又可滤去小的随机干扰。保证报警器检开始定时器初始化开中断关闭蜂鸣器，打开绿灯设定初值是否保持报警初值返回测烟雾浓度的准确性，减小误报错报的可能。图滤波子程序流程图线性化子程序本论文报警器使用的型传感器的电阻是随着可燃气体浓度值的升高而降低的，因此输入单片机的电压也是随之降低的。电压值与气体浓度之间是非线性的关系，为了实时显示烟雾浓度需要对其进行线性化处理。在误差许可范围内，根据标定曲线形状，以及单片机处理能力，把曲线分成若干小段，对每小段分别线性化根据分段线性插值法求输入单片机的电压值对应的烟雾浓度的公式如下开始设定采样次数调用采样求第二个到第九个采样值的累加和将累加和求平均值送入寄存器已达到设定次数将采样值排序式中，为所分区间个数，为实际烟雾检测浓度，为实际气体检测浓度对应的电压值，是区间的下限浓度对应电压值，是区间的上限浓度对应电压值，为区间下限烟雾浓度值，为区间上限烟雾浓度值。分段插值法线性化程序流程图如图所示图线性化子程序开始读取滤波电压查表并确定所在电压区间求电压值与所在区间下限差求所在区间的上下限浓度值的