基于m sc-51单片机的经济型火灾报警控制器

秦颖，韩成皓

吉林建筑大学

基于m sc-51单片机的经济型火灾报警控制器

秦颖，韩成皓

吉林建筑大学

本案讲述了关于msc-51单片机用来控制简易的火灾自动探测报警器。本案用温度传感器和烟雾传感器采集信号送入51单片机进行处理。经过基准对比，对应采取措施，可以异常（烟雾，温度其中之一即可）报警，故障报警及开启灭火装置，实现消防一体化。本案可以和灭火装置联用，适用于不能用水灭火的场所，如实验室，档案室，图书馆等。因为msc-51单片机处理数据能力强，结构又简单，可靠性和性价比都很高，最重要的是成很低本低。

1.吉林省科技计划项目：20130206090SF

项目名称：基于物联网技术的智能消防控制系统

2.长春市科技计划项目：12ZX56，

基于物联网的智能建筑信息集成关键技术研究与应用平台建设

一、引言

这些年建筑事业迅速发展，现代建筑中都要求具有火灾报警和自动消防系统，目前我们国内的同类产品都是从小规模集成电路为基础的产品。现在也有一些单位用微计算机系统控制火灾报警和自动消防系统。但其系统比较复杂、成本也很高。因此就提出一种结构简单、价钱低廉的火灾探测报警控制器。本设计应该满足以下要求：

1.如果传感器滑落、布线有问题、内部元件损坏发生故障时发出声光报警——①号报

2.如果两只传感器中有一个探测出室内有异常，该装置能发出异常报警信号，令值班人员到现场处理。——②号报警

3.如果烟感、温度传感器同时动作说明有火灾发生。—③号报警

4.火灾报警10秒后还没解除，本装置会引爆一系列的控制信号，引爆灭火器。并且在喷发灭火前还能发出停机、关门、引爆等顺序动作信号。

二、系统总体结构与工作原理

系统硬件方框图如图1所示。1为温度传感器。2为感烟传感器。3单片机系统实现对传感器信号的采集、逻辑分析、逻辑判断、发出各种报警信号。4为电源，包括传感器、单片机系统的供电，控制电路的供电。5为报警电路。

图1

1、温度传感器

本传感器选用磁吸式表面PT1000热电阻，品牌HD-PT1000

简单介绍：普通封装PT1000热电阻∕铂电阻温度传感器是采用一根不锈钢管，把铂电阻元件封装在里面，引出导线，以达到保护铂电阻元件的目的。用于潮湿，恶劣等有需要的环境。

参数：

1)PT1000铂热电阻元件精度（A级±0.15，B级±0.3，C级±0.6）。

2)测温温度范围（0℃～250℃）。

3)几线制输出（常用2线制∕3线制∕4线制选择一种）

4)材料的要求（高温∕耐磨∕防腐∕防爆∕防水∕其他）

5)引线的长度（常采用1m∕2m∕3m∕4m∕5m标配）

6)管径大小D及长度L(3×3Omm 4×30mm 5×30mm 6×30mm)

7)补偿导线的尾部处理（镀锡∕U型端子∕金属针∕其他端子）

2、感烟传感器

我采用的是离子感烟传感器（如图2）。这是一种用于火灾报警的传感器件，它利用火灾时总是先有烟，后有火而实现提前报警，其结构原理是，该传感器由内外两个电离室组成。电离室内有P1，P2的一对电极。外电离室有孔与外界相通，烟雾可以进入；而内电离室是密封的烟雾不能进入，在电极P1、P2之间放有放射性同位素镅-241的α放射源。这个放射源能连续放射α射线，使极间的空气电离而产生正离子和负离子（即电子），这样P1,P2两极间便因为电荷的流动而具有导电性。在这对电极端加上电压E时，正、负离子便向极性相反的方向运动而形成电流。当电压高到一定值时，离子电流便成饱和状态。

图2

当外电离室有烟雾进入时，部分正、负离子被吸附在烟雾中燃烧生成微粒（燃烧生成微粒比离子大1000倍左右）,使它们在电场中的运动速度大大降低，并且在运动中不断有正负离子中和，使离子数减少。烟雾浓度越高，离子数越少，离子电流便越小，相当于等效电阻增大。而内电离室是密封的，烟雾不能进入，两极板间的离子电流是恒定不变的，其等效电阻也是不变的。

图3

由于内外电离室的电极是串联的(如图3)，在没有烟雾进入时，A点电位等于0.5E；当有烟雾进入时，外电离室的极板等效电阻增大，使A点电位降低，A点电位降幅与烟雾成正比例。有烟雾与没烟雾时，A点电位差可达到1V以上。利用该电压的变化，就可控制电子电路实现报警。

3、单片机系统

AT89551单片机的最小应用系统（如图4）

图4

三、应用软件设计

单片机主程序流程图，如图5，首先初始化，置入检查周期后读入烟、温信号，然后判断传感器是否有故障，如果有故障则转入故障报警，如果没有故障则转换为探测周期，然后判断有异常吗？即是否有烟感或则温感动作？如有异常则判断是单个异常动作，还是同时异常动作，如果是同时动作就是发生火灾，进行火灾报警。如果不是则发出异常报警。如探测结果无异常则重置检查周期重新读入烟感传感器信号。

图5