基于单片机的自动灭火系统设计

龙治成

摘要：本文是用AT89C51单片机为设计核心的自动灭火系统，其中包括了烟雾传感器和温度传感器控制部分和继电器的控制部分。火灾现场往往伴随有大量的浓烟和温度升高，系统通过检测烟雾和温度来监控是否有火灾发生，通过ARF24L01发送数据到主机，主机接受到数据后进行处理并判断是否报警和数据显示，结果显示超过设定的烟雾和温度阀值时，蜂鸣器报警，同时继电器动作。

关键词：自动灭火系统;AT89C51;烟雾和温度传感器控制

前言：

随着社会的进步，越来越多的人开始重视火灾的防范工作，越来越多的个人家庭和公共场所拥有了逐渐完善的防火系统，但是大多数的防火害处在一种原始的手动人为灭火，效果不仅不好而且效率也是及其低下的，因此全新的自动灭火系统是必要的，也是随着时代的进步自然而然产生的，小到个人家庭的防火措施，大到森林的防火安全，都在证明自动灭火系统是一个必然的发展趋势。

1自动灭火的国内外现状

美国在很早以前就已经制定了相关的法律和法规来促进自动灭火系统的快速发展，还有英国和澳大利亚等国家也在使用这种自动灭火系统。事实证明，该系统的安装可以减少初期火灾的发生，并且对初期火灾的发生起到一定的遏制作用，一定程度上保护家庭财产和人身安全，减少了火灾所造成的伤害，对火灾发生后进行初步的遏制范围扩大同时提供足够的救援时间和及时报警。

中国的自动火灾报警系统技术起源较晚，比不上美英等较为发达的国家。安装范围主要是“高层民用建筑设计防火规范”和“建筑设计防火规范”中规定的场所，很容易造成团体死亡，也容易造成较大财产损失。我国的中小型的公共场所，个人家庭甚至一些高层住宅楼都并没有安装自动灭火报警系统，这就让火灾的发生率和造成的损失率远远增加。并且我国的火灾报警器适用的范围也比较小，同时也没有采取比较有效的预防措施和灭火措施。自动火灾报警的系统主要是由多线系统和总线系统连接。检测器与报警装置和控制器之间连接有两根或多根铜芯绝缘线或铜芯电缆，并且有许多消耗品。这样的自动灭火系统成本比较高，抗干扰能力也比较差。同时，铜线耐高温性非常差，特别容易磨损，系统结构比较复杂这就造成了后期的维护也非常复杂，自然就影响了自动火灾报警系统的可靠性和推广比较难，影响到广泛使用。

2自动灭火系统研究的背景和意义

火灾是一种非常猛烈的灾害，在我们的日常生活中随处可见，火灾已经严重威胁了人们的生命安全和财产安全，并且也严重影响了自然环境。根据不完全的统计，在频发的各种各样的灾害中，火灾的严重程度和危害性是地震的5倍还要多，仅少于干旱和瘟疫，并且火灾的发生频率是最高的。在历史上，人类和火灾的斗争也从来没有停下过数不胜数，但这样也恰恰积累了非常宝贵的防火灭火经验。随着社会的发展和科技的进步，人们对于火灾的认识也在不断加深，对火灾的危害也比较了解，对火灾发生前的特征也有了比较清楚的认识，人类也慢慢的掌握了火灾发生的燃烧条件和发展的过程，同时也产生了各种各样的防范和灭火的措施和方法。

在上世纪的70年代后期出现了火灾科学，火灾科学是一门多学科交叉应用的新兴的基础科学，火灾科学的核心就是利用现代高科技技术来预防火灾的发生和对于火灾发生后进行相对有效的灭火措施。可以这样说，火灾科学让人类对于火灾的研究和火灾的防范进入了科学化系统化的道路，并且也促进了人类的对于火灾的防范和火灾发生后的灭火措施的进步。

本文基于上述的种种，介绍了一种基于51单片机的自动灭火系统，通过烟雾报警器和数字温度传感器DS8B20来检测火灾发生的信号，通过NRF24L01发送数据到主机，主机接受到数据后进行处理并判断是否报警和数据显示，同时连接继电器连接外在灭火设备。对火灾发生后进行有效的有速度的扑救具有积极意义。并且适用于各种消防环境，因为单片机的集成度相对比较高，所以本系统拥有结构简单可靠性高成本低的优点。

3自动灭火系统的课题任务

3.1主机和从机利用无线模块NRF24L01进行通讯，距離比较远，传输相对稳定。

3.2采用增强型的51单片机STC12C5A60S2，运行速率比较快，并且自带AD转换，可以将烟雾传感器和温度传感器模拟信号直接进行读取转换，并且不用其他转换芯片，这样的话设计就会更加简明。

3.3液晶屏幕会实时显示烟雾浓度和温度值，通过按键就可以设置自己想要的数值作为设定的阀值，是十分方便的。

（作者单位：华北水利水电大学）