基于單片機的火災(zāi)自動報警器研究

張振超 王瑞

摘 ?要：隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，建筑高度逐漸升高，內(nèi)部復(fù)雜程度也逐漸加大，火災(zāi)造成的破壞也更加嚴重，因此在火災(zāi)發(fā)生時第一時間發(fā)現(xiàn)火情變得尤為關(guān)鍵。該文所研究的火災(zāi)自動報警器對發(fā)現(xiàn)火災(zāi)有重要意義，它的主控制器采用綜合性能很強的單片機。單片機在火災(zāi)探測方面有著極強的靈敏度，在現(xiàn)實生活中凸顯了其應(yīng)用上的顯著優(yōu)勢。該文對基于單片機的火災(zāi)自動報警器展開重點分析，并展現(xiàn)出其多方面的設(shè)計優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：單片機 ?自動報警器 ?火災(zāi)

中圖分類號：TU892 ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? 文章編號：1672-3791（2019）06（c）-0031-02

現(xiàn)代建筑物所用材料及其易燃，建筑容易發(fā)生火災(zāi)，嚴重威脅人民自身安全與財產(chǎn)安全，火災(zāi)自動警報器已經(jīng)成為現(xiàn)代建筑中必不可少的設(shè)施?；馂?zāi)自動報警器是現(xiàn)代消防中十分重要的部分，當發(fā)生火災(zāi)時，火災(zāi)自動報警器中的探測器能立刻探測到火災(zāi)的發(fā)生，傳輸信號到控制臺并發(fā)出報警信號，控制臺人員或其他相關(guān)人員看到報警信號后，立即到現(xiàn)場撲滅火災(zāi)，避免火勢進一步擴大。這一時期的火災(zāi)自動報警器，單片機已然成為核心芯片，在實際的產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域平臺中，以其高靈敏度、實時性強、抗干擾能力強、低功耗、隨插即用、相聯(lián)互通、及時報警、維護成本低等特點，在應(yīng)用上展現(xiàn)了顯著的優(yōu)勢。由此可以看出，單片機在火災(zāi)自動報警系統(tǒng)中不可或缺的重要性，火災(zāi)自動報警器通過單片機能夠及時準確地提示火災(zāi)發(fā)生情況。

1 ?概述

火災(zāi)自動報警器核心在于探測器如何接收到信號、接收到何種信號進行報警，因此對探測器要求限制較多。常用的探測器有很多種類，其中最常見的有感溫探測器、感光探測器、感煙探測器等，它們的工作原理有較大的差異，相互之間存在的長板和短板相當明顯，所以在生活實際中探測火災(zāi)有很難改變的局限性?；馂?zāi)發(fā)生的第一時間經(jīng)常不能探測到，以至于報警器報警延時，嚴重影響工作人員對火勢及時進行控制。為了改變老版火災(zāi)自動報警器報警不及時問題，出現(xiàn)了基于單片機的火災(zāi)自動報警器。它的探測器綜合以往探測器的性能，內(nèi)部配置的單片機實現(xiàn)自動化探測，主要根據(jù)正常狀態(tài)下的光、溫度、煙等物理量同火災(zāi)發(fā)生情況做出比較，當所測參數(shù)值與火災(zāi)發(fā)生時參數(shù)值相近，單片機自動傳輸信號到報警器進行報警。

2 ?設(shè)計與實現(xiàn)

該系統(tǒng)以AT89S52單片機為核心，以MQ-5氣體傳感器為氣體檢測模塊，以采集和發(fā)送信號給控制臺，進而聯(lián)入控制中心計算機，達到各個檢測項目中的數(shù)值即刻發(fā)送。當無線探測器感應(yīng)到火災(zāi)信號2s時間即可報警，以GIS、NB-IoT窄帶無線傳輸至控制臺主機，控制臺主機連接有網(wǎng)絡(luò)，控制臺以互聯(lián)網(wǎng)方式將報警信息下發(fā)到電腦端，并呈現(xiàn)信息，控制臺繼續(xù)以短信、電話自動語音、APP等方式將報警信息傳到到客戶端，提示出火災(zāi)的報警位置，以TTS自動手機語音智能播報等手段提醒相關(guān)人員到現(xiàn)場滅火。

2.1 實時監(jiān)控現(xiàn)場環(huán)節(jié)設(shè)計

在消防場所內(nèi)單片機的火災(zāi)自動報警器的探測器信號織成網(wǎng)，實時采集場所內(nèi)火災(zāi)自動報警器運行時所收集的信息，并以互聯(lián)網(wǎng)方式將信息上傳到控制臺，給用戶以及監(jiān)管部門提供一個動態(tài)掌控場所消防安全狀況的平臺，對消防安全監(jiān)控及管理進行強化，能夠?qū)崟r可靠地達到火災(zāi)報警功能，多種途徑進行火情報警。在實際生活中，火災(zāi)隱患各不相同，火災(zāi)自動報警器主動選擇溫度、煙霧及可燃氣體等適合的火情探測方法，使火災(zāi)探測更直接有效。

2.2 報警方式設(shè)計

單片機的火災(zāi)自動報警器以短信、電話自動語音、APP 等多種方式通知信息，在聯(lián)系人設(shè)置中，對消防監(jiān)督管理部門和小微業(yè)主發(fā)送相關(guān)信息進行強化。通信方式選擇上，以互聯(lián)網(wǎng)通信方式為主，當室內(nèi)溫度、煙霧或可燃氣接近火災(zāi)的報警臨界值時，表明產(chǎn)生危險火情，通過互聯(lián)網(wǎng)推送消息并且要同時進行聲光報警。

2.3 報警數(shù)據(jù)分析

單片機的火災(zāi)自動報警器平臺設(shè)置中，無線探測器通過LoRaWAN通信方式，傳輸報警信息至控制臺，報警信息在空間呈現(xiàn)上，能對相關(guān)的火警信息，如地點、時間、頻次等，設(shè)備相關(guān)運行狀態(tài)及其火災(zāi)調(diào)查提供基礎(chǔ)依據(jù)。

3 ?單片機的火災(zāi)自動報警器的設(shè)計優(yōu)勢

火災(zāi)自動報警器是提醒人們發(fā)現(xiàn)火情并且及時控制火情蔓延的一種有效消防設(shè)施。單片機的火災(zāi)自動報警器具有高靈敏度、實時性強、抗干擾能力強、低功耗、隨插即用、相聯(lián)互通、及時報警、維護成本低等優(yōu)勢功能。在現(xiàn)有的火災(zāi)自動報警器中，單片機對探測信號的判斷和處理是比較好的，在實際應(yīng)用中也表現(xiàn)出較高的優(yōu)勢。

3.1 具有更高的可靠性

在基于單片機的火災(zāi)自動報警器中，對數(shù)據(jù)信息的處理自身可以完成，傳輸數(shù)據(jù)信息不需自己布線，對數(shù)據(jù)信息的處理有更高效率，并且能夠抵抗較多外界因素干擾，火災(zāi)探測的準確性有效提高。而且在發(fā)生錯誤時，探測器通過對智能算法的運用進行錯誤校驗，使探測到的結(jié)果準確性極高。在建筑物發(fā)生時，火災(zāi)自動報警器能夠通過單片機對火災(zāi)的擴散方向、火災(zāi)的范圍以及煙霧濃度等做出實時性的探測，大大地提高探測的及時性。

3.2 具有更高的靈敏度

在火災(zāi)自動報警器中探測裝置是其中十分關(guān)鍵的部分，探測裝置的靈敏度將會對探測的準確性造成巨大影響。基于此，開始以單片機為核心芯片的火災(zāi)自動報警器，單片機綜合以往探測器的性能并比以往探測器擁有更強的靈敏性，主要根據(jù)正常狀態(tài)下的光、溫度、煙等物理量同火災(zāi)發(fā)生情況做出比較，當所測參數(shù)值與火災(zāi)發(fā)生的時參數(shù)值相近，單片機自動傳輸信號，它的靈敏度更強。

3.3 具有更小的體積、更高的穩(wěn)定性

隨著當前電子技術(shù)的快速發(fā)展，電子元件正朝著高集成化方向發(fā)展，可以將更多的元器件集成于一體，不僅減小火災(zāi)探測器的體積，而且在性能上也更加穩(wěn)定，使得最終探測的準確性變得更高。在對數(shù)據(jù)信息進行分析處理上做出改進，應(yīng)用更加先進的智能算法，提升數(shù)據(jù)分析處理的科學性。

4 ?結(jié)語

單片機作為火災(zāi)自動報警器的核心具有很大的優(yōu)勢。其基本功能的實現(xiàn)在一定程度上補足了傳統(tǒng)傳感器的弊端。在相關(guān)設(shè)計實現(xiàn)中，以其報警信號和自動化配合，燈光報警信號和聲音報警信號及網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇刂婆_信號，實現(xiàn)了消防滅火功能的設(shè)計優(yōu)勢。檢測環(huán)境溫度時測溫精度準確并且速度快，檢測環(huán)境煙霧濃度時靈敏度高，能夠監(jiān)測多種可燃氣體，在實際應(yīng)用中抗干擾能力很強，因此火災(zāi)險情報警能夠穩(wěn)定可靠，完全滿足消防安全場所的工作需要。同時，單片機不需要與外圍芯片直接連接，硬件設(shè)備要求簡單，生產(chǎn)成本低，具有廣泛的應(yīng)用前景。

參考文獻

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