智能火灾自动报警系统的设计与研究一.docx

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智能火灾自动报警系统的设计与研究一

摘要

随着现代建筑的不断增多，火灾隐患也不断增加，每年的火灾都给国家和人民带来了严重的经济损失，在这种情况下火灾自动报警系统就显得尤为重要。

火灾自动报警系统能够及时探测火灾隐患，在现代智能建筑中起着极其重要的安全保障作用，因此，火灾自动报警系统己成为现代建筑中必不可少的装置。

本系统选用上位PC机和多个AT89C51下位单片机组成的小型分布式监控系统。

上位PC机是整个系统的指挥中心，下位AT89C51单片机安放在现场，通过RS-232C接口，可实现上、下位机之间的通信。

下位AT89C51单片机把实时数据传输到上位PC机，在上位PC机进行动态的显示、存储、打印和管理，同时，下位机把数据处理后输出控制信号，驱动执行机构。

系统软件包括上位机系统软件和下位机系统软件，上位机系统软件采用可视化编程语言VisualBasic6.0来开发，主要由通信模块、数据实时采集监控模块、历史数据显示模块组成，每个模块独立完成一定功能，各模块之间可以相互访问。

下位机系统软件采用C语言来开发，主要由主程序模块、采样程序模块、通信程序模块和控制程序模块组成。

火灾自动报警系统的设计目的是为了防止和减少火灾危害，保护人身和财产安全。

火灾报警技术是预防火灾的一项基础工作，应用范围广泛，是人们同火灾做斗争的有力工具。

关键词：

火灾探测器；可视化操作界面；RS-232C通信网络；分布式自动控制系统

Abstract

Withtheincreasingofmodernbuildings,firehazardsarealsoincreasing,thefiresareeachyeartothenationandthepeoplebroughtseriouseconomiclosses,inthiscaseautomaticfirealarmsystemsareparticularlyimportant.Automaticfirealarmsystemcanpromptdetectionafirehazard,inthemodernintelligentbuildingplaysanextremelyimportantroleofsecurity,therefore,automaticfirealarmsystemhasbecomeanindispensablemodernbuildingsofthedevice.

ThissystemchoosesPCandmultipleAT89C51microcontrollersmallbitofdistributedmonitorsystem.PCisthewholesystemunderthecommandcenter,aAT89C51placedthescene,through232Cinterface,thers-fivecanrealizetheupperandlowerlevelcomputercommunication.AskThenextbitAT89C51datatransmissionofreal-timedataacquisitiontothePCinPC,dynamicallydisplay,storage,printandmanagement,meanwhile,lowerlevelcomputerafterthedataprocessingoutputcontrolsignal,thedriveractuators.

SystemsoftwareincludingPCsystemsoftwareandlowerlevelcomputersystemsoftware,PCsystemsoftwareusingthevisualizationprogramminglanguageVisualBasic6.Otodevelopment,mainlybycommunicationmodule,datacollectreal-timemonitoringmodule,historicaldatadisplaymodules,eachmodulemustfunctionindependently,eachmodulemaymutuallyaccess.LowerlevelcomputersystemsoftwaretodevelopusingClanguage,ismainlycomposedofmainprogrammodule,samplingproceduresmodule,communicationprogrammodulesandcontrolprogrammodules.

Automaticfirealarmsystemsaredesignedtopreventandreducefiredamage,protectingthepersonalandpropertysecurity.Firealarmtechnologyisabasistopreventfire,widerangeofapplication,itispeoplestrugglewithfireapowerfultool.

Keywords:

firedetector;Visualinterface;RS-232Ccommunicationnetwork;Distributedautomaticcontrolsystem

目录

摘要I

AbstractII

1绪论1

1.1研究背景1

1.2火灾报警系统国内外现状以及发展趋势1

1.3本文主要工作内容及安排2

2VisualBasic窗体设计概述4

2.1VisualBasic简介4

2.2VisualBasic的发展4

2.2.1VisualBasic的发展4

2.2.2VisualBasic.NET的发展5

2.3VisualBasic的特点5

2.3.1面向对象、事件驱动和软件Software5

2.3.2结构化语言、强大数据库及对象链接和嵌入技术6

2.3.3网络功能、联机帮助、多个应用向导、动态交换和链接6

3报警系统方案设计及硬件组成7

3.1火灾自动报警系统的整体方案7

3.2上位机系统设计9

3.2.1登录界面设计9

3.2.2主窗口界面设计9

3.3下位机系统设计10

3.3.1火灾探测器10

3.3.2灭火装置12

4AT89C51硬件电路设计14

4.1AT89C51性能参数14

4.2AT89C51最小系统设计15

4.2.1时钟电路设计15

4.2.2复位电路设计15

4.3AT89C51报警模块16

4.4RS-232C电平转换模块17

4.5传感器接口模块18

4.5.1温度传感器DS18B20接口模块18

4.5.2烟雾传感器NIS-09C接口电路19

4.6继电器模块20

5火灾报警系统软件设计22

5.1人机界面设计22

5.1.1登录界面窗口设计22

5.1.2运行界面窗口设计24

5.2下位机软件设计25

5.2.1DS18B20初始化程序设计26

5.2.2ADC0809初始化程序设计27

5.3串行通信软件设计28

5.3.1上位机通信软件设计29

5.3.2下位机通信软件设计31

6总结与展望34

6.1总结34

6.2展望34

参考文献35

结束语36

致谢37

附录38

附录A：

上位机界面程序38

附录B：

下位机程序48

附录C：

下位机原理图53

1绪论

1.1研究背景

随着人类社会的发展，人们居住、生活、工作的地方越来越集中，火灾隐患也越来越影响着人民的生命和财产安全。

例如：

2010年11月5日，吉林市船营区珲春街商业大厦发生火灾，导致19人死亡，28人受伤；2010年8月28日，辽宁省沈阳市铁西区万达广场售楼处发生火灾，造成11人死亡、7人受伤等。

因此，世界各国都在致力于研究和实验各种火灾探测方法，对火灾的及时发现与报警，成为人们普遍关心的问题。

在现代智能建筑中，火灾报警系统属于智能建筑系统的一个子系统。

火灾自动报警系统起着极其重要的安全保障作用，在完全脱离其他系统或网络的情况下能独立正常运行和操作，完成自身所具有的防灾和灭火的功能。

在工业和民用建筑、宾馆、图书馆、科研和商业部门，火灾自动报警系统已成为必不可少的装置[]。

火灾自动报警技术是将传感器技术、通信技术和智能化信息处理技术等应用于火灾预防的一项综合性技术，具有速度快、精度高、实时性好等突出优点。

在这方面，传统的单片机技术在火灾的探测、报警、控制中发挥了重要作用。

将一台PC机和若干台单片机构成小型分布式测控系统，是目前单片机应用的一大趋势。

它能够充分发挥单片机功能强、抗干扰性能好、面向控制等优点，同时又可利用PC机弥补单片机在数据处理和交互性等方面的不足，使整个系统能够实时快速的处理大量数据。

火灾自动报警技术这些年发展很快，技术上的更新变化也非常明显。

总体来看，主要的发展变化是：

数字技术和新工艺、新材料的应用，改进了系统能力和减少维护要求，向着高可靠、低误报和网络化、智能化方向发展。

我国对此技术的研究与应用起步较晚，但发展迅速。

随着城市现代化建设的发展、人们消防意识的增强、消防法宣传的不断深入，对火灾自动探测报警技术的研究必将成为热点与方向。

1.2火灾报警系统国内外现状以及发展趋势

消防工业正朝着新一代的控制技术发展。

现代火灾自动报警系统，是本世纪80年代初兴起的一种新一代系统，国外也有人称它为“火灾智能报警系统”。

火灾自动报警系统一般由火灾探测器、报警装置、灭火装置以及现场布线组成。

由于探测方式、信号处理、系统连线以及智能化程序等技术的逐步发展，大体可分为多线型、总线型和智能型三个阶段[]。

尽管到目前为止，火灾自动报警系统的设计已相当的完善，但是，在检测、报警、传输等方面还存在一些问题，如传感器的灵敏度、信号的传输等问题，都会导致误报率的增加，这都是有待改进的。

增加系统可靠性是现代火灾报警技术的发展方向。

智能式火灾报警系统按其智能的分配可分为三种系统。

一是探测智能，二是监控智能，三是探测智能和控制智能兼有，后者是智能化程度更高的系统，其可靠性更高，但缺点是成本高。

人们对于火灾自动报警系统的期望在于：

首先要求系统早期发现火灾，其次是消除误报和降低系统的成本费。

火灾智能报警系统最终可能发展成为机器人智能报警系统。

现代火灾自动报警系统迅速发展的另一方面是复合探测器和多种新型探测器不断涌现，探测性能越来越完善。

多传感器/多判据探测器技术发展，从响应火灾不同现象的多个传感器获得信号，并从这些信号中寻出多样的报警和诊断判据。

高灵敏吸气式激光粒子计数型火灾报警系统、分布式光纤温度探测报警系统、计数机火灾探测与防盗保安实时监控系统、电力线传输火灾自动报警系统等新技术问世并获得应用。

在诸多新技术新产品中，一种将通常用的离子感烟改进为用CO传感器组合的复合探测器，由于空气中的CO含量变化早