感測器課程設計火警報警系統

A. 求火警報警器電路設計的論文

標簽
智能火災探測器 復合感測器 神經網路
資料描述
[頁數] 36 [字數] 23119

[目錄]
摘要
Abstract
1 緒論 1
2 系統架構設計 4
3 8051單片機的介紹 5
4 系統硬體設計 9
5 系統軟體設計 25
6 結論 28
參考文獻
致謝

[原文]
1 緒論
1.1 火災報警器概述
隨著感測器技術、微處理器技術和信號處理技術的飛速發展，復合火災探測已經成為火災自動探測技術的發展方向。目前復合火災探測器的主要有光電感煙和感溫復合、離子感煙和感溫復合以及光電感煙、離子感煙和感溫三復合等形式。採用復合探測方法的主要目的是使探測器能夠均衡探測各種類型的火災，特別是散射光煙霧探測器通過溫度補償，克服了其對帶溫升的黑煙不敏感的缺點，有力地推動了光電煙霧探測器的應用。但是光電感煙感測器和溫度感測器復合探測器對低溫升的黑色煙霧相應較差，離子感煙由於其存在放射性污染的可能性而越來越難以被市場接受，而且不論是光電還是離子感煙方法，本質上還是離子探測，各種灰塵、水汽和油霧等粒子干擾同樣對它們產生影響。盡管可以採用信號處理的方法抑制這些干擾，但很難做到完全消除，因此需要尋找能更加有效探測火災和減少誤報的新的火災探測方法。
眾所周知，絕大多數火災都要產生一氧化碳(CO)氣體，在燃燒不充分的火災早期更是這樣，而且CO氣體比空氣輕，擴散性比煙霧強，特別是許多常用感煙方法的誤報源並不產生CO氣體，因此將CO感測器引入火災探測，構成復合火災探測器是一種比較理想的早期火災探測方法。
九十年代以來，神經網路的自學習、自適應、自組織特性，引起了各國消防界和工程界的極大關注。日本的Y. Okayama 提出使用一種三層前饋BP神經網路來探測火災，具有一定的自學習性和自適應性，但它對感測器信號的特點考慮不夠全面，而且僅僅採用簡單門限直接進行判決，不利於減少火災的誤報率。S. Nakanishi等人利用模糊邏輯方法處理煙霧濃度信號的煙、溫、CO復合信號，系統的調節還採用了神經網路演算法，實際結果顯示誤報率降低了50%，火災報警時間還有所提前，但它只是用模糊邏輯方法調整報警延遲時間，沒用充分發揮神經網路的優勢......

[摘要]
目前，火災自動報警系統領域中網路化、自動化技術日臻完善，但火災探測器還存在著誤報和漏報等問題。火災探測器探測火災的准確性將直接影響整個自動報警系統的性能。因此，火災探測器技術己成為該領域的主要發展方向。
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復合型智能火災報警器的設計

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復合型智能火災報警器的設計.doc (773KB)

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智能火災探測器 復合感測器 神經網路
資料描述
[頁數] 36 [字數] 23119

[目錄]
摘要
Abstract
1 緒論 1
2 系統架構設計 4
3 8051單片機的介紹 5
4 系統硬體設計 9
5 系統軟體設計 25
6 結論 28
參考文獻
致謝

[原文]
1 緒論
1.1 火災報警器概述
隨著感測器技術、微處理器技術和信號處理技術的飛速發展，復合火災探測已經成為火災自動探測技術的發展方向。目前復合火災探測器的主要有光電感煙和感溫復合、離子感煙和感溫復合以及光電感煙、離子感煙和感溫三復合等形式。採用復合探測方法的主要目的是使探測器能夠均衡探測各種類型的火災，特別是散射光煙霧探測器通過溫度補償，克服了其對帶溫升的黑煙不敏感的缺點，有力地推動了光電煙霧探測器的應用。但是光電感煙感測器和溫度感測器復合探測器對低溫升的黑色煙霧相應較差，離子感煙由於其存在放射性污染的可能性而越來越難以被市場接受，而且不論是光電還是離子感煙方法，本質上還是離子探測，各種灰塵、水汽和油霧等粒子干擾同樣對它們產生影響。盡管可以採用信號處理的方法抑制這些干擾，但很難做到完全消除，因此需要尋找能更加有效探測火災和減少誤報的新的火災探測方法。
眾所周知，絕大多數火災都要產生一氧化碳(CO)氣體，在燃燒不充分的火災早期更是這樣，而且CO氣體比空氣輕，擴散性比煙霧強，特別是許多常用感煙方法的誤報源並不產生CO氣體，因此將CO感測器引入火災探測，構成復合火災探測器是一種比較理想的早期火災探測方法。
九十年代以來，神經網路的自學習、自適應、自組織特性，引起了各國消防界和工程界的極大關注。日本的Y. Okayama 提出使用一種三層前饋BP神經網路來探測火災，具有一定的自學習性和自適應性，但它對感測器信號的特點考慮不夠全面，而且僅僅採用簡單門限直接進行判決，不利於減少火災的誤報率。S. Nakanishi等人利用模糊邏輯方法處理煙霧濃度信號的煙、溫、CO復合信號，系統的調節還採用了神經網路演算法，實際結果顯示誤報率降低了50%，火災報警時間還有所提前，但它只是用模糊邏輯方法調整報警延遲時間，沒用充分發揮神經網路的優勢......

[摘要]
目前，火災自動報警系統領域中網路化、自動化技術日臻完善，但火災探測器還存在著誤報和漏報等問題。火災探測器探測火災的准確性將直接影響整個自動報警系統的性能。因此，火災探測器技術己成為該領域的主要發展方向。
本文在對國內外研究現狀和存在的問題進行分析的基礎上，在硬體和軟體方面對火災探測器技術進行研究。在硬體方面，採用溫度感測器、CO感測器和光電感煙感測器組成復合型探測器，利用這三種感測器對火災發生時的三種主要參數進行測量;軟體方面，採用神經網路對採集各感測器的信號進行處理，而後再經模糊判決器來發出報警信號。這使探測器在輸出報警信號時具有一定的智能化功能。實驗結果表明，這種結構的火災探測器不僅報警的准確性大大提高，還能進一步判定火災的狀態。由此可見，復合技術和神經網路技術的應用能夠大大提高火災探測器的性能，大大降低了誤報率和漏報率，為早期報警提供有利條件

[參考文獻]
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B. 消防設備火警報警器工作原理

隧道中的火災報警器主要是用感煙探測器。感煙探測器就是通過監測煙霧的濃度來實現火災防範的，感煙探測器內部採用離子式煙霧感測，離子式煙霧感測器是一種技術先進，工作穩定可靠的感測器，被廣泛運用到各種消防報警系統中，性能遠優於氣敏電阻類的火災報警器。它在內外電離室裡面有放射源 。

還有生活中常用的火警報警器，它的工作電路由電鈴、紅燈、綠燈、電源和電磁繼電器的觸點部分組成．在正常情況下，上部觸點閉合，綠燈亮；當發生火警時，空氣溫度升高，雙金屬片膨脹閉合，消防設備電磁鐵通電，把銜鐵吸下，上觸點分開，綠燈熄滅，下觸點閉合，紅燈亮，電鈴響，達到報警的目的。以下是我司研發並量產的消防設備電磁鐵BS-0837L-113(點擊圖片查看詳細參數)

該消防設備電磁鐵結構合理緊湊,線圈置於軟磁材料外殼之中,具有體積小, 消防設備電磁鐵吸力大,牢固,可靠,,環境適應性強等特點,該系列電磁鐵可進行遠程操作,動作靈活。

C. 火災自動報警系統的設計

火災自動報警系統探測火災隱患，肩負安全防範重任，是智能建築中建築設備自動化系統（BAS）的重要組成部分。智能建築中的火災自動報警系統設計首先必須符合GB50116《火災自動報警系統設計規范》的要求（最新為GB50116-2013），同時也要適應智能建築的特點，合理選配產品，做到安全適用、技術先進、經濟合理。
火災自動報警系統一般分三種形式設計：區域火災自動報警系統，集中火災自動報警系統和控制中心報警系統。就智能建築的基本特點，控制中心報警系統是最適用的方式。
智能建築中中火災自動報警系統的設計要點是：根據被保護對象發生火災時燃燒的特點確定火災類型；根據所需防護面積部位；按照火災探測器的總數和其他報警裝置（如手報）數量確定火災報警控制器的總容量；按劃分的報警區域設置區域報警控制器；根據消防設備確定聯動控制方式；按防火滅火要求確定報警和聯動的邏輯關系；最後還要考慮火災自動報警系統與智能建築「3AS」（建設設備自動化系統、通信自動化系統、辦公自動化系統）的適應性。 火災探測器是火災自動報警系統的觸發裝置，按探測的火災特徵參量可分為感煙火災探測器、感溫火災探測器、感光火災煙溫復合式火災探測器以及氣體火災探測器，按其測控范圍又可分為點型火災探測器和線型火災探測器兩大類。點型火災探測器只能對警戒范圍中某一點周圍的溫度、煙等參數進行控制，如點型離子感、點型紫光火焰火災探測器、點型感溫火災探測器等，線型火災探測器則可以對警戒范圍中某一線路周圍煙霧、溫度進行探測，如紅外光束線型火災探測器，激光線型火災探測器，纜式線型感溫火災探測器等.
智能建築中應以感煙火災探測器選用為主，個別不宜選用感煙火災探測器的場所，應該選用感溫火災探測器。
1.2 探測區域探測器設置要點
標准規定：火災探測區域一般以獨立的房間劃分探測區域內的每個房間內至少應設置一隻探測器。在敞開或封閉的樓梯間、消防電梯前室、走道、坡道、管道井、悶頂、夾層等場所都應單獨劃分的探測區域，設置相應探測器、內部空間開闊且門口有燈光顯示裝置的大面積房間可劃分一個的探測區域，但其最大面積不能超過1000m2。探測器的設置一般按保護面積確定，每隻探測器保護面積和保護半徑確定，要考慮房間高度、屋頂坡度、探測器自身靈敏度三個主要因素的影響，但在有梁的頂棚上設置探測器時必須考慮到梁突出頂棚影響
另外，在設置火災探測器時，還要考慮智能建築內部走道寬度、至端牆的距離、至牆壁梁邊距離、空調通風口距離以及房間隔情況等的影響。
1.3 探測器總數確定
首先確定一個探測區域所需設置的探測器數量，其計算公式為： N=S÷KA 式中：N—探測器數量（只），取整數； S—-該探測區域的面積（m2） A—-探測器的保護面積（m2） K—-修正系數，容納人數超過10000人的公共場所宜取0.7～0.8，容納人數為2000人～10000人的公共場所宜取0.8～0.9，容納人數為500人～2000人的公共場所宜取0.9～1.0，其他場所可取1.0。註：感煙和感溫探測器均以此公式計算。
智能建築內全部探測區域所需和即為該建築需要配置的探測器總數量。 火災報警控制器是火災自動報警系統的中樞，它接受信號並作出分析判斷，一旦發生火災，它立即發出火警信號並啟動相應消防設備計算機技術的發展使傳統的開關量多線制火災自動報警系統已被模擬量匯流排制火災自動報警系統匯流排制火災自動報警系統所替代，目前技術頒式智能火災自動報警系統也廣泛應用。模擬量匯流排制火災自動報警系統和頒智能火災自動報警系統都是在計算機技術基礎上發展起來的，都可以作為智能建築的選用產品。
2.1 報警區域的劃分
報警區域的按照智能建築的保護等級、耐火等級，合理正確的劃分。規范規定「報警區域應根據防火分區或樓層劃分。」也就是說在報警區域，也可以將同層的幾個防火分區劃為一個報警區域。特別強調，將幾個防火分區同一報警區域時，只能在同一樓層而不得跨越樓層。
2.2 確定區域火災報警控制器的容量
區域火災報警控制器一般按防火分區設置，其容量的確定，主要取決於本報警區域內編址探測設備的數量。報警區域編址探測設備，不單指感煙感溫或其它種類火災探測器的數量，還包括該報警區域內手動報警按鈕，消火栓報警按鈕以及通過控制模塊轉換信號的水流批示器，水壓力開關等。例如某型號火災報警控制器的容量為4迴路×128探測點，即每個控制迴路可控制128個編址探測點，智能建築中某報警區域編址設備總數為400個，則該火災自動報警控制器正好滿足區域報警要求。假設該報警區域內有600個探測編址點，顯然需要二台該型號控制器（一般這種情況下，應選用單台容量滿足600個探測編址點要求的產品作區域報警控制器）。
一般火災報警控制器標示容量都是單台控制器的最大容量，為了保證火災自動報警系統既能高效率又能高可靠性的工作，實際設計各迴路探測點時要考慮一定的信息餘量。關於這一點，G50106-98第5.1.2條有明確規定。綜合考慮建築結構與建築施工等因素影響，火災自動報警系統中區域火災報警器每迴路實際設計容量應為標稱容量的80～50%。
2.3 確定集中火災報警控制器
在火災自動報警與聯動控制系統中，集中火災報警控制器的選配，一方面要滿足整個火災自動報警系統工作要求，另一方面，還應該具備與智能建築中其它控制系統的通信界面。主要包括以下幾點：（1）與各個報警區域內區域火災報警控制器的通信功能。（2）處理顯示整個系統報警信息，故障信息，聯動信息的功能；（3）應能根據火警信息，啟動消防聯動設備並顯示其狀態; （4）具備與智能建築中其它控制系統的通信界面。 消防聯動設備是火災自動報警系統的執行部件，消防控制室接收火警信息後應能自動或手動啟動相應消防聯動設備。
3.1 智能建築中應具備的消防聯動設備及其功能
根據建築設計防火規范和智能建築防火滅火要求，智能建築應具備以下全部或部分消防聯動設備： ■火災警報裝置與應急廣播，火災發生時警示或通知人員安全轉移； ■消防專用電話，火災報警，查詢情況，應急指揮，能與「119」直通； ■非消防電源控制，火災應急照明和安全疏散指示燈控制； ■室內消火栓泵和噴淋水泵，火災時實施滅火； ■消防電梯運行控制； ■管網氣體滅火系統，泡沫滅火系統和乾粉滅火系統，火災確認後實施滅火； ■防火門，防火卷簾，防火閥的控制，火災時實施防火分隔，防止火災蔓延； ■防煙排煙風機，空調通風設備，送風閥，排煙閥乖，防止煙氣蔓延提供救生保障。
3.2 消防聯動設備的聯動要求
火災發生時，火災報警控制器發出警報信息，消防聯動控制器根據火災信息管理部聯動關系，輸出聯動信號，啟動有關消防設備實施防火滅火。
消防聯動必須在「自動」和「手動」狀態下均能實現。在自動情況下，智能建築中的火災自動報警系統按照預先編制的聯動邏輯關系，在火災報警後，輸出自動控制指令，啟動相關設備動作。手動情況下，應能根據手工操作,實現對應控制。
系統布線及其與智能建築的適配性
由於火災自動報警系統的特殊地位，使得它在布線安裝方面有別於智能建築中其它控制系統。對線纜的選型和布線方式一要滿足自動報警裝置自身的技術條件，如其報警傳輸線大多數要求採用雙絞線等；二要滿足一定的機械強度，三要採取穿管保護、暗敷或阻燃措施，四要晝與其它低壓系統電纜豎井分開布設，五要使其傳輸網路不與其它傳輸網路共用。
從智能建築的概念講，火災自動報警系統及其聯動控制應當屬於建築設備自動化系統（BAS）范疇,目前火災自動報警系統庫存特殊的管理要求，其報警線，聯動線。通信線基本自成體系，與智能建築中綜合布線系統有相當差異，但就智能建築的發展和火災自動報警系統日趨成熟，二者在應用上的結合將越來越密切。關鍵在於智能建築中設計選配火災自動報警系統時，一定要考慮二者在連接界面上的適配性。使它們在安裝使用、運行以最好的方式結合起來。

D. 你好 我在做課設 老師讓設計一個火警電路圖 你可以幫幫我嗎還有流程圖和工作原理

對於作業類的提問，我只給予提示：
火災報警器在種類上通常有溫感和煙感兩種，也就內是分別由溫度感測容器和煙霧感測器來檢測。當感測器感應到溫度或是煙霧存在時，會觸發報警電路，一路給予聲音系統（廣播提示），一路是給予燈光系統（安全出口標牌和火災報警指示燈），同時，還要控制室內電路開關關閉，以及天花板的噴淋系統開始工作，個別的場所會直接於消防部門聯通報警信息。

E. 火警報警系統原理如圖所示，M是一個小型理想變壓器，原副線圈匝數之比n1：n2=10：1，接線柱a、b接上一個

A、由公式可知，電動機的角速度ω=100π；而ω=2πf，故f=50Hz；故A正確；
B、當出現火警時，溫度升高，電阻R₂減小，副線圈的電流變大，故電流表示數增大，故B正確；
C、由B的分析可知，副線圈的電阻減小，副線圈的電流變大，所以原線圈的電流也就要增大，所以C錯誤；
D、由B的分析可知，副線圈的電阻減小，副線圈的電流變大，所以R₁的電壓要增大，由於副線圈的總電壓不變，所以R₂的電壓就要減小，故D正確；
故選：ABD．