传感器课程设计火警报警系统

A. 求火警报警器电路设计的论文

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智能火灾探测器 复合传感器 神经网络
资料描述
[页数] 36 [字数] 23119

[目录]
摘要
Abstract
1 绪论 1
2 系统架构设计 4
3 8051单片机的介绍 5
4 系统硬件设计 9
5 系统软件设计 25
6 结论 28
参考文献
致谢

[原文]
1 绪论
1.1 火灾报警器概述
随着传感器技术、微处理器技术和信号处理技术的飞速发展，复合火灾探测已经成为火灾自动探测技术的发展方向。目前复合火灾探测器的主要有光电感烟和感温复合、离子感烟和感温复合以及光电感烟、离子感烟和感温三复合等形式。采用复合探测方法的主要目的是使探测器能够均衡探测各种类型的火灾，特别是散射光烟雾探测器通过温度补偿，克服了其对带温升的黑烟不敏感的缺点，有力地推动了光电烟雾探测器的应用。但是光电感烟传感器和温度传感器复合探测器对低温升的黑色烟雾相应较差，离子感烟由于其存在放射性污染的可能性而越来越难以被市场接受，而且不论是光电还是离子感烟方法，本质上还是离子探测，各种灰尘、水汽和油雾等粒子干扰同样对它们产生影响。尽管可以采用信号处理的方法抑制这些干扰，但很难做到完全消除，因此需要寻找能更加有效探测火灾和减少误报的新的火灾探测方法。
众所周知，绝大多数火灾都要产生一氧化碳(CO)气体，在燃烧不充分的火灾早期更是这样，而且CO气体比空气轻，扩散性比烟雾强，特别是许多常用感烟方法的误报源并不产生CO气体，因此将CO传感器引入火灾探测，构成复合火灾探测器是一种比较理想的早期火灾探测方法。
九十年代以来，神经网络的自学习、自适应、自组织特性，引起了各国消防界和工程界的极大关注。日本的Y. Okayama 提出使用一种三层前馈BP神经网络来探测火灾，具有一定的自学习性和自适应性，但它对传感器信号的特点考虑不够全面，而且仅仅采用简单门限直接进行判决，不利于减少火灾的误报率。S. Nakanishi等人利用模糊逻辑方法处理烟雾浓度信号的烟、温、CO复合信号，系统的调节还采用了神经网络算法，实际结果显示误报率降低了50%，火灾报警时间还有所提前，但它只是用模糊逻辑方法调整报警延迟时间，没用充分发挥神经网络的优势......

[摘要]
目前，火灾自动报警系统领域中网络化、自动化技术日臻完善，但火灾探测器还存在着误报和漏报等问题。火灾探测器探测火灾的准确性将直接影响整个自动报警系统的性能。因此，火灾探测器技术己成为该领域的主要发展方向。
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复合型智能火灾报警器的设计

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智能火灾探测器 复合传感器 神经网络
资料描述
[页数] 36 [字数] 23119

[目录]
摘要
Abstract
1 绪论 1
2 系统架构设计 4
3 8051单片机的介绍 5
4 系统硬件设计 9
5 系统软件设计 25
6 结论 28
参考文献
致谢

[原文]
1 绪论
1.1 火灾报警器概述
随着传感器技术、微处理器技术和信号处理技术的飞速发展，复合火灾探测已经成为火灾自动探测技术的发展方向。目前复合火灾探测器的主要有光电感烟和感温复合、离子感烟和感温复合以及光电感烟、离子感烟和感温三复合等形式。采用复合探测方法的主要目的是使探测器能够均衡探测各种类型的火灾，特别是散射光烟雾探测器通过温度补偿，克服了其对带温升的黑烟不敏感的缺点，有力地推动了光电烟雾探测器的应用。但是光电感烟传感器和温度传感器复合探测器对低温升的黑色烟雾相应较差，离子感烟由于其存在放射性污染的可能性而越来越难以被市场接受，而且不论是光电还是离子感烟方法，本质上还是离子探测，各种灰尘、水汽和油雾等粒子干扰同样对它们产生影响。尽管可以采用信号处理的方法抑制这些干扰，但很难做到完全消除，因此需要寻找能更加有效探测火灾和减少误报的新的火灾探测方法。
众所周知，绝大多数火灾都要产生一氧化碳(CO)气体，在燃烧不充分的火灾早期更是这样，而且CO气体比空气轻，扩散性比烟雾强，特别是许多常用感烟方法的误报源并不产生CO气体，因此将CO传感器引入火灾探测，构成复合火灾探测器是一种比较理想的早期火灾探测方法。
九十年代以来，神经网络的自学习、自适应、自组织特性，引起了各国消防界和工程界的极大关注。日本的Y. Okayama 提出使用一种三层前馈BP神经网络来探测火灾，具有一定的自学习性和自适应性，但它对传感器信号的特点考虑不够全面，而且仅仅采用简单门限直接进行判决，不利于减少火灾的误报率。S. Nakanishi等人利用模糊逻辑方法处理烟雾浓度信号的烟、温、CO复合信号，系统的调节还采用了神经网络算法，实际结果显示误报率降低了50%，火灾报警时间还有所提前，但它只是用模糊逻辑方法调整报警延迟时间，没用充分发挥神经网络的优势......

[摘要]
目前，火灾自动报警系统领域中网络化、自动化技术日臻完善，但火灾探测器还存在着误报和漏报等问题。火灾探测器探测火灾的准确性将直接影响整个自动报警系统的性能。因此，火灾探测器技术己成为该领域的主要发展方向。
本文在对国内外研究现状和存在的问题进行分析的基础上，在硬件和软件方面对火灾探测器技术进行研究。在硬件方面，采用温度传感器、CO传感器和光电感烟传感器组成复合型探测器，利用这三种传感器对火灾发生时的三种主要参数进行测量;软件方面，采用神经网络对采集各传感器的信号进行处理，而后再经模糊判决器来发出报警信号。这使探测器在输出报警信号时具有一定的智能化功能。实验结果表明，这种结构的火灾探测器不仅报警的准确性大大提高，还能进一步判定火灾的状态。由此可见，复合技术和神经网络技术的应用能够大大提高火灾探测器的性能，大大降低了误报率和漏报率，为早期报警提供有利条件

[参考文献]
[1] 吴启鹏，新世纪消防科学技术展望.中国消防大全，2002 （11）：4-5
[2] 徐春燕，火灾探测技术的发展及其应用.鞍钢技术,2000年第9期:60-62
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[5] 张建华，王占林.基于神经网络的控制系统状态监测与故障诊断方法研究．96年中国控制与决策学术年会论文集
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[8] 尚峰，蒋国平,DS18B20在火灾探测器中的应用.电子测量技术2003.
[9] 范冰彦,家庭无线智能防盗报警系统.安防科技，2003. 3: 70-71
[10] 杨振汀，流行单片机实用子程序及应用实例.西安电子科技大学出版社，2002.83~86
[11] 张毅刚，彭喜元，姜守达，乔立言.新编MCS-51单片机应用系统.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2004.8~27，142~146，155~156，164~166，215~217
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[17] 曹君，火灾报警系统设计[硕士论文].哈尔滨理工大学.2006.3
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[19] James A. Milke, Monitoring Multiple Aspects of Fire Signatures for Discriminating Fire Detection, Fire Technology. Vol. 35. No. 3. 1999:25-29
[20] Holt, Mike.Fire Alarm Signaling Systems. Electrical Construction and Maintenance, 2003,102(8):40, 42-43

B. 消防设备火警报警器工作原理

隧道中的火灾报警器主要是用感烟探测器。感烟探测器就是通过监测烟雾的浓度来实现火灾防范的，感烟探测器内部采用离子式烟雾传感，离子式烟雾传感器是一种技术先进，工作稳定可靠的传感器，被广泛运用到各种消防报警系统中，性能远优于气敏电阻类的火灾报警器。它在内外电离室里面有放射源 。

还有生活中常用的火警报警器，它的工作电路由电铃、红灯、绿灯、电源和电磁继电器的触点部分组成．在正常情况下，上部触点闭合，绿灯亮；当发生火警时，空气温度升高，双金属片膨胀闭合，消防设备电磁铁通电，把衔铁吸下，上触点分开，绿灯熄灭，下触点闭合，红灯亮，电铃响，达到报警的目的。以下是我司研发并量产的消防设备电磁铁BS-0837L-113(点击图片查看详细参数)

该消防设备电磁铁结构合理紧凑,线圈置于软磁材料外壳之中,具有体积小, 消防设备电磁铁吸力大,牢固,可靠,,环境适应性强等特点,该系列电磁铁可进行远程操作,动作灵活。

C. 火灾自动报警系统的设计

火灾自动报警系统探测火灾隐患，肩负安全防范重任，是智能建筑中建筑设备自动化系统（BAS）的重要组成部分。智能建筑中的火灾自动报警系统设计首先必须符合GB50116《火灾自动报警系统设计规范》的要求（最新为GB50116-2013），同时也要适应智能建筑的特点，合理选配产品，做到安全适用、技术先进、经济合理。
火灾自动报警系统一般分三种形式设计：区域火灾自动报警系统，集中火灾自动报警系统和控制中心报警系统。就智能建筑的基本特点，控制中心报警系统是最适用的方式。
智能建筑中中火灾自动报警系统的设计要点是：根据被保护对象发生火灾时燃烧的特点确定火灾类型；根据所需防护面积部位；按照火灾探测器的总数和其他报警装置（如手报）数量确定火灾报警控制器的总容量；按划分的报警区域设置区域报警控制器；根据消防设备确定联动控制方式；按防火灭火要求确定报警和联动的逻辑关系；最后还要考虑火灾自动报警系统与智能建筑“3AS”（建设设备自动化系统、通信自动化系统、办公自动化系统）的适应性。 火灾探测器是火灾自动报警系统的触发装置，按探测的火灾特征参量可分为感烟火灾探测器、感温火灾探测器、感光火灾烟温复合式火灾探测器以及气体火灾探测器，按其测控范围又可分为点型火灾探测器和线型火灾探测器两大类。点型火灾探测器只能对警戒范围中某一点周围的温度、烟等参数进行控制，如点型离子感、点型紫光火焰火灾探测器、点型感温火灾探测器等，线型火灾探测器则可以对警戒范围中某一线路周围烟雾、温度进行探测，如红外光束线型火灾探测器，激光线型火灾探测器，缆式线型感温火灾探测器等.
智能建筑中应以感烟火灾探测器选用为主，个别不宜选用感烟火灾探测器的场所，应该选用感温火灾探测器。
1.2 探测区域探测器设置要点
标准规定：火灾探测区域一般以独立的房间划分探测区域内的每个房间内至少应设置一只探测器。在敞开或封闭的楼梯间、消防电梯前室、走道、坡道、管道井、闷顶、夹层等场所都应单独划分的探测区域，设置相应探测器、内部空间开阔且门口有灯光显示装置的大面积房间可划分一个的探测区域，但其最大面积不能超过1000m2。探测器的设置一般按保护面积确定，每只探测器保护面积和保护半径确定，要考虑房间高度、屋顶坡度、探测器自身灵敏度三个主要因素的影响，但在有梁的顶棚上设置探测器时必须考虑到梁突出顶棚影响
另外，在设置火灾探测器时，还要考虑智能建筑内部走道宽度、至端墙的距离、至墙壁梁边距离、空调通风口距离以及房间隔情况等的影响。
1.3 探测器总数确定
首先确定一个探测区域所需设置的探测器数量，其计算公式为： N=S÷KA 式中：N—探测器数量（只），取整数； S—-该探测区域的面积（m2） A—-探测器的保护面积（m2） K—-修正系数，容纳人数超过10000人的公共场所宜取0.7～0.8，容纳人数为2000人～10000人的公共场所宜取0.8～0.9，容纳人数为500人～2000人的公共场所宜取0.9～1.0，其他场所可取1.0。注：感烟和感温探测器均以此公式计算。
智能建筑内全部探测区域所需和即为该建筑需要配置的探测器总数量。 火灾报警控制器是火灾自动报警系统的中枢，它接受信号并作出分析判断，一旦发生火灾，它立即发出火警信号并启动相应消防设备计算机技术的发展使传统的开关量多线制火灾自动报警系统已被模拟量总线制火灾自动报警系统总线制火灾自动报警系统所替代，目前技术颁式智能火灾自动报警系统也广泛应用。模拟量总线制火灾自动报警系统和颁智能火灾自动报警系统都是在计算机技术基础上发展起来的，都可以作为智能建筑的选用产品。
2.1 报警区域的划分
报警区域的按照智能建筑的保护等级、耐火等级，合理正确的划分。规范规定“报警区域应根据防火分区或楼层划分。”也就是说在报警区域，也可以将同层的几个防火分区划为一个报警区域。特别强调，将几个防火分区同一报警区域时，只能在同一楼层而不得跨越楼层。
2.2 确定区域火灾报警控制器的容量
区域火灾报警控制器一般按防火分区设置，其容量的确定，主要取决于本报警区域内编址探测设备的数量。报警区域编址探测设备，不单指感烟感温或其它种类火灾探测器的数量，还包括该报警区域内手动报警按钮，消火栓报警按钮以及通过控制模块转换信号的水流批示器，水压力开关等。例如某型号火灾报警控制器的容量为4回路×128探测点，即每个控制回路可控制128个编址探测点，智能建筑中某报警区域编址设备总数为400个，则该火灾自动报警控制器正好满足区域报警要求。假设该报警区域内有600个探测编址点，显然需要二台该型号控制器（一般这种情况下，应选用单台容量满足600个探测编址点要求的产品作区域报警控制器）。
一般火灾报警控制器标示容量都是单台控制器的最大容量，为了保证火灾自动报警系统既能高效率又能高可靠性的工作，实际设计各回路探测点时要考虑一定的信息余量。关于这一点，G50106-98第5.1.2条有明确规定。综合考虑建筑结构与建筑施工等因素影响，火灾自动报警系统中区域火灾报警器每回路实际设计容量应为标称容量的80～50%。
2.3 确定集中火灾报警控制器
在火灾自动报警与联动控制系统中，集中火灾报警控制器的选配，一方面要满足整个火灾自动报警系统工作要求，另一方面，还应该具备与智能建筑中其它控制系统的通信界面。主要包括以下几点：（1）与各个报警区域内区域火灾报警控制器的通信功能。（2）处理显示整个系统报警信息，故障信息，联动信息的功能；（3）应能根据火警信息，启动消防联动设备并显示其状态; （4）具备与智能建筑中其它控制系统的通信界面。 消防联动设备是火灾自动报警系统的执行部件，消防控制室接收火警信息后应能自动或手动启动相应消防联动设备。
3.1 智能建筑中应具备的消防联动设备及其功能
根据建筑设计防火规范和智能建筑防火灭火要求，智能建筑应具备以下全部或部分消防联动设备： ■火灾警报装置与应急广播，火灾发生时警示或通知人员安全转移； ■消防专用电话，火灾报警，查询情况，应急指挥，能与“119”直通； ■非消防电源控制，火灾应急照明和安全疏散指示灯控制； ■室内消火栓泵和喷淋水泵，火灾时实施灭火； ■消防电梯运行控制； ■管网气体灭火系统，泡沫灭火系统和干粉灭火系统，火灾确认后实施灭火； ■防火门，防火卷帘，防火阀的控制，火灾时实施防火分隔，防止火灾蔓延； ■防烟排烟风机，空调通风设备，送风阀，排烟阀乖，防止烟气蔓延提供救生保障。
3.2 消防联动设备的联动要求
火灾发生时，火灾报警控制器发出警报信息，消防联动控制器根据火灾信息管理部联动关系，输出联动信号，启动有关消防设备实施防火灭火。
消防联动必须在“自动”和“手动”状态下均能实现。在自动情况下，智能建筑中的火灾自动报警系统按照预先编制的联动逻辑关系，在火灾报警后，输出自动控制指令，启动相关设备动作。手动情况下，应能根据手工操作,实现对应控制。
系统布线及其与智能建筑的适配性
由于火灾自动报警系统的特殊地位，使得它在布线安装方面有别于智能建筑中其它控制系统。对线缆的选型和布线方式一要满足自动报警装置自身的技术条件，如其报警传输线大多数要求采用双绞线等；二要满足一定的机械强度，三要采取穿管保护、暗敷或阻燃措施，四要昼与其它低压系统电缆竖井分开布设，五要使其传输网络不与其它传输网络共用。
从智能建筑的概念讲，火灾自动报警系统及其联动控制应当属于建筑设备自动化系统（BAS）范畴,目前火灾自动报警系统库存特殊的管理要求，其报警线，联动线。通信线基本自成体系，与智能建筑中综合布线系统有相当差异，但就智能建筑的发展和火灾自动报警系统日趋成熟，二者在应用上的结合将越来越密切。关键在于智能建筑中设计选配火灾自动报警系统时，一定要考虑二者在连接界面上的适配性。使它们在安装使用、运行以最好的方式结合起来。

D. 你好 我在做课设 老师让设计一个火警电路图 你可以帮帮我吗还有流程图和工作原理

对于作业类的提问，我只给予提示：
火灾报警器在种类上通常有温感和烟感两种，也就内是分别由温度传感容器和烟雾传感器来检测。当传感器感应到温度或是烟雾存在时，会触发报警电路，一路给予声音系统（广播提示），一路是给予灯光系统（安全出口标牌和火灾报警指示灯），同时，还要控制室内电路开关关闭，以及天花板的喷淋系统开始工作，个别的场所会直接于消防部门联通报警信息。

E. 火警报警系统原理如图所示，M是一个小型理想变压器，原副线圈匝数之比n1：n2=10：1，接线柱a、b接上一个

A、由公式可知，电动机的角速度ω=100π；而ω=2πf，故f=50Hz；故A正确；
B、当出现火警时，温度升高，电阻R₂减小，副线圈的电流变大，故电流表示数增大，故B正确；
C、由B的分析可知，副线圈的电阻减小，副线圈的电流变大，所以原线圈的电流也就要增大，所以C错误；
D、由B的分析可知，副线圈的电阻减小，副线圈的电流变大，所以R₁的电压要增大，由于副线圈的总电压不变，所以R₂的电压就要减小，故D正确；
故选：ABD．