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火灾报警通信系统设计与实现

作　者: 刘长安
导　师: 张振川
学　校: 东北大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 火灾报警 烟雾探测 电流放大器 总线载波 串行通信
分类号: TU892
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


火灾报警通信系统的核心思想是在火灾形成的初期对火情进行准确的探测,并及时地把火灾报警信息发送给人或联动设备,以减少人们生命财产的损失,它是预防火灾最主要的手段。本文以此思想为基础,设计火灾报警通信系统。火灾报警通信系统主要由火灾报警控制器、火灾探测器组成。火灾探测器包括：感烟火灾探测器、感温火灾探测器和火焰探测器等。火灾报警控制器的主要功能是接收并显示由火灾探测器发来的火灾报警信号、监视整个系统的状态和控制联动设备。火灾探测器的主要功能是通过传感器探测烟雾、温度和火焰等数据,根据探测算法判断火灾的发生,并向火灾报警控制器发出报警信号。本课题的主要工作是设计并实现以激光为光源的高灵敏度烟雾探测器和以计算机为中心的火灾报警控制器。本文首先介绍了火灾探测报警技术的现状和发展趋势。随着我国城市化进程的逐步加深,社会对火灾探测报警技术发展的重视程度不断提高,人们对消防事业的认识也在逐渐加深。国内的火灾探测报警技术与国外先进技术相比还有一定差距。为了追上世界的脚步,我国已经制定了与国外先进水平接轨的新版国家标准,火灾探测报警技术正在稳步发展。然后,本文分析了常用火灾探测技术的种类和特点,并提出了火灾报警通信系统的设计。火灾报警控制器由计算机、电源和通信接口组成。光学烟雾探测技术的核心是高灵敏度的光电传感电路和高性能的数据采集处理系统。在本设计中,探测器与控制器之间采用总线载波半双工串行通信技术。在实现部分,本文介绍并分析了本系统采用的原理图和程序流程图。最后,本文给出了对系统进行火灾灵敏度测试的结果,证明本系统的实现满足设计目标。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章 绪论  9-13
  1.1 火灾报警通信系统的背景与现状  9-10
    1.1.1 城市化与城市化给消防带来的影响  9-10
    1.1.2 火灾报警通信系统的现状  10
  1.2 火灾报警通信系统的发展趋势  10
  1.3 火灾报警通信系统的功能和结构形式  10-13
第2章 火灾报警通信系统的相关技术  13-27
  2.1 火灾烟探测技术  13-15
    2.1.1 烟雾离子探测技术  13-14
    2.1.2 烟雾光学探测技术  14-15
  2.2 火灾探测算法  15-17
    2.2.1 过程算法  16-17
    2.2.2 模糊逻辑与人工神经网络算法  17
  2.3 ∑-Δ高精度数据采集技术  17-20
  2.4 数字滤波技术  20-21
  2.5 总线载波串行异步通讯技术  21-26
    2.5.1 总线载波的调制与解调  21-22
    2.5.2 耦合网络  22
    2.5.3 半双工串行异步通讯技术  22-26
  2.6 小结  26-27
第3章 火灾报警通信系统的设计  27-41
  3.1 火灾报警通信系统的组成与功能  27-28
    3.1.1 火灾报警通信控制器  27-28
    3.1.2 烟雾探测器  28
  3.2 火灾报警通信控制器设计  28-29
  3.3 烟雾探测器设计  29-30
  3.4 单片机及相关接口  30-32
  3.5 数据采集芯片选择  32-34
    3.5.1 编程增益放大器与有效分辨率  33
    3.5.2 读写时序  33-34
    3.5.3 滤波器  34
    3.5.4 AD7705的校准  34
  3.6 光电传感器的选择  34-36
  3.7 集成运算放大器的选择  36
  3.8 计算机串行通信控件MSComm  36-40
  3.9 小结  40-41
第4章 火灾报警通信系统的实现  41-57
  4.1 火灾报警通信控制器硬件电路  41-42
    4.1.1 串口通信控制及电平转换电路  41-42
    4.1.2 调制解调电路  42
  4.2 烟雾探测器硬件电路  42-44
    4.2.1 低噪声电流放大电路  42-43
    4.2.2 单片机及数据采集电路  43-44
    4.2.3 电源电路  44
  4.3 火灾报警通信控制器的软件实现  44-47
    4.3.1 通信控制模块  47
    4.3.2 更改探测器地址模块  47
  4.4 烟雾探测器的软件实现  47-56
  4.5 小结  56-57
第5章 火灾报警通信系统的测试  57-59
  5.1 测试环境  57
  5.2 试验火种类  57-58
  5.3 测试结果  58-59
第6章 结论及展望  59-61
  6.1 结论  59
  6.2 展望  59-61
参考文献  61-64
致谢  64

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 房屋建筑设备 > 安全设备 > 防火设备
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