新型火災報警器

從中學化學課本可知，當外界溫度超過物體的著火點時易引發(fā)火災，實際生產(chǎn)生活中出現(xiàn)過很多這樣的事例。 　　2013年7月2日，長沙火車南站旁的物流公司倉庫發(fā)生了重大火災，造成了數(shù)十億元的損失。盡管這次事故的發(fā)生存在諸多原因，但我認為主要可以從兩個方面分析：一是管理人員監(jiān)管力度不夠，二是火災預報設施不完善。因為常見的火災報警器基本是在火災發(fā)生后才報警，最終會因火勢過大、來不及撲救而造成大量財產(chǎn)損失。 　　基于此，本文提出了一種新型火災報警器，該裝置具備提前預警火災和自動噴水的雙重功能，應用在倉庫、計算機房以及賓館等火災易發(fā)區(qū)具有非常重要的意義。 　　一、基本原理 　　火災報警器的基本原理是，火災發(fā)生時會伴隨煙霧、高溫和火光產(chǎn)生，火災報警器中的探測器（本質上是傳感器）對這三種外界條件非常敏感，進而將外界信號轉換為電信號，電信號經(jīng)過調理電路后，輸出到蜂鳴器電路中，使報警器發(fā)出響聲。 　　市場上常見的火災報警器分為感煙、感溫、光輻射三大類。既然物體燃燒需要一定的著火點，為何不設計一個在物體著火點未到達前就發(fā)出報警并自動噴水的報警器，進而減少火災的發(fā)生呢？ 　　我在此想法的基礎上提出了一種新型的感溫火災報警器設計。 　　二、軟硬件的設計 　　1.硬件設計框圖 　　本文設計的新型火災報警器裝置由溫度傳感器模塊、AT89C51單片機控制模塊、自動噴水模塊以及報警器模塊組成，如圖1（a）所示。 　　第一模塊中采用數(shù)字型的DS18B20溫度傳感器，引腳P3.7串行輸出16位二進制形式數(shù)據(jù)Data，然后輸出到單片機控制板并通過LED數(shù)碼管顯示。 　　第二模塊是整個裝置的核心，不僅采集溫度數(shù)據(jù)，同時控制自動噴水模塊和報警器模塊。由于要達到提前預警目的，且考慮不同物體著火點不一樣，設計閾值Dref應視實際情況而定，即通過軟件修改溫度閾值。 　　第三模塊和第四模塊分別為自動噴水模塊和報警器模塊，當單片機控制模塊判斷出現(xiàn)火災時，使三極管Q2導通，發(fā)光二極管D2發(fā)光，蜂鳴器啟動發(fā)生報警。同時，三極管Q1導通后，使繼電器Rey閉合，小型水泵M接通電路，從自制水箱中將水抽出。 　　2.軟件設計流程圖 　　系統(tǒng)的軟件設計流程圖如圖1（b）所示，主要在單片機控制下進行。首先系統(tǒng)進行自檢，完成初始化的任務，然后讀取引腳P3.7數(shù)據(jù)Data并通過LED顯示，并與閾值Dref進行比較。當超過標定閾值時，系統(tǒng)報警且自動噴水；當未超過標定閾值時，系統(tǒng)不報警，水泵關閉。 　　為防止火災誤判或已經(jīng)解除情況，系統(tǒng)在軟件設計上用了定時器進行定時休眠，然后繼續(xù)讀取數(shù)據(jù)Data并與閾值Dref進行比較，從而使系統(tǒng)正常運行。 　　三、裝置制作及驗證 　　需要的材料有控制板單片機一塊，電容兩個，晶振一個，插針（用來拓展接口）及杜邦線若干；溫度傳感器模塊DS18B20一個，LED數(shù)碼管四個；報警模塊需要發(fā)光二極管和蜂鳴器各一個，限流電阻若干；自動噴水模塊需要自制水箱、電磁繼電器及小型直流水泵各一個，另外需要輔助設備如個人電腦、萬用表、電源（+5V）等。 　　制作步驟分為三步： 　　1.模塊化方法制作。即把單片機控制模塊、傳感器模塊、報警器模塊和自動噴水模塊分別單獨制作好。 　　2.模塊化驗證。比如溫度傳感器模塊，可以單獨通過單片機控制而讓其他模塊暫時斷開。 　　3.系統(tǒng)調試。運行整個裝置并觀察實驗效果，如果與預期效果不一樣，查找對應模塊并做修改。 　　本文為了驗證該裝置的有效性，采用英國Labcenterelectronics公司出版的EDA工具軟件Proteus軟件搭建該平臺，如圖2所示。 　　假設外界溫度為66.5℃（閾值設為50度），此時溫度傳感器把數(shù)據(jù)處理后LED顯示出66.5℃。由于假設的外界溫度大于設置溫度閾值，因而單片機控制電動機（此處用電機代替水泵）M開始運作，同時蜂鳴器和發(fā)光二極管也分別起作用。 　　當手動調節(jié)外界溫度為20℃，即低于閾值時，電動機及報警器模塊均不起作用。從整體來看，該裝置的功能驗證符合預期設計要求。 　　四、結論 　　本文給出了新型火災報警器裝置的設計思路及制作步驟，通過半實物仿真驗證了該裝置的功能。未來研究將圍繞縮短火災報警器的滯后時間、優(yōu)化設計電路和可靠性等方面來思考，進一步完成該裝置的普適性。

【新型火災報警器】相關文章：

水位報警器05-01

簡單適用的來車報警器04-27

汽車防撞報警器的設計05-03

創(chuàng)新型經(jīng)濟與創(chuàng)新型人才04-30

新型玻璃(精選)12-01

新型玻璃11-08

新型學校04-26

新型玻璃04-30

新型玻璃05-01

新型書包04-30