一、課題綜述及研究意義 在各種災害中火災,作為一種人為災害,是指火源失去控制蔓延發展而給人民生命財產造成損失的一種災害性燃燒現象.火災還是一種終極型災害,任何其他災害最后都可能導致火災.火災能燒掉人類經過辛勤勞動創造的物質財富,使工廠、倉庫、城鎮、鄉村和大量的生產、生活資料化為灰燼,一定程度上影響著社會經濟的發展和人們的正常生活.火災還污染了大氣,破壞了生態環境.火災不僅使一些人陷于困境,它還涂炭生靈,奪去許多人的生命和健康,造成難以消除的身心痛苦. 據世界火災統計中心及歐洲共同體研究測算,如火災直接損失占國民經濟生產總值的2‰,整個火災的損失將占國民經濟生產總值的10‰以上.現代社會空前發展,積累了巨大的社會財富.特別是在城市地區,社會人口相對集中,建筑設施鱗次櫛比,一旦發生火災,會嚴重危害人們的生命財產安全,造成慘重的損失.因此,我國政府高度重視消防安全工作.在我國,火災危害之烈,損失之巨,不亞于地震和洪水的危害.近年來,我國城市火災頻頻,深圳、廣州、上海、長沙、石河子、吉林、浙江等地發生的特大火災所造成的危害及后果,給人們留下了極其深刻的印象,火災給國家和人民的生命財產造成了巨大的損失.嚴峻的事實證明，隨著社會和經濟的發展，社會財富日益增加，火災給人類、社會和自然造成的危害范圍不斷擴大，它不僅毀壞物質財產，造成社會秩序的混亂，還直接危脅生命安全，給人們的心靈造成極大的傷害。殘酷的現實讓人們逐漸認識到監控預警和消防工作的重要性，良好的監控系統和及時的報警機制可以大大降低人員的傷亡，為社會減少不必要的損失?；馂淖詣訄缶到y(FAS)就是為了滿足這一需求而研制出的，并且其自身的技術水平也在隨著人們需求的不斷地提高，在功能、結構、形式等方面不斷地完善。 火災作為危害人類生存的大敵，越來越受到人們的重視。一旦發生火災。將對人的生命財產造成極大的危害，于是人們開始尋求一種早期發現火災的方法，以便控制和撲滅火災，減少損失，保障生命安全。火災報警系統就是為了滿足這一需求而研制出來的，并越來越被人們所接受，其自身技術水平也隨著人們需求的不斷提高，在功能、結構、形式等方面不斷地完善?；馂淖詣訄缶到y能迅速監測火情，可發現人們不易發覺的火災早期特征，可將火災帶來的生命財產損失降到最低限度?；馂陌l生的早期，會使得燃燒物質分解，析出大量的有毒氣體CO，人們可能在毫無察覺火情的情況下就發生了CO中毒，從而無力逃生，火災自動報警系統可監測到CO濃度的變化，為人們提供CO濃度超標報警信息，通知人們及時疏散?；馂淖詣訄缶到y可作為城市消防系統的單元，通過城市消防專用網與城市消防報警中心聯網，及時將報警信息傳遞到消防報警中心，城市消防報警中心會自動查找到火災發生的位置，并為消防隊員制定消防路線圖，以便消防隊員可以迅速抵達火災地點[10]?；馂淖詣訄缶到y能對火災進行實時監測和準確報警，有著防止和減少火災危害、保護人身安全和財產安全的重要意義，有著很大的經濟效益和社會效益。 二、課題擬采取的研究方法和技術路線 本文在Arduino平臺下，用煙霧傳感器、溫度傳感器、以及LED顯示燈模塊設計了一種智能火災報警器，可以實現聲光報警、故障自診斷、濃度顯示、報警限設置、延時報警及與上位機串口通信等功能。是一種結構簡單、性能穩定、使用方便、價格低廉、智能化的火災報警器，具有一定的實用價值。 本系統主要完成以下工作： (1)基于Arduino的火災報警檢測設計方案； (2)溫度傳感器AD590、離子煙霧傳感器的配合Arduino的使用。 火災報警器可保障生產與生活的安全，避免火災和爆炸事故以及煤氣中毒的發生，它是防火、防爆和安全生產所必備的儀器，具有廣闊的市場空間與發展前景。 本論文是在對煙霧、溫度傳感器和報警技術進行深入研究的基礎上，全面比較國內外同類產品的技術特點，合理地確定系統的設計方案，并對儀器的整體設計和各個組成部分進行了詳細的分析和設計。 本次畢業設計經過努力，整個系統實現了預期的目標。本系統通過設計一個以Arduino為核心的火災報警器可以實現語音報警、溫度濃度顯示、報警限設置、延時報警等功能。是一種結構簡單、性能穩定、使用方便、價格低廉、智能化的火災報警器，具有一定的實用價值。本報警器電路結構簡單、可維護性好。由于實現了對普通環境中煙霧濃度和溫度的實時監控，因此具有非常普遍的意義，能廣泛應用于居民家庭、企事業單位等多方面的安全防范。龐大的庫資源，可以減少大量的在硬件上花費的精力。Arduino包括各類單片機的定位就在于介于PC和一般的模擬電路之間的處理能力 三、主要參考文獻 [1] 李廣弟.單片機基礎［Ｍ］.北京：北京航空航天大學出版社，1994 [3] 閻石.數字電子技術基礎（第三版）. 北京：高等教育出版社，1989 [4] 石東海等.單片機數據通信技術從入門到精通.西安:西安電子科技大學出版社, 2002.148～150. [5] 王忠飛，胥芳．MCS一51單片機原理及嵌入式系統應用[M].西安：西安電子科技大學出版社，2007．P268-273 [6]蔡朝洋.單片機控制實習與專題制作[M].北京:北京航空航天大學出版社，2006 [7]張毅剛,彭喜源，譚曉昀等.MSC-51單片機應用設計[M].哈爾濱:哈爾濱工業大學出版社,1999 [8]周堅.單片機C語言輕松入門[M].北京:北京航空航天大學出版社,2006 [9]李全利，遲榮強.單片機原理及接口技術[M].北京：高等教育出版社，2004 [10]梅麗鳳，王艷秋.單片機原理及接口技術(修訂本)[M].北京：清華大學出版社；北京交通大學出版社，2006 [11]閻石.數字電子技術基礎 [M].北京:高等教育出版社,1998 [12] 廖常初.現場總線概述［J］.電工技術，1999. [13]王宜懷，劉曉升.嵌入式應用技術基礎教程.北京:清華大學出版社,2005.7. [14] Creed Huddleston.智能傳感器設計[M].北京：人民郵電出版社。2009（6） [15] 孫慧芹 ，劉南平，張材中。傳感器入門[M].北京：科學出版社。2006（8）. [16] Tom Petruzzellis.傳感器電子制作[M].北京：科學出版社。2008（1） [17] Gordon McComb.Arduino機器人制作指南[M].北京：科學出版社。2014（1） 二、畢業設計（論文）工作實施計劃 （一）畢業設計（論文）的理論分析與軟硬件要求及其應達到的水平與結果 理論分析： 2.火災報警系統整體法案設計 2.1 設計要求 2.1.1硬件設計要求 (1) Arduino， 基于USB接口Simple i/o接口板（包括12通道數字GPIO，4通道PWM輸出，6-8通道10bit ADC輸入通道）一塊。 （2） 使用低價格的微處理控制器(ATMEGA8或ATmega168)?？梢圆捎肬SB接口供電，不需外接電源。也可以使用外部9VDC輸入 （3） ISP在線燒，可以將新的“bootloader”固件燒入ATmega8或ATmega168芯片。有了bootloader之后， 可以通過串口或者USB to Rs232線更新固件。 (4) 系統的接地 良好的接地時提高電子設備電磁兼容性的重要手段之一，正確的接地才能抑制干擾的影響，而錯誤的接地反而能引入嚴重的干擾而影響系統的可靠性。 2.1.2軟件設計 www.628tf.com 對火災報警系統軟件有如下要求 (1）實時性 由于火災報警系統是一個實時控制系統，對于系統響應時間要求較高， 所以對應用軟件的執行速度有一定的要求，即能夠在采集現場數據后，在允許的時間間隔內，及時對數據進行計算、處理、并做出正確判斷，對系統進行控制。由于對程序執行速度要求高，所以一般采用匯編編寫，對于一些需要隨機中斷并且處理的任務，可以采用中斷系統來完成，并且給不同的任務設置不同的中斷優先級，保證需要及時處理的任務可以及時被響應。 (2）靈活性和通用性 為了節省內存和具有較高的適應能力，軟件采用模塊化結構，在編寫程序的時候，采用自項向下的分析方法，將整個軟件系統劃分為若干個軟件功能模塊，然后針對每一個功能模塊編寫子程序。以后如果需要添加功能或修改現有功能，只需要添加或修改子程序即可； （3）可靠性 在火災報警系統軟件設計中，可靠性是至關重要的，是系統爭吵運行的基本保障，為了保證系統軟件的可靠性，通常設計一個診斷程序，定期對系統進行診斷，也可以通過軟件診斷，防止程序失控。 |
