本文讨论了设计智能火灾探测器的过程。过设计光电烟雾探测器配套火灾报警控制器。
索使用AT89C2051微处理器芯片完成信息检测,控制和分析多地址信息的传输,判断,报警等功能。现代智能建筑控制系统中,为了防止火灾并最大程度地减少损失,并使灾害报告快速准确,经常使用自动火灾报警和链路控制技术。文讨论了设计智能火灾探测器的过程。们设计的是与火灾警报控制器匹配的光电烟雾探测器。了提高自动火灾报警系统的准确性和速度,光电烟雾探测器本身应具有微处理器功能,并对检测到的数据进行预处理以提高系统的响应速度,以及检测器和控件。制器之间全部采用数字通讯,因此在实现多回路控制(烟雾探测器或输入/输出模块)时,检查周期相对较小(2〜4s),控制器告警周期短,系统绑定周期短等特性。灾探测器的硬件设计可以分为三个部分:微处理器选择,硬件电路设计和接口电路设计。择微处理器。
据光电烟雾探测器的实际系统要求,由于探测器需要预处理数据,因此是智能终端设备,因此在性价比,能耗等方面综合考虑精力和开发微处理器的难度。虑到这一点,我们选择了AT89C2051微控制器。AT89C2051是美国ATMEL生产的低电压,高性能8位CMOS微控制器。芯片包含2 KB的可擦写只读程序存储器(EPROM)和128字节的随机数据存储器(RAM)。设备采用ATMEL的高密度,非易失性闪存技术生产,与MCS-51控制系统兼容,具有以下特点:高速,低电压,低功耗,驱动能力大电流和低价液晶显示器,主要反映了微控制器的新产业趋势。件电路设计。灾探测器的硬件电路主要由微处理器,存储系统,发送电路,接收放大电路,接口电路,稳压电路,信号传输电路和光显示电路。件电路的原理如图1所示。统使用微处理器端口接收控制器发送的地址,命令,数据和其他信息,并存储地址,警报阈值和其他检测器信息存储在存储器中,并在接收和放大电路的输出电压上执行A / D转换。据检测器的数据收集和处理需求,系统应具有单独的存储系统。
考虑了系统的大小和硬件要求之后,我们选择了串行闪存来存储检测器的序列号,地址代码,警报阈值和其他信息。前,常用的串行闪存具有两线系统和三线系统。们选择了SSF1101三线产品。产品具有许多功能,例如体积小,界面简单,可靠的数据存储,在线覆盖和低功耗。
AT89C2051微处理器的连接方法也非常简单。们使用单片机的三个端口线(P1.0,P1.1,P1.2)连接到SSF1101的SI,SCK和SO接口端子,以实现简单的三线串行通信,另一条单片机端口线(P1.3)与CS连接以控制对设备的访问。灾烟雾探测器和警报器之间的电路连接。灾烟雾探测器和火灾报警控制器之间使用电源线调制连接,即在电源上叠加了7.5V脉冲信号DC 24V与脉冲信号(包括地址和数据)耦合并发送到微处理器进行解码,接收。
测器使用微处理器捕获输入端口从警报控制器接收地址,控制和数据信息,然后将检测器地址,警报阈值和其他信息存储在闪烁,并在接收放大器电路的输出电压上运行A。/转换D.为了确保通信过程中电源线上的电压保持恒定,我们采用高低电平交替的方式发送信息,即通过不同的方式表达不同的信息。或低宽度。了减少脉冲数,每个脉冲代表一个两位的二进制代码,其编码形式如下所示。灾报警控制器执行检查时,最多可以发送16个数据位和2个奇偶校验位。
8位是地址或命令,后8位是数据。始信号为5 ms的低电平,控制脉冲也是停止脉冲。制器还将信号广播到诸如火灾探测器之类的组件,探测器根据不同的命令接收或返回相应的数据。检测器接收到与其自身地址代码相同的地址信号时,微处理器控制信号反馈电路将使用具有固定脉冲幅度的电流信号来返回检测器的地址值检测,故障,火灾报警状态等信息送到报警控制器。返回的数据共有10位,其中8位和2位已检查。报控制器发送1ms数据后,检测器立即返回数据,脉冲幅度为40mA。定警报广播通信协议。了使火灾警报控制器能够快速响应来自探测器的警报信息,我们设计了警报广播通信协议。灾警报控制器定期将广播信息发送到整个回路。检测器接收到广播信号时,如果检测器需要发送警报信号,它将开始逐渐发送自己的地址。时,几个检测器可能会发出警报信号。如,两个检测器的地址为1和2(以下称为检测器1#和2#),检测器首先发送其自己的最低位,如图2的点A所示,如果最低位为1,则发送一个脉冲,宽度为1.024ms,如果为0,则宽度为0.768ms。两个检测器同时发送时,返回的实际数据为1。旦控制器接收到它,它将立即通过总线将数据发送回去,如图2的B点所示。2#接收到信号1时,与自己发送的相同。0相比,如果发现不一致,通信将被中断,并且1#将继续通信并发送其后面的所有地址位,直到传输完成。信完成后,控制器得知检测器1#发出新警报,然后通过巡检该地址从检测器获取警报信息。
#除非有新的警报信息(所有信息都有新的更改),否则在成功进行警报广播通信之后,检测器将不再执行广播通信。
控制器将广播通信发送到下一个周期时,检测器2#继续发送自己的信号,直到通信完成。样,控制器在两个检查周期中完成了对两个警报信息的请求。收到脉冲后,检测器发送的每个脉冲必须在0.5到1毫秒内返回,并且所有检测器必须保持一致。于在每次广播通信期间低电平脉冲宽度小于5ms,因此其他检测器可以判断通信是否终止。文设计的光电烟雾探测器采用双光路迷宫式,具有两个发射器和一个接收器。处理器实时计算接收管,该接收管与两个传输管一起形成前向散射光路和后向散射光路,以响应输出值的比率。据不同颜色,不同粒径颗粒的响应输出率,对进入检测室的烟雾颗粒进行分析判断,确定烟雾,水雾,粉尘等的颜色确认非火灾警报因素,并根据要实现的烟雾颗粒的颜色调整检测器响应阈值。不同烟雾颜色的平衡响应。向散射和后向散射均可定义浮动阈值。向散射阈值很小。检测值的变化超过浮动阈值时,进行连续采样判断。向前和向后广播之一失败时,另一个可以独立判断火灾警报。于光学检测室的内壁不能变成绝对的黑体,恒温阀芯因此由发光元件发出的光在多次反射之后将不可避免地在检测空间中形成一些照明背景光。内墙上。过分析背景光变化信号,可以判断发光元件。度,接收元件的接收灵敏度,检测室的状况等使检测器能够进行自我诊断。了确保应用程序的良好可维护性,该程序采用模块化设计,流程图如图所示。程序执行的功能执行应用程序的初始设置,包括检查检测器地址,阈值,传感器故障,火灾警报评估,编写闪光灯等功能。断服务程序功能具有四个模块,主要用于完成发送到控制器的信号的接收,将信号发送回控制器,处理接收到的信号和数据以及执行采样间隔A的同步。/ N,检查和闪光间隔等特性。结一下。项目使用AT89C2051微控制器设计的智能光电烟雾探测器。过实验室测试,它对黑烟,白烟等反应良好,灵敏度高,报警响应速度快,抗干扰能力强。误报警功能。信在进一步优化之后,将产生更好的收益。
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