摘 要：隨著地方經(jīng)濟(jì)和城市規(guī)模的迅速發(fā)展，地鐵成為城市軌道交通的主要形式，為了早期發(fā)現(xiàn)和通報(bào)地鐵火災(zāi)，防止和減少火災(zāi)危害，保護(hù)人身和財(cái)產(chǎn)安全，地鐵消防自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)已成為必不可少的設(shè)施。本文簡要的介紹了地鐵消防自動(dòng)報(bào)警控制系統(tǒng)是一個(gè)具有多路溫度采集、顯示及報(bào)警功能的消防報(bào)警控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)可以在意外火災(zāi)發(fā)生的情況下及時(shí)報(bào)警，具有精確度高、靈敏度、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，特別適合地鐵消防方面使用。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；火災(zāi)報(bào)警；傳感器

本文利用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)地鐵消防報(bào)警的自動(dòng)控制，通過報(bào)警器信號(hào)的采集、分析和的報(bào)警原理等多種因素，再加上聯(lián)動(dòng)控制等外部條件的配合，來實(shí)現(xiàn)報(bào)警器的多功能性、靈活性、實(shí)用性。在設(shè)計(jì)過程中最大限度地滿足被控制對(duì)象和用戶的控制要求，力求控制系統(tǒng)簡單，節(jié)約能源，保證控制系統(tǒng)安全可靠，為此本系統(tǒng)針對(duì)實(shí)際應(yīng)用開發(fā)了一種能夠?qū)崟r(shí)采集、分析并顯示溫度，在滿足報(bào)警的條件下進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警的自動(dòng)控制系統(tǒng)。

1 硬件電路的設(shè)計(jì)

地鐵消防自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)一般由火災(zāi)探測(cè)器、區(qū)域報(bào)警器和集中報(bào)警器組成，也可根據(jù)工程的要求，與各種滅火設(shè)施和通信裝置進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，形成中心控制系統(tǒng)。電路中設(shè)定多個(gè)溫度傳感器，當(dāng)溫度超過某一設(shè)定值時(shí)，進(jìn)行報(bào)警；除了相應(yīng)位置進(jìn)行報(bào)警外，還設(shè)有聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，呼喚相應(yīng)的單位采取必要的滅火措施，有效地制止火災(zāi)的發(fā)生。由于條件的限制，該系統(tǒng)中對(duì)聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的處理僅采用了指示燈作為顯示。若該指示燈工作，則代表可以有相應(yīng)的聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行工作。

1.1 系統(tǒng)組成及功能

地鐵消防報(bào)警自動(dòng)控制系統(tǒng)是以AT89C51單片機(jī)作為主控機(jī)，周邊設(shè)備使用驅(qū)動(dòng)芯片74ALS574、溫度芯片DS18B20、三色LED燈、七段數(shù)碼顯示管等實(shí)現(xiàn)。在此系統(tǒng)中，溫度芯片采用的是比較流行的溫度傳感器DS18B20。

⑴芯片AT89C51：負(fù)責(zé)中心運(yùn)算和控制，協(xié)調(diào)系統(tǒng)各個(gè)模塊的工作。⑵溫度芯片DS18B20：采用單總線專用技術(shù)，既可通過串行口線，也可通過其它I/O口線與微機(jī)接口，無須經(jīng)過其它變換電路，直接輸出被測(cè)溫度值（9位二進(jìn)制數(shù)，含符號(hào)位），其精度可精確到小數(shù)點(diǎn)后三位。該系統(tǒng)中，對(duì)精度要求不是很高，主要體現(xiàn)在對(duì)小數(shù)部分不作處理。⑶驅(qū)動(dòng)芯片74ALS574：對(duì)AT89C51芯片輸出的信號(hào)譯碼，驅(qū)動(dòng)七段數(shù)碼顯示管顯示相應(yīng)房間的溫度。對(duì)于多路監(jiān)測(cè)的情況，可以通過一定時(shí)間間隔分時(shí)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，從而達(dá)到分時(shí)復(fù)用74ALS574的目的。⑷LED顯示、報(bào)警模塊：此部分負(fù)責(zé)系統(tǒng)報(bào)警功能。數(shù)碼顯示管在74ALS574的控制下有規(guī)律地顯示三個(gè)位置的溫度，與之相對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管也有規(guī)律的閃爍，當(dāng)溫度超過系統(tǒng)的設(shè)定值時(shí)系統(tǒng)將報(bào)警，通知用戶采取相應(yīng)的措施。同時(shí)聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的顯示燈亮，通知相應(yīng)的聯(lián)動(dòng)單位。⑸復(fù)位接口：負(fù)責(zé)將溫度復(fù)位，以便檢查報(bào)警器是否可以正常工作。

1.2 系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的電源只需+5V一種?？刂葡到y(tǒng)的+5V電源由固定值三端穩(wěn)壓電源器件7805直接從變壓器輸出電壓進(jìn)行穩(wěn)壓所得，它為單片機(jī)及其接口系統(tǒng)提供電源。

2 軟件系統(tǒng)

2.1 主程序

軟件設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)方法，對(duì)每一個(gè)功能編寫了一個(gè)或幾個(gè)功能函數(shù)。

2.2 采集溫度部分流程圖

溫度采集部分，將使用DS18B20芯片完成溫度信號(hào)采集。

2.3 報(bào)警電路流程

在報(bào)警部分中，設(shè)置了兩個(gè)函數(shù)參模塊。

一個(gè)函數(shù)是完成LED七段數(shù)碼顯示管有規(guī)律的閃爍，以便從視覺上提醒用戶，出現(xiàn)火情。該部分顯示是由74ALS574控制的兩個(gè)LED七段數(shù)碼顯示管組成的，其閃爍規(guī)律為：⑴向74ALS574發(fā)送的數(shù)據(jù)初始值，若溫度未超過設(shè)定報(bào)警值，顯示正常溫度；若溫度超過報(bào)警設(shè)定值，數(shù)碼管顯示為FX，X為對(duì)應(yīng)位置的號(hào)碼。相應(yīng)位置的發(fā)光二極管正常發(fā)光。⑵如果電路出現(xiàn)斷路情況，數(shù)碼管顯示為EX，X為對(duì)應(yīng)位置的號(hào)碼。相應(yīng)位置的發(fā)光二極管正常發(fā)光。如此就能實(shí)現(xiàn)LED七段數(shù)碼顯示管有規(guī)律的變換。同時(shí)，與之相應(yīng)的發(fā)光二極管也會(huì)有規(guī)律的閃爍。

3 系統(tǒng)調(diào)試

硬件調(diào)試的任務(wù)是將系統(tǒng)連接好后，調(diào)試各個(gè)組件能夠正常工作，能夠?qū)崿F(xiàn)軟件設(shè)計(jì)的預(yù)期目標(biāo)。軟件調(diào)試是把各個(gè)功能模塊編寫成單獨(dú)的源文件進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試成功以后再聯(lián)合在一起。然后再進(jìn)行總體調(diào)試。綜合測(cè)試是將各個(gè)調(diào)試好的源文件組合到main.c文件里，對(duì)芯片的地址進(jìn)行規(guī)劃。在軟件中，已經(jīng)對(duì)P1、P2、P3口的位地址進(jìn)行定義，然后進(jìn)行總體仿真。

4 結(jié)論

地鐵消防報(bào)警自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)初衷是滿足地鐵火災(zāi)報(bào)警自動(dòng)控制的需要。為此本系統(tǒng)針對(duì)實(shí)際應(yīng)用開發(fā)了一種能夠?qū)崟r(shí)采集、分析并顯示溫度，在滿足報(bào)警的條件下進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警的自動(dòng)控制系統(tǒng)。地鐵消防自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是通過傳感器火情信息的檢測(cè)，使用智能識(shí)別算法實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的監(jiān)測(cè)。當(dāng)報(bào)警器監(jiān)測(cè)到火情信息后，立刻產(chǎn)生聲光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)通過調(diào)制解調(diào)器經(jīng)公用電話交換網(wǎng)迅速向地鐵控制中心報(bào)告火情信息。地鐵主控中心根據(jù)接收到的火警信息，立即在消防信息數(shù)據(jù)庫中查詢單位位置、周圍道路、交通、水源情況等基本信息，根據(jù)所獲得的信息迅速確定最佳滅火方案。

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