火灾自动报警系统开题报告

河北联合大学
本科生毕业设计开题报告题目：火灾报警系统设计
学院：电气工程学院
专业：08自动化
班级：2班
姓名：任上山
学号：200801010223
指导教师：屈滨
2012年 3 月 1 日
一、选题背景
火灾自动报警系统是人们为了早期发现通报火灾，并及时采取有效措施，控制和扑灭火灾，而设置在建筑物中或其它场所的一种自动消防设施，是人们同火灾作斗争的有力工具。

火灾报警系统，从发展过程来看，大体可分为三个阶段。

第一阶段：多线型火灾自动报警系统。

每个探测器除需提供两根电源线外，还需提供一根报警信号线，探测器电源由报警器提供，探测器的信号线均连接到报警显示盘上，报警时点亮相应的指示灯，如日本“日探”公司生产的 CPF 火灾报警系统，此类系统的功能一般以报警为主，辅以一些简单的联动功能（也为多线制），如驱动警铃等，其报警器对外围探测器无故障检测功能，只会对电源线的断线做出故障反应，安装此类系统比较繁琐，特别是校线工作量较大。

第二阶段：总线型火灾自动报警系统。

这种自动报警系统已采用微处理器控制，其线制一般有四线制、三线制、二线制，探测器和模块均采用地址编码形式，通过总线与控制器实现信号传送，其探测器的报警形式为开关量，它的灵敏度在制造时，通过硬件决定，不可调整，此类系统可进行现场编程，并通过各种模块对各联动设备实行较复杂的控制，此类系统已具有系统自检以及对外围器件的故障检验等功能，但对故障类型不能区分，目前国内生产的火灾自动报警系统大多数为此类产品，由于此类产品具有报警和控制功能，它的施工、安装较为方便，且价格较低，已被大量使用。

第三阶段：智能型火灾自动报警系统。

由于采用了先进的计算机控制技术，智能化程度大大提高，探测器的报警形式采用数字量，并可通过软件对其灵敏度根据使用场合、时间进行设定和调整，如可设定白天、夜间、休息日不同灵敏度。

对探测器的使用环境参数变化较大的场所，灵敏度设定相对低一些，对环境较稳定或一些重要的场所，灵敏度设定相对高一些，这一功能可提高系统的稳定性及可靠性，减少误报。

国外一些较发达的国家，具有火灾预防、报警、扑救、善后处理等比较完善的消防体系。

政府每年都要拨出大笔资金用于消防设备更新、人员培训以及消防设施维护。

德国、日本、美国等国家就采用计算机与用户终端的传感器或者用户终端信号采集器相连，对火灾自动报警设备实时监控以及故障远程传输。

例如：美国、加拿大、英国、澳大利亚、日本等国家在建设和应用城市火灾自动报警监控系统方面均有可供借鉴的成功经验。

他们将自动火灾报警作为公共报警手段接入监控系统，并有效运行多年，使消防指挥中心能够快速准确判断火灾地点、火灾类型，并调度消防部队迅速到达现场，自动报警监控系统在此起到了很大的作用。

此外，这些国家在监控系统管理方面比较规范，专门成立一个监控服务机构，该机构的责任是保证火灾报警数据通信畅通，为用户服务，对用户负责，同时向消防部队传送可靠的火灾报警信息，而消防部门的主要责任是对此类服务机构进行资质审查及监督管理。

这种管理运作方式已经取得了良好的效果。

我国火灾报警系统起步较发达国家晚几十年，从上世纪 70 年代我国才开始研制生产火灾报国内主要厂家也多是模仿国外产品，或是引进国外技术进行生产，警系统产品。

进入 80 年代后，没有真正意义上的核心技术，并且市场也刚刚开始发育。

火灾报警产品真正发展是在 90 年代以后，随着政府逐渐开放国门，国外企业开始大量进入中国消防市场，带来先进技术的同时也促进了市场的成熟。

这时期，我国生产火灾报警产品的企业也得到了快速发展，部分企业进行了合资生产、技术合作，取得了不菲的成绩，也造就了现今市场上许多有实力的商家，部分技术已接
近或赶上了国际水平。

二、设计方案
2.1 火灾报警系统的组成
火灾报警系统是由触发器件、火灾报警装置、火灾警报装置以及具有其它辅助功能的装置组成的火灾报警系统。

它能够在火灾初期，将燃烧产生的烟雾、热量和光辐射等物理量，通过感温，烟和感光等火灾探测器变成电信号，传输到火灾报警控制器，并同时显示出火灾发生的部位，记录火灾发生的时间。

一般火灾自动报警系统和自动喷水灭火系统、室内消火栓系统、防排烟系统、通风系统、空调系统、防火门、防火卷帘、挡烟垂壁等相关设备联动，自动或手动发出指令、启动相应的装置。

2.1.1 触发器件
在火灾自动报警系统中，自动或手动产生火灾报警信号的器件称为触发器件，主要包括火灾探测器和手动火灾报警按钮。

火灾探测器是能对火灾参数(如烟、温度、火焰辐射、气体浓度等)响应，并自动产生火灾报警信号的器件。

按响应火灾参数的不同，火灾探测器分成感温火灾探测器、感烟火灾探测器、感光火灾探测器、可燃气体探测器和复合火灾探测器五种基本类型。

不同类型的火灾探测器适用于不同类型的火灾和不同的场所。

手动火灾报警按钮是手动方式产生火灾报警信号、启动火灾自动报警系统的器件，也是火灾自动报警系统中不可缺少的组成部分之一。

2.1.2 火灾报警装置
在火灾自动报警系统中，用以接收、显示和传递火灾报警信号，并能发出控制信号和具有其它辅助功能的控制指示设备称为火灾报警装置。

火灾报警控制器就是其中最基本的一种。

火灾报警控制器担负着为火灾探测器提供稳定的工作电源；监视探测器及系统自身的工作状态；接收、转换、处理火灾探测器输出的报警信号；进行声光报警；指示报警的具体部位及时间；同时执行相应辅助控制等诸多任务，是火灾报警系统中的核心组成部分。

火灾报警装置中，还有一些如中断器、区域显示器、火灾显示盘等功能能不完整的报警装置，它们可视为火灾报警控制器的演变或补充，按功能有区域火灾报警器和集中火灾报警器之分。

（1）报警控制器的基本功能主要有：主电、备电自动转换，备用电源充电功能，电源故障监测功能，电源工作状态指标功能，为探测器回路供电功能，控测器或系统故障声光报警，火灾声、光报警、火灾报警记忆功能，时钟单元功能，火灾报警优先报故障功能，声报警音响消音及再次声响报警功能。

2.2 区域报警系统
区域报警系统由区域火灾报警控制器和火灾探测器等组成，或由火灾的控制器和火灾探测器等组成，功能简单的火灾自动报警系统称为区域报警系统，适用于较小范围的保护。

区域火灾报警控制器的主要特点是控制器直接连接火灾探测器，处理各种报警信号，是组成自动报警系统最常用的设备之一。

区域报警控制器是负责对一个报警区域进行火灾监测的自动工作装置。

一个报警区域包括很多个探测区域(或称探测部位)。

一个探测区域可有一个或几个探测器进行火灾监测，同一个探测区域的若干个探测器是互相并联的，共同占用一个部位编号，同一个探测区域允许并联的探测器数量视产品型号不同而有所不同，少则五、六个，多则二三十个。

区域报警控制器平时巡回检测该报警区内各个部位探测器的工作状态，发现火灾信号或故障信号，及时发出声光警报信号。

如果是火灾信号，在声光报警的同时，有些区域报警控制
器还有联动继电器触点动作，启动某些消防设备的功能。

这些消防设备有排烟机、防火门、防火卷帘等。

如果是故障信号，则只是声光报警，不联动消防设备。

区域报警控制器接收到来自探测器的报警信号后，在本机发出声光报警的同时，还将报警信号传送给位于消防控制室内的集中报警控制器。

自检按钮用于检查各路报警线路故障(短路或开路)发出模拟火灾信号检查探测器功能及线路情况是否完好。

当有故障时便发出故障报警信号(只进行声、光报警，而记忆单元和联动单元不动作)。

2.3 集中报警系统
由集中火灾报警控制器、区域火灾报警控制器和火灾探测器等组成，或由火灾报警控制器、区域显示器和火灾探测器等组成，功能较复杂的火灾自动报警系统统称为集中报警系统。

适用于较大范围内多个区域的保护。

集中火灾报警控制器的作用是将若干个区域报警控制器连接起来，组成一个系统，接收各区域报警控制器发来的火警信号、故障信号，及时指示火警区域或故障区域的部位，发出声光报警信号。

并具体显示出火警区域和故障部位。

它不能直接连接探头，也不给探头供电源，而只和区域报警控制器连接。

3.1 设计方案
在此次火灾报警器的设计中，以设计上述的一般报警器系统为主，即由火灾报警装置，区域报警控制器、喷淋装置和集中报警控制器组成。

其中，火灾探测器设计以感温式和感烟式传感器为主，设计电路。

区域报警控制器预计主要实现发出火灾报警声、光信号；显示报警时间、火灾位置，并可以优先显示最近一次报警时间；自控功能；自动检测功能；复位功能等。

集中报警控制器主要实现的功能是与区域报警控制器和喷淋装置连接，实现报警和灭火功能。

火灾
人员发现火灾探测器
声光报警
区域报警及联动室手动报警按钮
广播及电话系统
紧急启动按钮放气指示气体灭火控制系统火灾自动报警及联动控制主
装置CRT 图形显示系统Internet 消防部门
自动报警系统原理图
3.1.2 硬件部分
传感器从类型、工作原理、基本特性等方面进行比较。

根据设计要求和使用环境，初步确定选择温度传感器来检测环境中的温度值。

多点测温主要有两个问题：一个是各个测温点的编码问题，另一个是各个测温点温度数据的采集、处理问题。

测温点的选择通常是通过多路开关来进行的，但在测温点比较多的情况下多路开关和通道选择电路就会大大增加系统的复杂性。

如果选用模拟的温度传感器，就必须通过放大器、滤波器、模数转换电路之后才能得到系统需要的数字信号。

因此最好的选择是一种自带编码的温度传感器。

单总线数字温度传感器 DS18B20 可以把温度直接转换成数字信号。

这样就省去了放大器、滤波器、模数转换电路，直接将数字信号送给单片机。

DS18B20 的核心是一个直接数字化转换命令后，DS18B20 即实施温度转换操作，并将结果存放到 16 位的存储器中。

三、进度安排
1—2 周：做开题报告，并查阅相关资料，为论文中期做准备。

3—5 周：查阅相关技术资料及文献，搜集理论材料，初步确定研究方案。

6—8 周：进行方案论证及总体设计。

根据设计要求，制定初步研究方案。

9—10 周：设备选型及硬件电路设计。

11-16 周：程序编写、系统调试及书写论文，并提交论文。

17 周：毕业答辩。

四、参考文献
[1] 彭立群，崔鹏，黑龙江科技信息，2010
[2] 彭军，传感器与检测技术，西安电子科技大学出版社，2003
[3] 孙景芝，消防联动系统施工，中国建筑工业出版社，2000
[4]朱林根，现代建筑电气设计施工手册，1998
[5] 彭军，传感器与检测技术，西安电子科技大学出版社，2003
[6] 李广地，朱月男，王秀山，单片机基础，北京航空航天大学出版社，2002
[7] 郎禄平，建筑自动消防工程，2006
[8] 李惠峰，保安安全防范技术，2005
[9] Wang xi ai， Muti-sensor Fire Detection Algorithm for Ship Fire Alarm System Using Neural Fuzzy Network .Signal Processing Proceedings.2000(3) [10] Yon Yu ,Chi Gm.CO Gas Properties of Zn-Cu Composite. Sensors and Actuators.1998(46)
指导教师意见：
指导教师签字:
年月日院毕业设计（论文）领导小组意见：
负责人签章：
年月日。