基于单片机的火灾自动报警器研究
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摘 要：随着经济的飞速发展，建筑高度逐渐升高，内部复杂程度也逐渐加大，火灾造成的破坏也更加严重，因此在火灾发生时第一时间发现火情变得尤为关键。该文所研究的火灾自动报警器对发现火灾有重要意义，它的主控制器采用综合性能很强的单片机。单片机在火灾探测方面有着极强的灵敏度，在现实生活中凸显了其应用上的显著优势。该文对基于单片机的火灾自动报警器展开重点分析，并展现出其多方面的设计优势。
关键词：单片机 自动报警器 火灾
中图分类号：TU892 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）06（c）-0031-02
现代建筑物所用材料及其易燃，建筑容易发生火灾，严重威胁人民自身安全与财产安全，火灾自动警报器已经成为现代建筑中必不可少的设施。火灾自动报警器是现代消防中十分重要的部分，当发生火灾时，火灾自动报警器中的探测器能立刻探测到火灾的发生，传输信号到控制台并发出报警信号，控制台人员或其他相关人员看到报警信号后，立即到现场扑灭火灾，避免火势进一步扩大。这一时期的火灾自动报警器，单片机已然成为核心芯片，在实际的产品技术研发领域平台中，以其高灵敏度、实时性强、抗干扰能力强、低功耗、随插即用、相联互通、及时报警、维护成本低等特点，在应用上展现了显著的优势。由此可以看出，单片机在火灾自动报警系统中不可或缺的重要性，火灾自动报警器通过单片机能够及时准确地提示火灾发生情况。
1 概述
火灾自动报警器核心在于探测器如何接收到信号、接收到何种信号进行报警，因此对探测器要求限制较多。常用的探测器有很多种类，其中最常见的有感温探测器、感光探测器、感烟探测器等，它们的工作原理有较大的差异，相互之间存在的长板和短板相当明显，所以在生活实际中探测火灾有很难改变的局限性。火灾发生的第一时间经常不能探测到，以至于报警器报警延时，严重影响工作人员对火势及时进行控制。为了改变老版火灾自动报警器报警不及时问题，出现了基于单片机的火灾自动报警器。它的探测器综合以往探测器的性能，内部配置的单片机实现自动化探测，主要根据正常状态下的光、温度、烟等物理量同火灾发生情况做出比较，当所测参数值与火灾发生时参数值相近，单片机自动传输信号到报警器进行报警。
2 设计与实现
该系统以AT89S52单片机为核心，以MQ-5气体传感器为气體检测模块，以采集和发送信号给控制台，进而联入控制中心计算机，达到各个检测项目中的数值即刻发送。当无线探测器感应到火灾信号2s时间即可报警，以GIS、NB-IoT窄带无线传输至控制台主机，控制台主机连接有网络，控制台以互联网方式将报警信息下发到电脑端，并呈现信息，控制台继续以短信、电话自动语音、APP等方式将报警信息传到到客户端，提示出火灾的报警位置，以TTS自动手机语音智能播报等手段提醒相关人员到现场灭火。
2.1 实时监控现场环节设计
在消防场所内单片机的火灾自动报警器的探测器信号织成网，实时采集场所内火灾自动报警器运行时所收集的信息，并以互联网方式将信息上传到控制台，给用户以及监管部门提供一个动态掌控场所消防安全状况的平台，对消防安全监控及管理进行强化，能够实时可靠地达到火灾报警功能，多种途径进行火情报警。在实际生活中，火灾隐患各不相同，火灾自动报警器主动选择温度、烟雾及可燃气体等适合的火情探测方法，使火灾探测更直接有效。
2.2 报警方式设计
单片机的火灾自动报警器以短信、电话自动语音、APP 等多种方式通知信息，在联系人设置中，对消防监督管理部门和小微业主发送相关信息进行强化。通信方式选择上，以互联网通信方式为主，当室内温度、烟雾或可燃气接近火灾的报警临界值时，表明产生危险火情，通过互联网推送消息并且要同时进行声光报警。
2.3 报警数据分析
单片机的火灾自动报警器平台设置中，无线探测器通过LoRaWAN通信方式，传输报警信息至控制台，报警信息在空间呈现上，能对相关的火警信息，如地点、时间、频次等，设备相关运行状态及其火灾调查提供基础依据。
3 单片机的火灾自动报警器的设计优势
火灾自动报警器是提醒人们发现火情并且及时控制火情蔓延的一种有效消防设施。单片机的火灾自动报警器具有高灵敏度、实时性强、抗干扰能力强、低功耗、随插即用、相联互通、及时报警、维护成本低等优势功能。在现有的火灾自动报警器中，单片机对探测信号的判断和处理是比较好的，在实际应用中也表现出较高的优势。
3.1 具有更高的可靠性
在基于单片机的火灾自动报警器中，对数据信息的处理自身可以完成，传输数据信息不需自己布线，对数据信息的处理有更高效率，并且能够抵抗较多外界因素干扰，火灾探测的准确性有效提高。而且在发生错误时，探测器通过对智能算法的运用进行错误校验，使探测到的结果准确性极高。在建筑物发生时，火灾自动报警器能够通过单片机对火灾的扩散方向、火灾的范围以及烟雾浓度等做出实时性的探测，大大地提高探测的及时性。
3.2 具有更高的灵敏度
在火灾自动报警器中探测装置是其中十分关键的部分，探测装置的灵敏度将会对探测的准确性造成巨大影响。基于此，开始以单片机为核心芯片的火灾自动报警器，单片机综合以往探测器的性能并比以往探测器拥有更强的灵敏性，主要根据正常状态下的光、温度、烟等物理量同火灾发生情况做出比较，当所测参数值与火灾发生的时参数值相近，单片机自动传输信号，它的灵敏度更强。
3.3 具有更小的体积、更高的稳定性
随着当前电子技术的快速发展，电子元件正朝着高集成化方向发展，可以将更多的元器件集成于一体，不仅减小火灾探测器的体积，而且在性能上也更加稳定，使得最终探测的准确性变得更高。在对数据信息进行分析处理上做出改进，应用更加先进的智能算法，提升数据分析处理的科学性。
4 结语
单片机作为火灾自动报警器的核心具有很大的优势。其基本功能的实现在一定程度上补足了传统传感器的弊端。在相关设计实现中，以其报警信号和自动化配合，灯光报警信号和声音报警信号及网络传输到控制台信号，实现了消防灭火功能的设计优势。检测环境温度时测温精度准确并且速度快，检测环境烟雾浓度时灵敏度高，能够监测多种可燃气体，在实际应用中抗干扰能力很强，因此火灾险情报警能够稳定可靠，完全满足消防安全场所的工作需要。同时，单片机不需要与外围芯片直接连接，硬件设备要求简单，生产成本低，具有广泛的应用前景。
参考文献
[1] 王秀乾.基于单片机的智能型火灾探测器[J].科技资讯，2016，14（30）：7-8.
[2] 单夫来.智能型光电感烟火灾探测器的设计[J].智能建筑电气技术，2008（4）：73-76.
[3] 陈全.基于51单片机的智能火灾报警器的设计[J].电子制作，2017（23）：25-28.
[4] 甄天作.单片机智能火灾报警器研究[J].中国高新技术企业，2016（15）：23-24.
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