基于光电感烟的火灾探测报警器的设计与实现

摘要

随着传感技术、信号处理、人工智能、无线通信技术发展，光电感烟火灾探测报警器已经成为当前世界上应用最广泛的一类火灾探测报警器。能否准确、可靠、及时的发现火情，充分利用灭火措施，减少因火灾所受的损失，保护生命财产安全，是一个优质的火灾探测器注重要的作用，也是衡量火灾探测系统性能优劣的重要指标。
　　本文对光电感烟火灾探测报警器的电路部分以及迷宫结构进行了设计和研制，以便该报警器能够准确、可靠、及时地探测火灾，采取灭火措施。本论文主要分为五章。第一章为绪论，主要介绍了火灾自动探测报警技术的发展情况，以及火灾探测算法的现状，同时也对烟感火灾探测器的性能标准进行了描述。第二章叙写了火灾探测器的原理，分为四大部分别介绍探测器，烟尘，光电感烟探测器的光学系统结构，环境干扰的影响。第三章介绍本设计的硬件设计。分别对几大模块进行了详细的介绍。分别从原理，器件选择，工作原理图等进行了阐述。第四章为软件设计。软件一共有四大部分数据滤波处理，算法设计，通信处理，以及模数转换处理程序。分别介绍了流程图，工作原理以及原程序。第五章是相关试验的介绍，试验能很好地帮助设计的完成，本章分别介绍了响应特性的试验，火灾灵敏度试验，辐射电磁场试验。最后一章为结论，对本论文进行总结。
　　本设计通过前端的检测模块，实时的采集数据信号，用滤波电路去除杂波，并通过放大电路得到真实的电信号，然后由模数转换模块将电信号转化为单片机能识别的数字信号。单片机接收到数据后，进行分析，过滤，最后确定是否应该报警，然后在进行相应的处理。
　　具体研究内容包括如下：
　　通过调试，光电感烟火灾探测报警器解决了其对各种不同颜色、粒径烟雾均衡响应的问题，解决了为光电感烟火灾探测报警器抗环境干扰的能力不强的问题，而且在运行中更加稳定，实现了为光电感烟火灾探测报警器减少误报的目的。本电路的设计及实现不仅具有理论研究意义，更重要的是具有实际应用价值。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 火灾自动探测技术发展概况

1．1．1 国内外火灾探测报警技术发展现状

1．1．2 光电感烟火灾探测报警器电路研制技术现状

1．2 火灾探测算法的发展

1．3 感烟火灾探测器的性能标准

1．4 本章小结

第2章 火灾探测器的工作原理

2．1 感烟火灾探测器介绍

2．1．1 离子式感烟火灾探测器基本原理

2．1．2 光电感烟式火灾探测器

2．1．3 光电感烟探测器的优越性

2．2 烟尘的介绍

2．2．1 物质的燃烧

2．2．2 火灾所产生的烟粒子的特性

2．2．3 烟粒子尺度影响

2．3 光电感烟探测器的光学系统结构

2．3．1 光学探测室组成及作用

2．3．2 迷宫结构

2．4 环境干扰的影响

2．4．1 潮湿对火灾探测报警器的影响

2．4．2 厨房油烟对火灾探测报警器的影响

2．4．3 电磁场对火灾探测报警器的影响

2．5 本章小结

第3章 光电感烟火灾探测报警器硬件设计

3．1 报警器硬件总体设计

3．1．1 功能要求

3．1．2 参数性能要求

3．1．3 总体结构

3．2 控制中心设计

3．2．1 处理器的选择

3．2．2 电路原理图

3．3 检测模块设计

3．3．1 检测模块原理

3．3．2 检测模块电路

3．3．3 滤波电路

3．4 放大模块设计

3．4．1 放大模块原理

3．4．2 放大器的选择

3．4．3 放大模块原理图

3．5 AD模块设计

3．5．1 AD器件选择

3．5．2 AD电路原理图

3．6 其它电路设计

3．6．1 通信电路

3．6．2 供电电路

3．6．3 按键电路

3．6．4 显示电路

3．7 本章小结

第4章 光电感烟火灾探测报警器软件设计

4．1 报警器软件总体设计

4．1．1 软件功能要求

4．1．2 软件功能要求

4．1．3 主程序流程图

4．2 模拟数字转换程序

4．2．1 AD软件功能要求

4．2．2 AD软件程序

4．2．3 AD转换程序流程图

4．3 算法软件设计

4．3．1 算法设计原理

4．3．2 算法程序设计

4．4 数据采集处理设计

4．4．1 数据采集处理原理

4．4．2 数据采集处理程序

4．4．3 数据滤波处理程序流程图

4．5 通信处理程序

4．5．1 通信处理程序原理

4．5．2 通信处理程序

4．5．3 通信流程图

4．6 本章小结

第5章 试验测试与分析

5．1 试验测试环境

5．2 测试内容

5．2．1 响应特性的试验

5．2．2 火灾灵敏度试验

5．2．3 辐射电磁场试验

5．3 测试结果分析总结

第6章 结论

参考文献

致谢