室内火灾监控开题报告答辩.ppt

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课 题：基于单片的室内火灾监控与实现
专业(方向)： 电子信息工程
班 级： 学号：
学 生：
指导教师：
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信科学院开题答辩
选题的背景
在我国的一些大中城市，几乎每天都发生家庭火灾，所以防火是每个家庭必须时刻注意的问题。假如能根据您家的实际情况预先采取简单的防火措施，一些悲剧是完全可以避免的。消防部门的统计显示，在所有的火灾比例中，家庭火灾已经占到了全国火灾的30%左右。家庭起火的原因林林种种，可能在我们注意得到的地方，也可能就隐藏在我们根本就注意不到的地方。
选题的意义
我国的火灾自动报警控制系统经历了从无到有、从简单到复杂的发展过程，其智能化程度也越来越高。但目前国内厂家多偏重用于大型仓库、商场、高级写字楼、宾馆等场所大型火灾报警系统的研发，他们采用集中区域报警控制方式，其系统复杂、成本较高。而在居民住宅区、机房、办公室等小型防火单位，需要设置一种单一或区域联网、廉价实用的火灾自动探测报警装置，因此，研制一种结构简单、价格低廉的语音数字联网火灾报警器是非常必要的。所以这次选择了基于单片机的室内火灾监控与实现这个课题。志在研究一种新型的基于单片机火灾报警器
前人的研究成果
我国在70年代初期开始研制烟雾火灾报警器，生产型号多样、品种较齐全，应用范围也由单一的炼油系统扩展到几乎所有危险作业环境的各种类型报警器，产品数量也在不断增加。但主要是在引进国外先进的传感器技术和先进的生产工艺基础上，进行研究与开发形成自己的特色。近年来，在烟雾选择性和产品稳定性上也有很大进步。随着传感器生产工艺水平逐步提高，传感器日益小型化、集成度不断增大，使得烟雾检测 仪器的体积也逐渐变小，提高了烟雾检测仪器的便携性，更加利于生产、运输及市场推广。
定义：所谓的室内火灾的“室”是指相当于建筑物内的普通房间那样大小的的受限空间，其体积大小的数量级约为100立方米，且长宽比不大。室内火灾通常从某种可燃固体的着火开始，在火源或热源的作用下，可燃物先发生阴燃，在合适的条件下就会转变为火焰燃烧，明火的出现标志着燃烧速率的增大，室内温度将会迅速升高。
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判定：根据国家标准GB50116--2008火灾自动报警系统设计规范以及相关规定。当在阴燃阶段，报警器需在一氧化碳浓度达到100ppm时启动报警，温度超过７５摄氏度时报警。防范于未然
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室内火灾的定义以及判定方法
关于室内火灾
室内火灾的发展可以分为三个阶段，即初期增长阶段、全盛阶段及衰退阶段。在初期增长阶段燃烧面积很小而室内温度不高，烟少且流动相当慢。这一阶段的持续时间取决于火源的类型、物质的燃烧性能和布置方式，以及室内的通风情况等。此时，如果室内通风条件很差，火灾将因缺氧而自动熄灭。但是如果通风条件好随着可燃气体充满整个空间，室内可燃物质几乎同时燃烧，即产生了轰然现象，如下图中A点所示，由于轰然持续时间很短（AB段），火灾随即进入全盛阶段。这一阶段室内处于全面而猛烈的燃烧阶段，室内温度达到最高，热辐射与热对流加剧
关于室内火灾的指标
根据GB50116--2008火灾自动报警系统设计规范
此次设计的遵照以下指标。当超过以下指标后，将产生报警，并进行一系列后续灭火工作
室内探测范围：15~30平方米。
温度：75度
火灾气体产体浓度：
根据指标和有关规范要求以及室内火灾不同阶段的特性这次设计我同时选用了感烟型传感器和感温传感器双管齐下。
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首先是关于烟雾传感器的选择
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根据《中华人 民共和国强制检定的工作计量器具目录》中第46项，它归类于物理化学 计量器具。
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关于核心传感器的选择
方案一：接触燃烧式传感器，其探头的阻缓及中毒，是不可避免的问题。 阻缓是当在烟雾与空气的混合物中含有硫化氢等含硫物质的情况下，则有可能在无焰燃烧的同时，有些固态物质附着在催化元件表面，阻塞载体的微孔，从而引起响应缓慢反应滞缓，灵敏度降低。虽然将阻缓的传感器再放回新鲜空气环境中有得到某种程度的恢复的可能，但是如果长期暴露在这样的环境中，其灵敏度会不断下降，导致传感器最终丧失检测烟雾的能力。
方案二：半导体烟雾传感器包括用氧化物半导体陶瓷材料作为敏感体制作的烟雾传感器以及用单晶半导体器件制作的烟雾传感器，它具有灵敏度高， 响应快、体积小、结构简单，使用方便、价格便宜等优点，因而得到广泛应用。半导体烟雾传感器的性能主要看其灵敏度、选择性(抗干扰性)和稳 定性(使用寿命)。本设计采用MQ-2作为报警器烟雾浓度信息采集部分的核心。
烟雾传感器模块的选择
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方案一：选用热敏电阻，温度变化经过热敏电阻转换为电压信号变化，将可调电阻上的电压接入到集成电路ADC0809芯片，进行电压采样和A/D转换，以完成温度的检测。用热敏电阻作为测温电路的测温检测元件，该方法元件成本加大，且精确度不高误差较大。
方案二：选用DS18B20温度传感器作为测温检测元件，该元件封装简单，只有三个管脚，除电源和地外，管脚DQ输出后不用进行A/D，直接可以连接到单片机管脚一个P口处，大大节省了开支成本，也减少了电路的复杂度。它的测温精确度高，转换温测范围为-55°C—+125°C，°C。且电压要求也为5V，这就可以直接用单片机提供的电源供电了。因此，本设计采用DS18B20作为报警器温度信息采集部分的核心。
温度传感器的选择