火警报警器课程设计

综述

“ 火灾”，是指在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。人类能够对火进行利用和控制，是文明进步的一个重要标志。火，给人类带来文明进步、光明和温暖。但是，失去控制的火，就会给人类造成灾难。所以说人类使用火的历史与同火灾作斗争的历史是相伴相生的，人们在用火的同时，不断总结火灾发生的规律，尽可能地减少火灾及其对人类造成的危害。

在我国，火灾危害之烈，损失之巨，不亚于地震和洪水的危害。近年来，我国城市火灾频频，深圳、广州、上海、长沙、石河子、吉林、浙江等地发生的特大火灾所造成的危害及后果，给人们留下了极其深刻的印象，火灾给国家和人民的生命财产造成了巨大的损失。

火灾自动报警系统能在火灾的初期，将燃烧产生的烟雾，热量和光辐射等物理量通过温度传感器和感光探测器转换成电信号传到火灾报警控制器并能迅速监测火情，通知人们及时疏散。火灾自动报警系统可作为城市消防系统的单元，通过城市消防专用网与城市消防报警中心联网，及时将报警信息传递到消防报警中心，城市消防报警中心会自动查找到火灾发生的位置，并为消防队员制定消防路线图，以便消防队员可以迅速抵达火灾地点。火灾自动报警系统能对火灾进行实时监测和准确报警，有着防止和减少火灾危害、保护人身安全和财产安全的重要意义，有着很大的经济效益和社会效益。

随着电子产品在人类生活中的使用越来越广泛，由此引起的火灾也越来越多，在我们生活的四周到处潜伏着火灾隐患。智能化火灾报警系统已并非传统意义上的简单的报警设备，而是融入了计算机技术、电子技术、自动控制技术、传感器的应用等各领域知识。伴随着科学技术的不断进步，火灾报警系统必将得到更快的发展。

一.火灾报警器设计过程

本课程设计重点在于对构建火灾报警器的整体思路和所需电路元件进行分析，设

计出一个满足要求的电路原理图。

1.1设计报警器的思路

火灾报警器主要由火灾探测器和火灾报警器以及扬声器组成。我们必须解决报

警器原理图设计和实际应用的问题。

根据方案的设计思想，我们从图中就可以得到了扬声器报警系统的总体框图如

下图所示：

扬声器

电磁继电器

LS00

LS04

LS00

HC138

A/D 转换器

传感器光度烟度

温度

、管路敷设技术通过管线不仅可以解决吊顶层配置不规范高中资料试卷问题，而且可保障各类管路习题到位。在管路敷设过程中，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标等，要求技术交底。管线敷设技术中包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内强电回路须同时切断习题电源，线缆、电气课件中调试对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行

高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验；对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时，需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除

1.2设计所需的电路元件

本设计选用烟雾传感器、数字温度传感器、光传感器、A/D转换芯片、光传感器、扬声器、74HC138、74LS00、74LS02、电磁继电器等。具体的型号根据实际情况和标准来决定。

二实验所需器件

表2-1

编号名称型号数量

1数字温度传感器1

2烟雾传感器1

3光传感器1

4译码器74HC1381

5非门74LS041

6与非门74LS002

7电磁继电器1

8扬声器1

9220v交流电源1

三. 火灾报警器工作原理及其原理图

当火灾发生时，温度、光、烟度分别通过相应的传感器装换成模拟的电信号，模

拟的电信号通过A/D 转换器转换成数字信，。如图3-1为ADC0809

引脚图。

图3-1

图中多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用一个A/D

转换器进行转换，这是一种经济的多路数据采集方法。地址锁存与译码电路完成对

A 、

B 、

C 3个地址位进行锁存和译码，其译码输出用于通道选择，其转换结果通过三

态输出锁存器存放、输出，因此可以直接与系统数据总线相连，表3-1为通道选择表

表

3-11.对ADC0809主要信号引脚的功能说明如下

IN7～IN0——模拟量输入通道

ALE——地址锁存允许信号。对应ALE上跳沿，A、B、C地址状态送入地址锁存器中。

START——转换启动信号。START上升沿时，复位ADC0809；START下降沿时启动芯片，开始进行A/D转换；在A/D转换期间，START应保持低电平。本信号有时简写为ST.

A、B、C——地址线。通道端口选择线，A为低地址，C为高地址，引脚图中为ADDA，ADDB和ADDC。其地址状态与通道对应关系见表9-1。

CLK——时钟信号。ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号由外界提供，因此

有时钟信号引脚。通常使用频率为500KHz的时钟信号

EOC——转换结束信号。EOC=0,正在进行转换；EOC=1,转换结束。使用中该状态信

号即可作为查询的状态标志，又可作为中断请求信号使用。

D7～D0——数据输出线。为三态缓冲输出形式，可以和单片机的数据线直接相连。

D0为最低位，D7为最高

OE——输出允许信号。用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。

OE=0，输出数据线呈高阻；OE=1，输出转换得到的数据。

Vcc—— +5V电源。Vref——参考电源参考电压用来与输入的模拟信号进行比较，作为逐次逼近的基准。其典型值为+5V(Vref(+)=+5V, Vref(-)=-5V).

以上为ADC0809的功能介绍。

温度、光、烟度分别为信号A、B、C，根据要求列出真值表如3-1

表3-1

A B C Y

0000

0010

0100

0111

1000

1011

1101

1111

图3-2 74HC138

利用74HC138译码器输出的Y为数字信号，用来驱动电磁继电器充当扬声器的开关，当Y为高电平时，则电磁继电器开始工作，将上面的金属片吸引使之与下面的金属片接触，则扬声器所在回路形成通路，在220V交流电源的作用下，扬声器开始工作产生警报。

图3-3

而对于从74HC138译码器输出的信号,需要使用到双输入与非门74LS00，引脚图

如图3-4。

Y

A

A A

GND

LS00

cc

Y=AB

V B

A Y B

B B Y

Y

图3-4

还需用到74LS04即非门，引脚图如图

LS04

cc V G N D

Y

Y

Y

Y

Y

Y

A

A

A

A

A

A

图3-5、管路敷设技术通过管线不仅可以解决吊顶层配管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标等，要求技术交底。管线敷设技术中包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内、电气课件中调试对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行

高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，

总电路图中，光、温度、烟度分别通过光传感器、温度传感器、烟度传感器转换为模

拟信号，然后通过A/D 转换器ADC0809转换为数字信号输入到74HC138译码器中，

之后通过74LS00、74LS04、74LS00高低电平转换将信号从一个输出端口输出，之后

进入到电磁继电器中，驱动电磁继电器启动。其中从74HC138译码器中出来的Y=

进入到74LS00输出,，之后依次通过

7653Y Y Y Y +++631Y Y Y +=752Y Y Y +=74LS04、74LS00，输出，即高电平有效。输出的高电平可以使电磁

7653Y Y Y Y Y +++=

继电器启动。

ref

ref cc

ADDB

V GND

V V CLOCK

OE

D

D

D

D D D D D

EOC START

ALE

ADDC

ADDA IN

IN IN

IN

IN IN

IN IN ADC0809

A

A A

Y

Y

Y

Y

A

B

A

B

Y

Y

HC138

LS00

A

Y

LS00

扬声器

220V 交流电源

烟度传感器

光传感器

温度传感器

A

LS04

Y

B

A

Y

图3-6

、管路敷设技术通过管线不仅可以解决吊顶层配置不规范高中资料试卷问题，而且可保障各类管路习题到位。在管路敷设过程中，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标等，要求技术交底。管线敷设技术中包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。、电气课件中调试对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行

高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验；对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况

，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。

、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时，需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。

四.课程设计体会

火灾报警器可保障生产与生活的安全，避免火灾和爆炸事故以及煤气中毒的发生，它是防火、防爆和安全生产所必备的仪器，具有广阔的市场空间与发展前景。

本论文是在对烟雾、温度传感器和报警技术进行深入研究的基础上，全面比较国内外同类产品的技术特点，合理地确定系统的设计方案，并对仪器的整体设计和各个组成部分进行了详细的分析和设计。

本次毕业设计经过努力，整个系统实现了预期的目标。本系统通过传感器将物理信号转换为模拟信号，之后利用A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，通过输出的高电平控制电磁继电器进而充当扬声器开关，是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、火灾报警器，具有一定的实用价值。本报警器电路结构简单、可维护性好。由于实现了对普通环境中烟雾浓度和温度的检测，因此具有非常普遍的意义，能广泛应用于居民家庭、企事业单位等多方面的安全防范。

但是也存在不少的不足。由于电源的波动，传感器的电气特性等问题，使得A/D

转换结果有时波动很大，这样就可能出现误报警。由于上述缺点的存在,此系统不是很完善，还有待进一步改进。

通过这次设计，更加深入的理解和掌握了这方面的知识，对本专业的认识也更加深入，使自己对本专业更加的热爱，对本科阶段所学的《模拟电子技术》和《数字电子技术》的学习做了进一步的总结，更加明确了自己学习的目标和方向。在设计过程中，自己也学到了许多新的知识，有很多感悟和体验心得。而且，对工程设计的流程和步骤有了清晰的认识，为自己日后的学习和研究打下了坚实的基础。

参考文献

《模拟电子技术基础》华成英童诗白主编高等教育出版社《数字电子技术基础》阎石主编，高等教育出版社

《电子技术基础课程设计》孙梅生等，高等教育出版社

《电子技术基础实验》陈大钦，高等教育出版社

《电子技术基础实验与课程设计》高吉祥，电子工业出版《电子工程实践技术》付家才，化学工业出版社