现代建筑中消防自动控制装置的设计与应用

摘要：消防自动控制装置对火灾隐患进行探测，背负着安全防范的重任，有助于保障现代建筑的安全。文章将单片机作为控制中心，使用主机和从机的结构，阐述了现代建筑中消防自动控制装置的设计和应用。

关键词：现代建筑；消防自动控制装置；系统设计；自动报警

中图分类号：TU208 文献标识码：A文章编号：1009-2374（2012）27-0008-03

随着我国社会主义市场经济的飞速发展，人民生活水平和生活质量得到提高，城市的用地情况日益紧张，使城市建筑不断向密集化和高层化的方向发展，上述趋势的出现能够缓解城市土地紧张的情况，有助于对供气、供热、供电进行集中管理和集中控制，但是此类建筑装修的方式和装修用料不断向多样化发展，随着消耗煤气和电负荷数量的增加，为火灾的扑救和预防造成了巨大的麻烦，所以，为了有效保证建筑物的安全性和可靠性，应该保证在火灾发生时进行实时、高效的自动报警。

1 现代建筑中消防自动控制装置系统的概念和意义

消防自动控制装置系统是立足于单片机的火灾自动报警装置，使用探测器能够对火灾产生的烟雾和声光进行接收，将上述信号向区域报警控制器进行传输，同时，通过区域报警控制器向主机，即集中报警控制器进行传输，对显示器进行控制，使其准确地显示出火灾的房间和楼层，产生声光报警对值班人员进行提醒，值班人员使用火警电话、应急照明、应急广播和灭火装置等采取措施，将火灾的损失降到最低。

消防自动控制装置需要面对社会各界的群众，具有以下三种优点：第一，系统具有较低的成本，同时能够对火灾进行准确的预报；第二，不需要聘请专业人员进行操作，放置在适当的位置之后，通电即可连续使用，具有方便、快捷的特征；第三，系统能够在火灾发生的初期进行预报，及时扑灭火灾，保证人民的生命、财产安全，具有较小的替代性，可在现代建筑中建设舒适、安全的环境。同时，系统的设计能够激发学员参与到学习文献的过程中，针对相关要求制定方案，选择合适的元件和器件，按照软件流程图和原理图，对软件的源代码进行编写。

2 现代建筑中消防自动控制装置系统设计的构成

系统设计指的是针对相关要求对软件和硬件进行规划，使用合适的软件程序和硬件电路达到预期的目标，硬件电路指的是通过分析设计要求，了解各个元件、器件，得出集成元件和分立元件的连接方式，与设计的功能需求相吻合，包含对元件、器件接法和功能的掌握，对各种元器件及其设计方案的选择，软件设计指的是对硬件进行分析，通过程序将其功能落实到实处，同时对产品的功能进行调试和优化。

AT89S51是具有较高性能的单片机，含有只读程序存储器，期间使用ATMEL公司的非易失性和高密度存储设备进行生产，能够兼容8052指令和引脚，可以在线编程，也能够使用传统的方式编程，具有价格低廉、功能较大的优点，能够在具有高性价比的控制领域进行应用。

探测模块利用离子流的变化，对烟雾浓度进行探测，在电离室内释放数量较少的放射性物质，将室内空气电离为正离子和负离子，在两块收集极板之间施加一个电压之后，在收集极板间产生电场，在电场的作用下，离子向正极板和负极板运动，并最终形成离子流，在烟雾离子进入到电离室内后，因为烟雾粒子直径比空气粒子的直径大，因此，在电离室的烟雾粒子会产生俘获和阻挡两重作用，减少了离子流。离子探测器分别有两个离子室，其中一个是能够让烟雾粒子自由进入的测量电离室，另一个是烟雾粒子无法自由进入的平衡电离室，两个电离室呈现串联的状态，同时在两端的外部施加电压，在正常状态中，V=V1+V2，在烟雾粒子进入的时候，粒子流数量减少，造成电离室的电压需要重新分配，V1变为V11，V2变为V22，如果V11大于V1且V22小于V2的时候，火灾警报信号会输出。

为了使串行信号具备的可靠性得到提高，使串行通信间的距离增加，普遍使用标准串行的借口，使用两线之间的电压对逻辑“1”和逻辑“0”进行标示，使用差分接受和平衡发送的方式将通信落实到实处，在发送端将电平信号转换为差分信号，在a、b两路输出，传输之后，在接收端还原差分信号，将其还原为电平信号，传输线多使用双绞线，具有很强的抗共模干扰能力，在接收灵敏度上也有较大提高，同时，最大的传输距离和传输速度也得到提高，在减少波特率的同时，会使传输距离得到提高，如果进行多点互联，可以连接32台接收器和驱动器，有助于多器件之间的连接，实现半双工的通信，将全双工通信落实到实处。

3 现代建筑中消防自动控制装置系统的功能介绍

现代建筑中消防自动控制装置系统主要由显示器模块、存储器模块、时钟模块、总线模块、探测器模块和控制器模块构成。控制器模块选择AT89S51单机片，报警器模块由蜂鸣器和二极管组成，显示器模块由接口电路、数码管等组成。现代建筑中消防自动控制装置系统在设计的过程中，应该实现以下几个功能：第一，在火灾发生后，应该立刻进行报警，将报警的位置精确到楼层和房间，在显示器上进行显示；第二，在从机向主机传输火灾信息的时候，主机对从机的动作进行控制；第三，在接收到手动报警器和探测器产生的火灾报警信号的时候，应该通过报警器及时报警；第四，准确设置系统时间；第五，对报警记录进行存储，有助于在查验过程中使用。

离子感烟器报警信号多使用由美国摩托罗拉公司生产的专用检测报警芯片，是大规模的电路结构，使用双列直插式，在外接离子源、离子室和外部元件安装完成之后，就能够进行烟雾检测和报警等功能，在探测到烟雾之后，通过驱动电路和蜂鸣器产生报警声，在芯片没有探测到烟雾的时候，内部振荡器按照周期1.18s的速度进行震荡，在每一个振荡周期内，电源为整个芯片提供能量，除了保持LED闪亮，产生电压欠压的警报之外，碎石检查是否有烟雾，每隔24个周期对电池电压的充足情况进行检查，通过和齐纳二稳压极管进行比较得出检查结果。如果芯片检测到烟雾，振荡周期由以往的1.18s转变为50ms，由蜂鸣器对电路的启动进行驱动，在输出停止之后，对烟雾进行持续的检测，如果此时没有检测到烟雾，应该避免蜂鸣器振荡和电路振荡，避免电池因欠压报警，使LED指示灯保持闪亮，频率约为2Hz。

4 结语

总之，随着消耗煤气和电负荷数量的增加，为火灾的扑救和预防造成了巨大的麻烦，火灾自动报警装置有助于保护社会群众的生命财产安全，是现代建筑中十分重要的消防设置，随着科技水平的不断发展和时间的延续，对火灾自动报警装置提出了更高的要求。本文在对该装置的特点和发展历程进行研究之后，确定了设计的总体方案，包含系统软件和系统硬件等两个方面的设计。通过将软件和硬件的结合，使设计符合可靠性和稳定性的要求，但是因为受到个人能力的限制，在设计应用的过程中，还应该不断进行改进，例如，系统优化、选择合适的元器件、优化程序等，有助于系统设计向精细化和专业化的方向发展。

参考文献

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作者简介：王伯牙（1982-），男，福建南安人，福州市公安消防支队工程师，研究方向：建筑消防验收和防火监督；叶志冬（1977-），男，福建福州人，福州市公安消防支队工程师，研究方向：建筑防火审核和防火监督工作。

（责任编辑：周加转）

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