图2.1 起火过程曲线

2.2系统总体方案设计

2.2.1 系统硬件总体构架

报警系统主要由数据采集模块、单片机控制模块、声光报警模块组成。图2.2为火灾报警系统的结构框图。

图2.2 系统结构框图

单片机是整个报警系统的核心，系统的工作原理是：先通过传感器 (包括温感和烟感)将现场温度、烟雾等非电信号转化为电信号，调理电路将传感器输出的电信号进行调理(放大、滤波等)，使之满足A/D转换的要求 ,最后由A/D转换电路 ,完成将温度传感器和烟雾传感器输出的模拟信号到数字信号的转换，单片机判断现场是否发生火灾。如果发生火灾，系统以声光的形式报警。

本火灾自动报警系统具有以下功能：

(1)声、光双重报警功能。

(2)系统故障报警功能。当系统出现硬件故障时，能发出故障报警信号。

(3)异常报警功能。当环境出现异常(如烟雾浓度过大或是温度较高)时，能发出异常报警信号，引起人们注意，尽可能避免火灾的发生。

(4)火灾报警功能。一旦真出现火灾(烟雾和温度同时出现异常)时，能立即发出声光火灾警报。文献综述

2.2.2 系统软件总体构架

为了便于系统维护和功能扩充，采用了模块化程序设计方法。 本系统主要包括数据采集子程序、火灾判断与报警子程序等，系统程序流程图如图2.3所示。

图2.3 程序流程图

为了降低误报率，系统采用多次采集、多次判断的方法。主程序是一个无限循环体，其流程是：首先在上电之后系统的各部分包括单片机各个端口输入输出的设置、外围驱动电路和数据存储电路等完成初始化，然后是对芯片内的程序进行初始化，接下来执行火灾报警系统中的数据采集任务，数据通信任务和查询判断任务。

2.3系统主要器件的选择

2.3.1 火灾探测器的选择

1）探测器简介

火灾探测器是火灾报警系统的重要组成部分，直接关系到整个系统的正常运行。当火灾发生时，把火灾产生的各种非电量参数(如烟雾，温度)变成电量参数传送给控制器。其特点是模拟量传输，跟随各种非电量参数的变化而变化。火灾探测器根据火灾发生时所表现出来的物理现象可以分为：气敏型、感温型、感烟型、感光型、感声型五大类。如感温探测器、感烟探测器、气体探测器、图像探测器和红、紫外探测器等。来~自^优尔论+文.网www.youerw.com/

烟雾浓度是火灾的特性参数之一，在较大范围的监视场所，烟雾探测一直被广泛使用的火灾探测方法。温度也是火灾的另一特性参数，和环境温度相比火灾的温升是很明显的，所以温度也被用来进行火灾探测。然而烟雾探测器在受到外界非火灾的干扰信号会产生误报警，且对于某些黑烟的探测并不敏感。温度探测器可以很好地补充烟雾探测器造成的漏报，但由于只有在燃烧的后两个阶段才会发生明显的变化，报警的响应时间慢。因此根据以上情况以及本系统的要求，采用感烟探测器和感温探测器相结合的多传感器探测方法，可以发挥各自的优势、弥补不足之处，在火灾发生的早期就能够更加准确的报警。

2）烟雾探测器

感烟探测器采用的是日本NEMOTO公司生产NIS-09C离子型感烟探测器，内部有微量的放射性物质媚(Am)241，因为被金属电极覆盖，放射能不会泄露。NIS-09C是具有低功耗、普适性的传感器，适用于高灵敏度烟雾探测器、火灾报警系统。其特性参数和温湿度特性参数分别见表2.1和表2.2。通过其灵敏度特性（如表所示）可以看出，烟雾浓度p和输出电压v之间是近似线性的关系，其特性曲线方程：v=-0.3p+5.6。