文献综述
电气工程及其自动化
基于51单片机的火灾报警控制系统设计
廿世纪八十年代至九十年代，随着经济建设和半导体、微电子、光电、计算机和信息等科学技术的迅速发展，国外火灾自动报警技术以市场为导向，以应用高新技术为先导，以减少误报率、提高可靠性、灵敏度和扩大探测范围为根本目的，在开展基础理论和应用技术研究、老产品技术改造、新产品开发、标准和规范制修订、产品质量认证和检验、系统设计安装和维护、扩大应用范围和提高应用效益等方面，都有了很大的发展，出现了许多新产品、新技术，使火灾自动探测报警系统从火灾探测、报警传输、信号处理、报警控制显示到与其他系统联动等一系列功能和可靠性大大提高、完善，大大减少误报率，大大增强人们预防现代化各种火灾的能力，为保卫人类生命，财产防火安全发挥了重要作用，成为现代消防技中的一种必不可少、具有广阔发展前途的前言消防领先技术和手段。
一．火灾报警系统的现状
汇编语言清华大学出版社
目前，国外普遍采用的火灾自动报警技术，主要有两种。一种是非智能火灾自动报警技术，包括嫁接新技术的老式或传统火灾自动报警技术，七十年代末出现的可寻址火灾自动报警技术和八十年代初期出现的模拟量可寻址火灾自动报警技术，这些技术尽管高技术含量少，但由于成本低，能满足众多小型民用和商业防火保护需要，而被许多国家广泛应用。另一种是代表现代化火灾自动报警技术发展水平和发展趋势的智能火灾自动报警技术，包括从八十年代中期开始发到九十年代中期已发展成熟，并得到广泛应用的采用具有人工智能理论和技术的高级算法软件的智能集中型模拟量可寻址智能火灾自动报警技术（既由智能控制器做报警决策的智能火灾自动报警技术）和九十年代初期开发，并得到应用的采用人工智能理论和技术的高级算法软件（主要指模糊逻辑和神经网络软件技术）的智能分布型智能火灾自动报警技术（即由智能探测器做报警决策的智能火灾自动报警技术）。其中，智能集中型智能火灾自动报警技术发展最快、应用最广、现已成为智能火灾自动报警技术中的一种主导技术，其中，由50只左右模拟量可寻址感烟探测器构成的小型智能集中型智能火灾自动探测系统发展最快、应用数量最多，不仅大大改进了小空间的防火安全，而且也推动了火灾报警工业的发展。智能火灾自动报警技术主要用于解决大、中型空间防火安全和多种系统的联动问题。当前，智能火灾自动报警技术发展的一个显著特
点和重要趋势是模糊逻辑和神经网络高级算法软件人工智能理论和交互技术被越来越多的智能火灾自动探测系统采用，已成为智能火灾自动报警技术中的前沿技术和核心技术。
二．火灾自动探测技术的发展
1.感烟火灾自动探测技术的发展
据初步估计，目前，国外各种感烟探测器在市场上的销售和使用量约占各种火灾探测器使用量的70-80％。其中，主要是单一火灾探测原理的点型离子感烟和光电感烟探测器，其中，光电火灾探测原理的点型光电感烟探测器的用量越来越大于离子感烟探测器。还有家用感烟报警器、红外光束线型感烟探测器、采用光电感烟探测器的吸气式甚早高灵敏度感烟探测器及由光电感烟传感器与其他传感器，如感温传感器、离子感烟传感器和CO传感器复合的多传感器／多判据探测器等发展十分迅速，使用越来越多，代表感烟探测器的发展方向。
离子感烟探测器对仅在燃烧出现火焰的燃烧后期产生的小的和非极化的粒子有较高的响应灵敏度，从出现至今约有60年的历史。六十年代是使用性能不稳定、放射性活度较大的单
电离室结构的离子感烟探测器：七十年代使用性能较为稳定、放射性活度相对减小的双电离室结构的离子感烟探测器；八十年代至今，为避免环境因素，如高速气流、温度、潮湿等误报因素影响，采取改进电离室几何形状设计和材质选择、减少放射性活度、开辟新型放射源、复合探测、增加探测智能(采用漂移补偿和甚早正确决策算法等)等措施，大大提高其可靠性。如美国系统传感器公司最新设计的离子探测器在气速达20米/秒，气温达40'c,和湿度达95％的环境下仍工作正常、无误报，并无冷凝水问题；目前国外使用的镅241放射源超低强度在0.5ut ci，德国埃塞公司使用的镅241放射源强度为0.13 u ci，是世界上放射源强度最低的离子感烟探测器；美国有一家公司还推出采用镍—63B放射源的离子感烟探测器由于其性能稳定稳定可靠、放射性活度小、灵敏度可调等指标大大优于双源双室离子感烟探测器，而被许多厂家看好，具有一定的发展前途。
光电感烟探测器同离子感烟探测器相比，发展速度较快、应用越来越广，已在市场上处于后来者居上的领先地位。光电感烟探测器一般都是120度前向散射光型，对火灾初期产生的可见大烟粒子有较高的响应灵敏度，而对小烟粒子，特别是对燃烧产物主要有碳粒子构成的黑烟（如聚氨基甲酸酯泡沫燃烧）不响应。从六十年代的狭小探测室设有的白炽灯光源和90度散射角的透镜到七十年代设计的更易进烟的探测室内采用发光二极管光源和前、后
向散射光的透镜，直至近十余年重新设计的防昆虫和灰尘进入的网罩和光学设计的改进，大大减少灰尘沉积引起的误报，有的使误报率减少八倍之多，有了很大发展。最近，德国西门子公司开发一种后向散射光型光电感烟探测器，对黑烟及小粒子烟有较好的响应灵敏度，对于产生能量小、大粒烟的阴燃火，比离子感烟探测器有更早的响应能和更高探测灵敏度。美国系统传感器公司开发一种报警早、易维护、误报少、适用于恶劣工业环境如面粉厂的Filtrex特殊智能型光电感烟探测器。瑞士西伯乐斯公司开发一种带有模糊逻辑交互算法、可靠探测和动态分析广谱火灾烟信号的OptoRex智能型光电感烟探测器。
2.感温火灾自动探测技的发展
目前，国外点型感温火灾探测器在市场上虽有一席之地，但没有很大发展。瑞士西伯乐斯公司在九十年代中期推出的可以可靠探测快慢温升的设有神经模糊算法软件的ThemoRex智能型感温探测器，代表了点型感温探测器的最新发展水平。目前，感温探测技术发展比较快的是线型感温技术，其中，光纤线型感温技术发展最快。目前比较先进的线型感温探测器有瑞士西伯乐斯公司最近推出的TSC511型缆式线型感温探测器，由设置在感温电缆内的可寻址传感器、设在电缆末端的处理器和系统软件组成，是一个积分感温系统，具有高
可靠、无维护、易安装、易使用、电缆长度达3.5公里、无故障、工作温度--40到80℃、感温精度±2℃、敏感能力0.1℃等优点，并采用自动装配设备生产，有广泛使用范围。(如隧道、地铁、车库、冷库、废物处理系统、农场、工厂、船上等),具有发展前景。 德国开发的用于恶劣环境情况的早期识别火灾的LIST缆式感温系统，由设有特殊积分感温传感器的感温电缆和一个集中控制器组成，电缆是一条4芯平电缆，并在一定间距上(1、2、4、8米)安装混合电路(含有专用集成电路和一个半导体感温传感器)，每个测量点有固定地址，测量范围一40℃到85℃分辨率0.I。C、电缆长度小于2,500米／控制器、采用二个报警判据决策(超过最大温度80℃和微分报警阈值4℃，由算法决策)和设有予报警措施等，适用于隧道、车库、 电缆沟、传输带、冷库、生产线等。
三．我国火灾报警系统的现状和发展
与世界上先进工业国相比，我国火灾报警产品起步较晚，大约在20世纪70年代末才刚开始研制并投入市场，最初产品大多数为多线制(n+1)和电位信号传输方式。消防联动基本上是多线制的硬件组合。另外，无灾误报几乎成为当时国内厂商的共同难题。80年代我国有些厂家采用了技术引进，联合研制，使产品在技术、质量方面有了改进与提高。90年代一方
面出现了国内外联合建厂、技术引进和外商在中国独资办厂，另一方面许多著名国际厂商和分包商带着先进产品大量闯入了中国市场。这些产品的涌入，虽然在某种程度上冲击了国有企业和民族工业，但也对我国的火灾探测报警技术的发展起到了很好的促进作用。
四．小结
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。
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