原创 智能楼寓火灾报警系统的研制

摘　要：介绍了以AT89C2051单片机为核心的一种新型分布式火灾报警系<?XML:NAMESPACE PREFIX = O />

统，电路结构简单，安装方便。文章对其硬件电路和软件流程做了较为详细的阐述。
O[F/_Gl)Z44606　　关键词：单片机；分布式；伪符合；火灾报警电子园51单片机学习网&loX*Uz F8X.e\电子园51单片机学习网 W9c^p3]W]7q

    目前有线火灾报警系统中主要存在的问题是连线多、安装布线复杂；发生多点火灾险情时会

发生信号的“碰撞”，从而导致火灾报警信号丢失，使系统的可靠性下降等。电子园51单片机学习网_5l%},`$j.gT
　　以AT89C2051单片机为核心的新型分布式火灾报警系统的主要功能有：数码管显示火灾所处

的楼层、房号；声音报警提醒；若有多个火灾点同时报警则循环显示火灾的信息（楼层、房

号），确保信息不丢失。值班人员对火灾信息处理完毕后，由人工清除数码管所显示的信息

。电子园51单片机学习网x8h"BW*o-Qz

1系统工作原理电子园51单片机学习网V(J:{!D"i)d]J j{4f$s
　　本系统由主机和火警探头组成，主机设在楼寓值班室，由LSI电子元件组成的火警探头置于

楼寓的各个房间，主机和火警探头的应答通过一根三芯导线（内含电源线、信号线、地线）

来完成，各个火警探头可并行挂接。系统的整体结构如图1所示。

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主机的核心是AT89C2051单片机。每个火警探头对应一个地址编码，正常工作时主机沿信号

线按顺序向各火警探头发出对应其地址编码的脉冲数，以查询火警探头的状态。当某房间出

现火情时，则该火警探头在主机查询其状态时会沿信号线返回给主机一个脉冲（由烟雾传感

器提供一个开关信号），主机检测到后就作出相应的火灾信息显示和声音报警处理。主机继

续对下一地址的火警探头进行查询，循环往复，完成巡回检测。

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2系统主机设计
dG Uw!} U `_,z44606　　AT89C2051是美国ATMEL公司推出的一种高性能价格比的单片机，器件采用80C31的内核，除

没有外部程序存储器和数据存储器扩展功能外（无P0，P2口），他具有80C31的所有功能结

构，而且片内集成有2 kB的快闪存储器，采用电擦除，可重复编程，因此具有编程简单，程

序运行可靠的优点。本系统单片机程序不大，数据亦不多，故该CPU片内的资源已够用。为

了更加保险起见，系统外设一看门狗电路，采用美国MAXIM公司近来推出的MAX706芯片，该

芯片能完成电源电压监视、人工复位、看门狗三项功能，不需接外围元件，使用简单。看门

狗定时器定时时间为1.6 s，满足系统的要求。主机电路如图2所示。

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单片机15根口线使用了14根，T1定时器作内部定时用，其口线闲置。主机循环向各个火警探

头查询，一旦有房间出现火灾，主机马上把火灾信息通过4位数码管显示出来，其中第1，2

位显示楼寓的楼层，3，4位显示房间号码，同时驱动讯响器使之报警引起值班人员的注意。

若有多个房间同时出现火情，主机按照1 s的间隔将出现火情的各房间信息循环显示，待值

班人员通知消防人员或紧急处理后，由人工将主机复位。显示部分在T1中断服务子程序中完

成。主程序和显示子程序框图如图3和图4所示。

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3火警探头的设计
Z)kb7x?44606　　火警探头由可预置计数器CD40103和门电路加一些电子元件组成，具体电路如图5所示。单片

机沿信号线送出图中A点所示的脉冲，第一个宽脉冲起复位同步作用，紧接着的窄脉冲个数

即代表楼寓房间的地址编码。信号线来的脉冲经过整形送给计数器计数，宽脉冲经R2,C

2积分电路积分后整形送计数器起复位作用。如使τ₁=R₂C₂大于t₁，则地址脉冲

因脉宽较窄积分后电压未能达到门电路的翻转电平，故不会复位。当计数脉冲与计数器的预

置数一致时计数器将输出一低电平脉冲，经反相后D点将是一高电平脉冲，R₃，C₃

组成的是判别伪符合的电路，如使τ₂=R₃C₃大于t₂，伪符合脉冲经积分电路积分后

未能达到反相器的门限值，故D点仍为低电平，这样就达到了各个房间互不干扰的目的

。房间安装的火警探头中的烟雾传感器无火情时为低电平，出现火情后输出一高电平信号，

经一单稳电路作用后在E点产生一个宽度不小于t的高电平脉冲，此时单片机检测到该脉

冲后就知道该房间出现了火情。由于主机是采用循环方式进行检测，所以t应不小于主机

循环检测一次所需的时间，才能保证楼寓各个房间的火情信息被主机获取。CD40103可预置

计数器有8位二进制数输入，故该系统可监视256个房间。

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火警探头电路中各点的波形如图6所示。

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4结语
L*d*P SW j44606　　该系统采用一根三芯导线进行传输，因而各火警探头可方便地挂接在母线上，结构简单，软

硬件成本均较低，且可靠性高，安装十分方便，在各种写字楼、商务楼具有较大的推广使用

价值。

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q+?-lP6b44606参考文献 电子园51单片机学习网4Jr]:{6} Z

r J!n^6O-]n#g]%~44606［1］何立民.单片机应用系统设计［M］.北京：北京航空航天大学出版社，

1998.
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［2］李西林.智能仪器设计［M］.上海：上海科学技术文献出版社，1992.电子园51单片机学习网k1m'RPo-j+Nx