火灾报警器的设1.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流火灾报警器的设1.精品文档.火灾报警器的设计（河北工业大学）罗丹邮箱：328916510摘要：针对各类电气火灾，设计以单片机PIC16F877a为核心的漏电火灾报警系统，分析了系统的工作原理和主要功能，给出了系统的硬件设计框图、部分硬件电路、软件流程和部分代码。Abstract：In view of different kinds of electric fire,the paper designs a leaking current fire alarming system with the wireless singlechip PIC1

2、6F877a as its core.The paper introduces the working principle and main functions of the leaking current fire alarming sys-tem.The frame pictures of the design,some parts of circuitries of the hardware,some flow charts of the software and some important codes in this system have been given.关键词:电气火灾;漏

3、电火灾报警系统;PIC16F877a;硬件设计;软件流程Key words:electric fire；the Leaking Current Fire Alarming System；PIC16F877a；hardware design；flow charts of the soft-ware1引言在我们国家每年都会发生大量的火灾,对人民和国家造成巨大的、不可估量的损失，严重的威胁着广大群众的生命安全。火灾不仅毁坏物质财产，造成社会秩序的混乱，还直接或间接危害生命，给人们的心灵造成极大的危害。而我们，必须尽全力，做好预防火灾发生的各项工作。为了能将火灾造成的损失和危害有效的控制和降低到最低的

4、限度，必须利用先进的科学技术实现对火灾的早期预防、早期报警、早期消防，这已成为综合性防范技术中的重要组成部分。2火灾报警器的工作原理2.1火灾报警器火灾探测器又称为火灾探头，它可以自动捕捉产生火灾的各种信息，及早的发现火情，并给报警控制器送去报警电信号。图 1火灾报警器原理缩略图现在比较完善的火灾自动报警系统，通常是由火灾探测器，报警控制器及自动消防设备所组成。如图1所示：2.2漏电火灾报警器漏电火灾报警系统由电压互感器、电流互感器、零序互感器、微控制器PIC16F877a、断路器（含电操机构）、通讯接口、远程监控、液晶显示等模块组成，系统原理框图如图所示。电压互感器、电流互感器和零序互感器检

5、测供电线路中的电流、电压信号，该信号经信号调理电路处理后由多路选择开关送入PIC16F877a自带的A/D转换模块将其转换为数字信号。CPU根据这些信号进行逻辑运算与处理，将运算结果与整定值比较后输出符合预设保护特性的逻辑信号；逻辑信号经放大后可直接驱动断路器的电操机构使断路器动作。漏电火灾报警系统系统的主要功能包括：漏电保护；短路保护；过流保护；过载保护；过压/欠压保护；防雷保护；故障记忆与故障查询；可与消防控制中心联动，实现远程切断负载电源，并有反馈信号给消防控制中心报警；具有与电脑通讯的功能，可实现与用户联网，在一台电脑上能对1250台漏电火灾报警器实现在线远程监控，随时可检查各用户安全

6、用电情况、随时可接通或分断各用户供电线路。图 2漏电火灾报警原理框图3实验过程3.1硬件系统的设计3.1.1PIC16F877a引脚功能设定PIC16F877a是PIC系列40引脚单片机（如图2所示），采用14位的RISC指令系统，一共只有35条单字指令；可接收DC-20MHz时钟输入，指令周期可达到200ns；存贮空间大，具有高达8K字(14位字长)的FLASH程序存储器和368字节的数据存储器；具有14个内部/外部中断源和8级硬件堆栈；带有片内RC振荡器的监视定时器，具有A/D、内部EEPROM存储器、比较输出、捕捉输入、PWM输出、SP1接口、异步串行通信(USART)接口、模拟电压比较

7、器、LCD驱动等许多功能。本设计采用XT振荡方式，将4MHz晶体接到芯片的OSC1和OSC2引脚上来建立振荡，如图3所示。引脚功能设定：P2P4为三相过压/欠压模拟电压输入，P5为漏电模拟输入，P6运行/停止控制键入，P8P10为三相过载模拟输入，P15、P16控制电操机构，P17报警，P18、P23、P24接消防联动，P19P22、P27P30为负载轻重指示，P37、P38为漏电选择锁定控制键入。3.1.2远程监控模块远程监控模块电路如图4所示，漏电火灾报警系统可对电气线路的过压、缺相、短路、漏电、故障、过载等进行实时远程监控，随时可检查各用户安全用电情况、随时接通或分断各用户供电线路。3.

8、3电源模块系统由外部交流电源和内部电池供电，外部电源将提供24V输入，内部电源由两组12V蓄电池构成，以便提供24V电压输入。有外部电源时，系统由外部交流电源供电，同时对内部蓄电池进行充电；外部无交流电源时由内部蓄电池供电。系统工作中，如外部电源意外掉电，则系统自动切换为内部电池供电，且切换过程中不影响系统工作状态.3.4键盘、液晶及报警电路键盘电路主要用于完成监控软件各种功能的控制,包括运行/停止控制、漏电选择、报警清除等控制功能。键盘采用44薄膜触摸键盘，键盘扫描电路由74LS373构成。液晶用于实时显示控制器的工作状态，当前时间，发生报警或故障的区域等。报警电路用于当发生火灾时提供声光报

9、警功能，报警声音由蜂鸣器提供，采用KD5961芯片进行控制，提供不同的响声以区别不同形式的报警，如漏电、短路、过载等。3.5看门狗监控及EEPROM看门狗电路是提供系统的可靠复位和系统运行出错死机时的自动恢复，EEPROM用于存储一些掉电应当存储下来的重要参数，以便使前一次修改的参数能保存下来，以备下次使用.3.2系统软件设计3.2.1漏电报警控制器软件设计漏电报警控制器软件流程如图5所示。软件设计包括初始化子程序、上电电压检测子程序、主机自检子程序、漏电检测子程序、电压检测子程序、过载及短路检测子程序、按键扫描子程序等。PIC16F877a将采集数字信号的运算结果与整定值比较后输出符合预设保

10、护特性的逻辑信号；逻辑信号经放大后驱动断路器的电操机构使断路器动作。程序编写描述如下：#include#include_CONFIG(XT&PROTECT&PWRTEN&BOREN&WDTEN&WRTEN&LVPDIS&DUNPROT);void main(void)初始化子程序；主机自检子程序；上电电压检测子程序；while(1)短路检测子程序；漏电检测子程序；过载检测子程序；电压检测子程序；键盘扫描子程序；asm(clrwdt)；/看门狗设定4.2远程监控模块软件设计设计思想：远程监控机每隔10秒循环查询一次，监控机发出指令后等2051指令，等待时间最长为20ms，超过20ms则判失败重发

11、，重发2次都失败pc上显示通讯故障；pc机发送数据00h表示查询，01h表示开机，02h表示关机，之后都会有信号回传，2051数据正常表示8pin。引脚定义（参见图4引脚）：P1口检测信号，P3.2作为发送使能，P3.3作为开关机控制，P3.7为开关机状态检测，P3.4作为接受控制。程序编写描述如下：#include#includevoid main(void)CPU初始化子程序；串口通讯子程序；定时器中断服务子程序；while(1)得到键值和键处理子程序；4结束语本文设计的漏电火灾报警系统对各类电气火灾起到了实时监控作用，在电气故障发生时及时切断线路，进行报警显示，保护电气设备，保障生命财产安全。系统实时性好，稳定性高，成本低，使用简单方便，推广应用前景广阔。