新型火灾报警系统信号处理器设计

论文摘要

针对目前光纤光栅感温火灾探测系统的探头数量不能满足超大型和复杂监控目标的要求,而且各个传感器的报警温度值无法独立设置的缺点,本文通过将I2C总线虚拟技术应用于光纤光栅感温火灾探测系统,设计了一个新型火灾探测系统的信号转换处理器,它不仅使火灾探测系统的监控目标的数量突破目前解调器技术限制的数目,而且使I2C总线电容可达400PF,从而可使探头数目比现有的探头数目得到成倍增加和实现了各个传感器的报警温度值能任意独立设置的功能。论文的主要工作如下:1、通过对当前国内火灾探测系统存在的测点少、数据处理慢等问题的研究,拟定用光纤光栅作为火灾探测系统的探头,I2C总线作为智能数字节点的解决方案;2、通过I2C总线对智能节点的参数设置,使所挂接的探头数目比现有的探头数目得到成倍增加,而且可实现各个传感器的报警温度值能任意独立设置和自检功能,利用PIC16F877芯片自带I2C总线、存储器和模数转换电路,扩大了智能节点的信息处理能力;3、论文研究的新型信号处理器,将光纤光栅感温传感器探头传输过来的信号通过挂接在PIC16F877芯片内部自带的10位精度的A/D转换通道进行转换、处理并于智能节点中设定的报警温度值组成火警阈值识别组件,并通过D/A输出的模拟电压来调节光纤F-P滤波器的腔长,以达到设置报警温度的目的;4、通过用温度节点芯片DS18820,开发了数模转换模块、液晶显示模块和键盘电路等其它硬件和相关软件组成实验模拟系统,通过系统的可靠性和灵敏度实验验证表明,论文所研究火灾探测系统工作稳定可靠。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 第一章 选题的背景和意义
• 1.1 国内火灾报警系统概述
• 1.2 目前国内火灾报警系统的缺限
• 1.3 选题研究的意义
• 第二章 光纤光栅感温火灾探测系统
• 2.1 光纤光栅感温火灾探测系统组成
• 2.2 光纤光栅感温传感器
• 2.3 信号处理器
• 第三章 新型信号处理器的设计
• 3.1 信号处理器的功能
• 3.2 信号处理器的结构
• 3.3 信号处理器的特点
• 第四章 信号处理器的硬件设计
• 4.1 温度检测模块的选择
• 4.2 模/数转换电路的设计
• 4.3 数/模转换模块的选择
• 4.4 液晶显示模块的选择
• 4.5 键盘的选择
• 4.6 下位机与上位机之间的硬件连接
• 第五章 信号处理器的软件设计
• 5.1 下机位程序流程图
• 5.2 上位机程序流程图
• 第六章 系统运行实验及数据分析
• 6.1 温度测量精度测试
• 6.2 按键设置测试
• 6.3 蜂鸣器对设置报警温度闭值的报警能力测试
• 6.4 蜂鸣器对设置报警温度变化率的报警能力测试
• 6.5 D/A输出电压与设定的温度阈值关系测试
• 6.6 实验总结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附件