دانلود تحقیق سیستم های اطفاء حریق

چکیده سیتم اعلان و اطفاء حریق به عنوان یک سیستم امنیتی برای کارخانجات ومراکز عمومی و ادارات کاربرد فراوانی دارد.و در صورت حس کردن حرارت ویا دود سیستم آلارم می دهد و می توان بگونه ای برنامه ریزی کرد که بتواند از حریق جلوگیری نماید.

کلمات کلیدی: سنسور گاز و حرارت, میکروکنترولر فصل اول سنسو رها: شماتیک سیستم اعلام حریق سامانه اعلام حریق، به مجموعه‌ای از قطعات الکترونیکی گفته می‌شود که وظیفه آشکارسازی حریق در اماکن مختلف را بر عهده دارد.

انواع سامانه‌ های اعلام حریق سامانه‌های اعلام حریق به سه گروه آدرس پذیر، متعارف و بدون سیم (وایرلس) تقسیم می شوند که هر یک از این سامانه ها خود به دو گروه خودکار و دستی تقسیم می‌شوند.

در سیستم‌های دستی، شستی اعلام حریق، تنها منبع تشخیص حریق است.

درواقع کار تشخیص حریق در اینگونه سیستم‌ها فقط به انسان سپرده شده‌است و در مکان‌هایی که انسان حضور ندارد، کاربردی ندارند.

بر خلاف اینگونه سیستم‌ها، سیستم‌های اعلام حریق خودکار، وابستگی کمتری به تشخیص انسان دارند.

سیستم‌های خودکار، به دو گروه آدرس‌پذیر، و غیر آدرس‌پذیر تفکیک می‌شوند.

در سیستم آدرس‌پذیر، علاوه بر اعلام حریق، محل دقیق وقوع آن نیز مشخص می‌شود.

استانداردهای سیستم های اعلام حریق از جمله استاندارد های سیستم های اعلام حریق می توان به UL، LPCB، EVPU، EN-54، NFPA72، BS5839 نام برد.

استانداردهای دیگر: CE، VDS، CQST، TUV و ....

.

اجزای تشکیل دهنده سیستم‌های اعلام آتش سوزی سامانه های اعلام آتش خودکار قدیمی، معمولاً از یک حسگر یا آشکارساز که خود متصل به خروجی صوتی بود، تشکیل شده بودند.

ولی این سیستم‌ها در سال‌های اخیر، دیگر مورد استفاده قرار نمی‌گیرند.

سامانه های جدیدتر معمولاً از تعدادی شستی اعلام حریق و تعدادی حسگر یا آشکارساز (Detector)، یک سامانه پردازش مرکزی و چند خروجی تشکیل می‌شوند.

آشکارسازها حسگرها و آشکارسازهای اعلام آتش، (بسته به اینکه به کدام مشخصه آتش حساس باشند) در گروه‌های آشکارسازهای دود، آشکارسازهای حرارت، آشکارسازهای منو اکسید کربن، آشکارساز شعله و آشکارسازهای ترکیبی جای دارند.

حسگر دود حسگرهای دود کار تشخیص دود در محل را برعهده دارند.

این حسگرها معمولاً در دو گروه حسگر نوری و حسگر یونیزاسیون جای می‌گیرند.

حسگرهای نوری با ارسال علایم نوری به یک گیرنده (که در داخل خود حسگر مسقر است) میزان تغییر و کاهش نور رسیده را اندازه گیری می‌کنند و اگر تغییر آشکاری در میزان نور دریافتی مشاهده کنند، آن را به آتش تعبیر می‌کنند.

حسگرهای یونیزاسیون، شامل دو صفحه نزدیک به هم (الکترودها) هستند و از هوای محیط به عنوان الکترولیت استفاده می‌کنند.

چنانچه تغییر ناگهانی در غلظت هوای محیط روی دهد، حسگر آن را به آتش تعبیر می‌کند.

حسگرهای یونیزاسیون، حاوی مقادیر کمی مواد رادیواکتیو بوده (برای یونیزه کردن ذرات موجود در هوای اطراف الکترودها)و برای همین عمر دائمی ندارند.

حسگرهای حرارت، کار تشخیص حرارت در محل را بر عهده دارند.

روش کار این حسگرها کاملاً مشابه جفت دما یا ترموکوپل یخچال‌های خانگی است.

این حسگرها در داخل خود دو صفحه از مواد متفاوت و چسبیده به هم دارند که با گرم شدن و یا سرد شدن، جهت خم شدن صفحه ترکیبی تغییر می‌کند و باعث اتصال جریان می‌شود.

انواع جدیدتر این حسگرها دارای دماسنح بوده و به تغییرات درجه حرارت حساس می‌باشد.

حسگرهای ترکیبی، حسگرهایی هستند که از ترکیب یک حسگر دود و یک حسگر حرارت بوجود آمده‌اند و می‌توان خروجی آنها را بسته به حساسیت محل و تعداد اعلام‌های اشتباه بر روی و/یا تنظیم نمود.

روشن است که در حالت «یا» تعداد اعلام‌های اشتباه بیشتر بوده و در حالت «و» اعلام با تاخیر بیشتری صورت می‌گیرد.

سامانه مرکزی سامانه متصل به رایانه سامانه مرکزی، یک سامانه تشخیص آتش سوزی است.

در این سامانه اعلام‌های حسگرها تجزیه و تحلیل شده و برای اعلام حریق یا در حالت‌های مشکوک، اعلام نیاز به بازبینی انسان تصمیم گیری می‌شود.

این سیستم‌ها اغلب یه صفحه کلید برای ورود فرامین توسط انسان و مانیتور برای مشاهده فرامین مجهز هستند.

این سیستم‌ها امروزه یه رایانه متصل شده و از طریق نرم‌افزار مخصوص خود، برنامه را دریافت می‌کنند.

یکی دیگر از وظایف این سیستم‌ها انتخاب نوع خروجی (آژیر خطر عمومی، آژیر خطر در جاهای خاص، تماس با مرکز آتش نشانی و سایر خروجی‌ها) است.

خروجی‌ها خروجی سامانه های اعلام آتش سوزی، بسته به محل وقوع یا نوع آتش ایجاد شده، می‌تواند شامل موارد مختلفی باشد.

تماس خودکار با آتش نشانی محلی، روشن نمودن تابلوهای خروج اضطراری، فعال سازی سامانه آتش خاموش کن خودکار، به صدا درآوردن آژیرهای خطر، قفل کردن یا از حالت قفل خارج کردن دربهای محل‌های مختلف (مانند در خروجی‌های اضطراری) همگی از مواردی است که می‌تواند بسته به تصمیم سیستم انجام شود.

سیم کشی دو روش کلی برای سیم کشی سیستم‌های اعلام آتش وجود دارد.

روش حلقه‌ای (Loop) یا روش ستاره‌ای.

در قدیم که سیستم‌های آدرس‌پذیر وجود نداشتند، اغلب از روش حلقه‌ای استفاده می‌شد.

در این روش، حسگرها برروی یک حلقه مستقر بودند و این حلقه، از اتاقی به اتاق دیگر، و از حسگری به حسگر دیگر می‌رسید.

بعدها، تصمیم بر این شد که هرگروه از حسگرها که مربوط به محلی خاص در ساختمان هستند، با رشته سیم مجزایی به سیستم مرکزی متصل باشند تا بتوان تشخیص داد که آتش سوزی دقیقاً در کدام محل رخ داده‌است.

با پیشرفت فناوری، سیستم سیم کشی مجدداً به حالت حلقه‌ای بازگشته‌است.

به این مفهوم که جریان تغذیه توسط دو رشته سیم و جریان اطلاعات توسط دو رشته دیگر با سیستم مرکزی می‌رسد.

برای هر حسگر کد مخصوصی اختصاص داده شده‌است و سیستم بدون نیاز به سیم کشی مجزا برای هر حسگر، آن حسگر و محل قرار گیری آنرا به خوبی (از روی کد مخصوصش) می‌شناسد.

ارسال کدها و اطلاعات بین حسگرها و سیستم مرکزی در هر ثانیه چندین بار صورت می‌گیرد و حسگر حتی نیاز خود به سرویس و تعمیر را نیز به سیستم مرکزی اعلام می‌نماید.

مونیتورینگ سامانه های اعلام و خاموشی آتش خودکار معمولاً از یک نمایشگر در قسمت‌های پر تردد یا نگهبانی‌ها که به صورت ۲۴ ساعت حضور دارند استفاده می‌شود که این پنل‌ها را Mimic panelمی‌نامند جستجو در ویکی‌انبار در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ سامانه اعلام حریق موجود است.

سامانه اعلام حریق متعارف سیستم اعلام حریق متعارف سامانه متعارف از قدیمی ترین انواع سیستم‌های اعلام حریق است که علی‌رغم تغییرات کیفی اندک، هم چنان مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در این سیستم چندین حسگر(Detector) و شستی که یک منطقه از ساختمان را پوشش می‌دهند در قالب یک مدار به هم پیوسته، به تابلوی کنترل مرکزی متصل می‌شوند.

بنابراین هر مدار نمایندهٔ یک منطقه‌است.

در ساختمان‌های عمومی اعلام ناشی از حریقی کوچک ممکن است موجب هراس تعداد زیادی و یا اخلال در روند معمولی فعالیت‌ها گردد از این رو در این اماکن استفاده از پیش پیام سیستم‌های دو مرحله‌ای مناسب تر است.

همان گونه که در تصاویر مشخص است، نحوهٔ هم بندی تجهیزات کشف و تشخیص نسبت به تابلوی کنترل مرکزی به صورت شاخه‌ای و یا به عبارت دیگر شعاعی است.

هر تابلوی کنترل مرکزی متعارف می‌تواند ۲،۴،۸ و یا مدارهای بیشتری را پشتیبانی کند.

سامانه اعلام حریق آدرس پذیر اصول کشف و تشخیص حریق در سامانه های آدرس پذیر، مشابه سیستم‌های متعارف است، به جز این که در این گونه سیستم‌ها، هر یک از حسگر(Detector)های اتوماتیک و یا شستی‌ها دارای آدرس منحصربه‌فردی هستند که از طریق آن تابلوی کنترل مرکزی قادر به شناسایی و تعیین هر یک از آن هاست.

کنترل پنل مرکزی اعلام حریق با استفاده از پروتکل های ارتباطی، اطلاعات وضعیت هر یک از تجهیزات اعلام حریق را تجزیه تحلیل کرده و در هنگام وقوع حریق و یا خطاا در سامانه محل دقیق آلارم و یا خطا را مشخص می کند.

این سیستمها به دو صورت حلقه و شاخه پیکربندی می‌گردد.

در گذشته برای آدرس دهی دتکتورهای آدرس پذیر از کلیدهای دهدهی (دو کلید گردان با شماره های 0-9) استفاده می کردند.

بعدها از دیپ سوئیچ ها(0-127) استفاده شد.

اما امروزه از کدی که درون میکروپروسسور داخلی تجهیز آدرس پذیر وجود دارد استفاده می شود.

1-1 سنسور دمای LM35 :سانتیگراد می باشد.

LM35 نیازی به کالیبره شدن ندارد زیرا ذاتا کالیبره است.

خروجی آن mv10 در ازای هر درجه سانتیگراد است.

این سنسور دارای دقت در دمای اتاق و در تمام بازه کاربردی آن یعنی از -55 تا -150 است.

امپدانس خروجی کوچک، خروجی خطی و کالیبراسیون دقیق ذاتی آن ارتباط با آن را برای بازخوانی و کنترل مدارات ساده می کند.

از آنجائیکه این سنسور تنها ma60 از منبع جریان می کشد، خیلی کم افزایش دمای داخلی پیدا می کند ( کمتر از 0.1 درجه در دمای اتاق ).

خلاصه ای از خصوصیات LM35 عباتست از : ● کالیبره شده داخلی بر حسب سلسیوس.

● دارای مقیاس خطی .

● دقت تضمین شده 0.5 ( در دمای 25 ) ● بازه مجاز -55 تا -150 درجه سانتیگراد.

● قیمت مناسب پایین.

●کار با ولتاژهای 4 تا 30 ولت.

● جریان درین کمتر از 60.

● تولید گرمای داخلی کمتر از 0.08 .

● عملکرد غیر خطی تنها در حدود .

● امپدانس خروجی پایین، برای بار .

مشخصات دقیق تر برای انواع سریهای LM35 و همچنین انواع بسته بندیهای آن در انتهای پایان نامه بصورت ضمیمه آورده شده است.

شکل 1-1 اشکال مختلف سنسور دماLM35 سنسورهای گاز سنسورهای زیر هر کدام برای گازهای مختلف کار برد دارند.

شکل2-1 اشکال ظاهری انواع سنسورهای گاز سری MQ سنسور گاز MQ 2 توسط این سنسور می توان گازهای از قبیل :بوتان,متان,الکل,دود را تشخیص دهد.

از 6 بایه تشکیل شده است,که دو بایه آن یکی A,B می باشد ودو بایه آن H می باشد.

که بایه های H به یک فیلامان متصل می باشد و بایه Aویکی از بایه های H به 5 ولت متصل شده است و بایه دیگر H به زمین متصل شده است.

بایه B خروجی سنسور می باشد و برای تنظیم ولتاز خروجی توسط یک مقاومت 3/3 کیلو اهم به زمین متل شده است.

اجزاء داخلی سنسور و نحوه بایاس کردنMQ2 در شکل 1-3 نشان داده شده است.

شکل3-1 مدار داخلی سنسور mq2 و نحوه ی بایاس آن Gas sensor & Gas detector شکل 4-1 سنسورها و دتکتور های موجود در بازار شکل 5-1 راه اندازی و بایاس سنسور گاز فصل دوم نقش میکروکنترولر AVR در سیستم اعلان و اطفاء حریق مختصری راجع به میکروکنترلرهای AVR : میکروکنترلرهای AVR با ایجاد تحولی در معماری، جهت کاهش کد به مقدار مینیمم توسط شرکت ATMEL ارائه شد که علاوه بر کاهش و بهینه سازی مقدار کدها بطور واقع عملیات را تنها در یک کلاک سیکل، توسط معماری RISC انجام می دهند.

و از 32 رجیستر همه منظوره استفاده می کنند، که باعث شده 4 تا 12 بار سریعتر از میکروهای مورد استفاده کنونی باشند.

خصوصیات ATmega 32 : از معماری AVR RISC استفاده می کند.

- کارایی بالا و توان مصرفی کم.

- دارای 131 دستورالعمل با کارایی بالا که اکثراً تنها در یک کلاک سیکل اجرا می شوند.

- 8×32 رجیستر کاربردی.

- سرعتی تا MIPS 16 در فرکانس MHZ 16.

حافظه برنامه و داده غیر فرار - k 16 بایت حافظه FLASH داخلی قابل برنامه ریزی.

- پایداری حافظه FLASH : قابلیت 000,10 بار نوشتن و پاک کردن.

- 1024 بایت حافظه داخلی SRAM.

- 512 بایت حافظه EEPROM داخلی قابل برنامه ریزی.

پایداری حافظه EEPROM قابلیت 000,100 بار نوشتن و پاک کردن.

- قفل برنامه FLASH برای محافظت از نرم افزار.

قابلیت ارتباط JTAG (IEEE std .

1149.1 ) - برنامه ریزی برنامه FLASH ، EEPROM ، FUSE BITS ، LOCK BITS از طریق ارتباط .JTAG خصوصیات ویژه میکروکنترلر: Power – on reset و Brown – out قابل برنامه ریزی.

- دارای اسیلاتور RC داخلی کالیبره شده.

- دارای 6 حالت Sleep ( Power–Down ، IDLE ، Power–Save ، Standby ، Extended Standby ، ADC Noise Reduction ) - منابع وقفه داخلی و خارجی - عملکرد کاملاً ثابت - توان مصرفی پایین و سرعت بالا توسط تکنولوژی CMOS ولتاژ عملیاتی: v4.5 تا v5.5.

فرکانسهای کاری : 0MHZ تا 16MHZ.

خطوط I/O و انواع بسته بندی : -32 خط ورودی- خروجی قابل برنامه ریزی.

40 پایه DDPI ،44 پایه TQFP ،44 پایه MLF.

ترکیب پایه ها ی ATmega 32 ( DDPI ): شکل 1-2 پایه های atmega32 4-2 بلوک دیاگرام ATmega 32 : شکل2-2 مدار داخلی میکرو کنترولر AVR توصیف پایه ها ATmega 32: VCC : تغذیه ولتاژ دیجیتال.

GND : زمین.

PORTA ( PA7...

PA0 ) : پورت A بعنوان ورودی آنالوگ مبدل A/D عمل می کند.

اگر از پورت A بعنوان مبدل A/D استفاده نشود، بعنوان پورت I/O دو طرفه عمل می کند.

پین های پورت دارای مقاومت Pull-up داخلی هستند.

وقتی که پینهای PA0 تا PA7 بعنوان ورودی استفاده می شوند و بصورت خارجی Pull Down شده باشند، در صورتیکه مقاومتهای Pull-up داخلی فعال شده باشند، آنها بعنوان منابع جریان عمل می کنند.

PORTB ( PB7… PB0 ) : پورت B یک پورت I/O دو طرفه است با مقاومتهای Pull-up داخلی که برای هر پایه اختصاص داده شده است.

پینهای پورت B در حالت ورودی وقتی که بصورت خارجی Pull-Down شده باشند، اگر مقاومتهای Pull-up داخلی فعال باشند، بعنوان منابع جریان عمل