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智能消防炮控制系统设计

喻兴隆  
【摘要】:随着社会经济发展,高大空间建筑和各类化工厂房数量增多,这类场所人员密集,火灾危险性高,救援难度大,传统的水喷淋灭火设施水流量较小、出水分散、灭火效率相对较低,不能满足这类建筑的消防灭火需求。为克服水喷淋灭火设施的缺点,结合当今大空间建筑消防灭火需求及消防炮的发展趋势,设计一套智能消防炮控制系统,实现消防炮自动定位火源并自动灭火。 本论文的主要内容有: (1)分析智能消防炮控制系统的功能要求,选择NXP半导体微控制器LPC1752作为主控芯片,设计电源、调试、ISP、I/O接口等基本外围电路,设计智能消防炮现场总线RS485通讯接口电路,采用MODBUS通讯协议设计消防炮通讯软件。 (2)设计智能消防炮火灾探测方案。分析紫外火灾探测原理,选用日本Hamamatsu公司紫外火焰传感器R2868作为智能消防炮火灾探测定位传感器。设计调理电路将R2868探测输出的微弱电流信号转换为脉冲信号;设计脉冲信号计数电路测量当前辐射强度;设计紫外火焰传感信号滑窗分析算法,完成火灾探测定位。 分析红外火灾探测原理,选用美国PerkinElmer公司的双探测元红外热释电火焰传感器LHI814作为智能消防炮复合火灾探测传感器。设计放大电路放大LHI814探测输出的微弱电压信号,选择微控制器LPC1752自带的12位AD转换器采集电压,设计相应的AD转换程序。 (3)设计DC-DC升压电路。采用脉宽调制开关电源集成控制芯片UC3843A设计单端反激型24V-300V升压电路为紫外火焰传感器R2868提供工作电源。 (4)设计智能消防炮驱动系统。分析智能消防炮对驱动力矩、响应特性的要求,选用86型步进电机驱动消防炮。采用PWM斩波控制步进电机驱动芯片THB6064H设计驱动电路。采用微控制器LPC1752定时器匹配通道输出两路脉冲信号控制水平及俯仰步进电机运转。 完成了传感器选型订购、电路板设计加工及智能消防炮总体功能的基础阶段调试,实现了智能消防炮控制的基本功能。


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