防火卷帘门智能控制电路设计.docx

防火卷帘门智能控制电路设计

姓名： 吉祥
学号： 1402080219
指导老师： 魏红

一，摘要：
对于防火卷帘门智能控制电路的设计，由于对控制器的硬件和软件的设计做了一定的分析，结合其他的设计方案（纯电路或者是其他芯片的硬件），基于51单片机的防火卷帘门控制器是一种经济实惠的方法
二，引言及原理：
近年来火灾事故频繁发生，特别是一些大型的公共场所，一旦发生火灾造成的人、财物的损失非常巨大。用户对火灾报警和消防系统的要求越来越高。通过对一些大型公共场所火灾事故的分析，排除火灾现场水源不足，或水压不足，以及消防通道不畅通等因素外，现有的消防割断也没有起到应有的作用，这也是致使火灾抢救困难，造成巨大经济损失的关键因素。因此，许多生产部门逐渐开发了电脑控制的防火卷闸门，但其功能及控制要求也不能满足用户的要求。
基于上述原因，本文设计的防火卷帘门控制系统，满足了防火卷帘门的控制要求，也满足了用户的使用要求。其主要功能是火灾发生时能够自动逃生，火灾时，防火卷闸门按指令下降至中停位置等待人员逃生，过中停时间后将继续下降至全关闭。同时本设计还设置了紧急逃生程序，当卷帘过中停位置后的任一时刻，如果仍有人员未能逃离危险区，可按动升、降、停任意一键卷帘降自动升起至中停位置停留到事先设定的时间后，又将自动下降至关闭状态(此过程可以多次重复)即充分保证人员安全地从火场撤离，同时又使卷帘达到阻火功能。
中停时间：火灾发生后当有人按任意按钮，防火自动升起到一定的高度后，自动停止，停止一段时间，防火门自动关闭，停留的时间叫中停时间。
中停高度：火灾发生后当有人按任意按钮，防火自动升起到一定的高度后，咱动停止，停止一段时间，防火门自动关闭，上升到的高度中停高度。
中停时间和中停的高度都是设计成可以由用户自由设定的。
三，硬件设计：
本系统以AT89C51为核心，外围扩展一些驱动线路控制整个系统。单片机的9脚是复位键，无论何时按下此键，都必须回到初始状态；P3．0是火警信号的输入端；P1．6～P1．7连接的两个按键是设定中停时间的，可在1"-'99 s之间设定。P1．6口控制的键设定个位，按下此键右边的数码管亮，按一下数码管加1，可在0-9之间变化，P1．7口控制的键设定十位；P1．4口连接的键用于设定中停位置。P3_3、P3．4、P3．5口控制的三个键分别控制“停”，“升”，“降”。本设计可以在0-99秒之间任意设定时间并有数码管显示，中停位置也可以任意设定，其返回位置就是所设定的位置，在中停后下降任意时刻按动升、降、停任意键门都将返回到中停位置。
系统采由单片机AT89C51控制，P0口当做接151使用和七段译码芯片74LS247相连，从P0 151输出2位BCD码经过74LS247译码形成数码管的段码。 数码管用于设定中停时间时的显示。两只数码管并联使用，共用一个位选信号，这样做节省口线，这个位选信号由P1．0口控制。交流接触器Cl、C2由两个双向晶闸管KS驱动，Cl吸合交流电机正转，C2吸合控制交流电机反转，交流接触器Cl、C2的互锁是由软件控制的。光电耦合器MOC3041的作用是触发双向晶闸管
KS以及隔离单片机系统和接触器系统。光电耦合器MOC3041的输入端接7407，由单片机的PI．1、P1．2端控制，当P1．1输出低电平时，双向晶闸管KS导通，接触器Cl吸合，交流电机正转。当P1．1端输出高电平时，双向晶闸管KS关断，接触器C1释放。MOC3041内部带有过零控制电路，因此双向晶闸管KS工作在过零触发方式。接触器动作时，电源电压较低，这时接通用电器，对电源的影响较小。
在实际应用中，对器件的选择和保护也是很关键的。双向晶闸管的选择要满足：额定工作电流为接触器线圈工作电流的2～3倍；额定工作电压为交流接触器线圈工作电压的2"-'3倍，对于中、小型220V工作电压的交流接触器，可以选择3A／600V 的双向晶闸管；晶闸管KS两端连接了电阻，电容串联的RC回路组成滤波环节，作用是使晶闸管KS上的电压上升率下降，因为太大的电压上升率，对双向品闸管KS也是不允许的。 直流继电器Jl是控制声光报警用。直流继电器的动作由单片机AT89C51的P3．2端控制，P3．2端输出低电平时，继电器Jl吸合，P3．2端输出高电平时，继电器J1释放。采用这种控制逻辑可以使继电器在上电复位或单片机受控复位时不吸合。当继电器释放时，由于继电器线圈存在电感，此时晶体管Tl处于截止状态，所以会在线圈的两端产生较高的感应电压。这个感应电压的正极接在了晶体管T1的集电极上，当感应电压和Vc之和大于晶体管Tl的集电结反向耐压时，晶体管Tl有可能损坏。因此在继电器线圈的两端加入～个二极管D，继电器线圈产生的感应电流由二极管D流过，因此不会产生很高的感应电压，晶体管Tl得到了保护。
硬件图如下：
四，软件的设计：
主程序流程：

中断程序流程：

在系统处于正常工作状态时，在检测到火警信号后，首先是报警装鹭启动，火警指示灯亮，防火卷帘门开始下降到中停位置停留一段时间(可以在1～99 S设定)，当中停时间到，门继续下降。这时无论升、降、停任一按钮按下， 门都再次上升到中停位置，如果没键按下，检测门是否到下限位，如果到则自动关闭，否则继续下降。因为消防条例要求，防火卷闸门上不允许安装任何传感器的，所以控制门的上升、下降和停在中间的位置必须由软件控制。根据防火卷闸门控制系统的要求，该程序主要包含两部分：主程序和中断服务程序。主程序包括三部分：初始化、键盘扫描、显示程序。系统加电复位后，随机存贮器RAM 单元中的数是随机的，而且单片机复位后各寄存器及接口状态也不是系统所需要的，所以首先要把内存清零，然后按系统要求的初始状态进行初始化。中断服务程序，主要是对防火卷帘门的中停高度及中停时间的设定及采样数据的。
四,目前的进展：
由于程序还有待改进，就暂时不打出来了，目前已实现了升和停的功能，正在反复检验程序的正确性和硬件各个部分的连接是否良好，器件是否完好，包括芯片，元件和接口装置。最近程序有时下不进去或者是调试时不够灵敏，估计单片机芯片有点问题要有所更换。进展差不多就这些了。