1、畢業設計（論文）開題報告設計（論文）題目: 消防樓道應急照明 電源系統的設計 院 系 名 稱: 電氣與信息工程學院專 業 班 級: 電氣12-1 學 生 姓 名: 施蘇東 導 師 姓 名: 初紅霞 開 題 時 間: 2016.3.18 指導委員會審查意見： 簽字： 年 月 日一、 課題研究的目的和意義一、課題研究的目的和意義本設計以應急照明為研究對象，應急照明是現代公共建筑及工業建筑的重要安全設施，他同人身安全和建筑安全緊密相關。建立一個完善的消防樓道應急照明電源系統，對人員疏散，消防救援工作具有很大幫助，與此同時，這對重要的生產，工作的繼續運行也有重要作用。當建筑物發生火災或者其他災難的時候

2、，電源中斷，應急照明就顯得格外重要，他能夠幫助人們安全撤離，減少混亂，能夠有效的保障了人們的生命安全和財產安全。近年來，隨著我國經濟的不斷發展，大型公共建筑越來越多，尤其是人員較為密集、疏散出口較多的大規模商業場所、交通樞紐等，由于其內部建筑結構復雜，人員集中，緊急狀況下的人員疏散是一個很重要的問題，因此，消防應急照明系統是非常重要的安全設施，是保證建筑物內人員及時疏散的前提，有利于救援工作的順利進行。應急照明是正常照明系統因電源發生故障，不能再提供正常照明的情況下，供人員疏散、保障安全或繼續工作的照明。當今應急照明己經備受關注，而應急照明電源的選擇更成為關注的焦點。目前，我國城市發展十分迅速

3、，大型公共建筑物內部結構復雜，人員高度密集，一旦發生火災，由于缺乏逃生訓練和疏散經驗，當面臨多條逃生路徑時，如無恰當的疏散誘導和指揮，容易造成混亂，發生人身安全事故。近年來國內外發生了一系列因火災時人員疏散不當造成的群死群傷惡性事件，其中大部分傷亡人員是由于找不到明確的逃生路線和方向，受火災現場的煙熏致死。目前國家現行的建筑設計防火規范對火災探測報警系統和疏散指示的設置進行了嚴格的規定，但它們分別獨立工作，彼此之間沒有密切聯系和科學合理的協調聯動關系，尤其是目前工程中普遍使用的疏散指示標志，絕大部分是固定方向指示，存在著當疏散線路或其指示的安全出口附件發生火災時仍然將人員引向危險區域的方向誤導

4、隱患。而人員疏散安全，不僅與起火位置和蔓延方向有關，還與疏散路線及相關疏散設備動作狀態有關。這種系統有著巨大的技術優勢和實用價值，對改變我國現有消防安全疏散現狀有著非常重要的意義。二、課題研究現狀及分析隨著科技的進步和社會化功能的需要，單體建筑的面積越來越大，建筑高度越來越高，聚集的人員越來越多。一旦建筑物發生火災，在正常電源被切斷時，如果沒有事故照明和疏散指示標志等應急照明燈具，受困人員往往因找不到安全出口而發生擁擠、碰撞、摔倒等現象。尤其是高層建筑、影劇院、禮堂、歌舞廳等公眾 聚集場所發生火災后，由于人員擁擠，對場所情況不熟悉，更是極易造成較大的傷亡事故。所以良好的應急照明系統是一個相當重

5、要的安全設施，是建筑物內人員的安全和及時疏散的前提，并有 利于救援工作的順利進行，從而最大限度地減少人員的傷亡與降低財產的損失。GB 50133- 1990民用建筑照明設計標準在附錄中對應急照明的解釋為:因正常照明的電源發生故障而啟用的照明，也稱事故照明。由于大部分應急照明都是在火災發生的情況下啟動的，使電氣設計工程師在觀念上認為應急照明就是火災狀態下的應急照明，而忽略了其他情況下對應急照明的需求。實際上，GB 50133- 1990民用建筑照明設計標準所指應急照明的范圍要比火災應急照明大得多。照明電源故障，除正常電源停電外，還包括火災、地震、防空等緊急情況下照明電源的失能。因此，應急照明系統

6、不僅要滿足防火規范要求的火災應急照明要求，還要滿足其他規范或標準對應急照明系統的要求，尤其應滿足正常電源停電情況下對應急照明的需要。 應急照明系統的供電方式主要有兩種:一種是分散式供電，即每個應急燈自帶備用電源，正常電源切斷時，備用電源自動投入，啟動應急照明;另一種方式是集中供電，也就是應急電源(EPS)。在這種方式下，應急燈本身不帶電源，正常照明電源故障時由EPS供電。隨著EPS在建筑工程中的日益普及，原來的分散式供電方式逐漸被以EPS作為集中供電電源的方式取代。可是，目前大多數EPS應急照明控制方式只能實現火災應急照明，而在停電情況下不能實現應急照明。為此，有必要找出有效的控制方法來完善應

7、急照明系統，實現停電和火災應急照明。三、基本內容和預期達到的目標設計的主要內容：設計一個消防樓道應急照明電源系統，內容包括整個電路框圖的確定、主拓撲結構的確定、電路的設計、主要元器件參數的計算與選型、實際電路的制作與調試、各主要參數的測量與數據分析、撰寫設計論文。 設計目標：電網電壓范圍：AC175AC265V 負載為10個LED,共10W 要求在停電以后LED燈被迅速點亮，照明維持時間2小時以上。 電網有電時，完成對蓄電池的充電。 充電和LED供電電源的效率：75% 充電電源具有防過充功能。四、整體方案根據前期的實踐和研究，提出本設計的整體方案，如圖1所示。其中系統包括EPS電源組件、LED

8、照明系統和控制室內控制系統組成。EPS電源系統是系統的備用電源部分，主要功能是電能儲存和電源切換;LED照明系統主要由整流濾波電路,LED驅動電路,LED燈組組成。LED恒流源電路是提供LED燈組恒定電流的驅動部分，接收來自控制室內的控制信號，調節LED燈的亮度、控制室內的控制系統包括操作面板，處理器MCU部分，主要是人機交互和調光控制命令輸出。 控制系統以MSP430單片機為控制核心設計了系統控發送和接收端裝置，控制器發送端主要安裝在控制室內，通過操作面板實現人機交互，而接收端連接恒流源，接收發送端的控制命令，發出不同占空比的PWM信號，控制恒流源調節LED燈組，驅動LED工作在不同的狀態。

9、圖1 系統設計框圖五、技術路線或者研究方法一此次設計的目標為消防樓道應急照明電源系統的設計，其中關鍵為照明電源，消防應急照明，按照圖2的技術線路圖所示。 圖2技術線路圖1.電源選擇(1)獨立的雙電源 其優點是成本較低，容量大、轉換時間快、壽命較長; 缺點是對供電電源和線路的可靠性要求高，在雙電源切換的間隙，應急照明會出現間斷。如果雙電源均出現故障，仍不能滿足安全疏散要求。(2)燈具自帶的蓄電池 其優點是設計簡單，增減燈具方便，且燈具之間相對獨立，互不十擾，轉換迅速，使用靈活，電池損壞影響面較小; 缺點是價格較高，使用不善容易損壞，維修，維護成本高，使用壽命相對較短，對蓄電池的質量要求較高。如果

10、燈具的電源被意外切斷，應急燈就進入放電狀態，會使燈具的壽命受到影響，缺點是電源部分發生故障，將會影響整個系統的使用。(3)EPS電源 其優點是照明的質量高，成本較低，壽命較長，系統可靠性高，維修管理方便，使用靈活，并可對蓄電池組的充放電狀態、電壓、電流進行監測;缺點是電源部分發生故障，將會影響整個系統的使用。綜上所述，根據設計目標，選擇EPS電源。2.照明燈具選擇 消防應急照明按功能分一般包含三大類備用照明、安全照明、疏散照明。(1)備用照明:所謂的備用照明是指在正常照明電源發生故障或失效時，為確保正常工作或活動繼續進行而設置的應急照明部分。(2)安全照明:所謂的安全照明就是指在正常照明電源發

11、生故障或失效時，為確保處于潛在危險中的人或物的安全而設置的應急照明部分。(3)疏散照明:所謂的疏散照明就是指在火災發生后，正常照明系統因故障或被控而熄滅，在人員密集的公共場所中，為使人們能安全進行疏散和引導人們迅速撤離危險場所而裝設的照明，如疏散走道照明和應急照明等。應急照明光源一般使用白熾燈、熒光燈、鹵鎢燈、LED、場致發光光源等，不應使用高強氣體放電燈。根據設計目標，選擇10個LED燈，共10w,即10個1w的LED燈，1w的LED燈壓降大約為3.3V，電流300mA。二.控制系統以MSP430為核心。MSP430單片機稱之為混合信號處理器，是由于其針對實際應用需求，將多個不同功能的模擬電

12、路、數字電路模塊和微處理器集成在一個芯片上，以提供“單片機”解決方案。該系列單片機多應用于需要電池供電的便攜式儀器儀表中。MSP430 系列單片機的各系列都集成了較豐富的片內外設。它們分別是看門狗（WDT）、模擬比較器A、定時器A0（Timer_A0）、定時器A1（Timer_A1）、定時器B0（Timer_B0）、UART、SPI、I2C、硬件乘法器、液晶驅動器、10位/12位ADC、16位- ADC、DMA、I/O端口、基本定時器（Basic Timer）、實時時鐘（RTC）和USB控制器等若干外圍模塊的不同組合。MSP430 系列單片機的這些片內外設為系統的單片解決方案提供了極大的方便。

13、 三然后根據設計目標，進行電路設計，完成之后，便可進行主要元器件參數的計算與選型、實際電路的制作與調試、各主要參數的測量與數據分析等后續工作。六、進度安排序號起止時間工作內容1第一周第三周查閱資料，完成開題報告2第四周第六周查資料、設計系統方案及論證。3第七周第九周基本完成硬件部分設計4第十周第十三周完善硬件部分設計并完成軟件部分設計5第十四周第十五周經檢查完成畢業設計和原理圖部分6第十六周完善畢業設計和完成實物7第十七周畢業答辯參考文獻1李慶坤.石乃品.林秀福.于應急照明的一點思考J.科技致富向導.2008（5）：392BROWNJ. Providing Emergency Care Dur

14、ing a Power Outage. August 2003J.Disaster Management & Response 2004 2(1)：20-23 3RAM K G. ESSA G A. Impact of Emergency Shutdown Devices on Relief SystemSizing and ResignJ. Journal of Loss Prevention in the Process Industries 2009 22(1)：35-44 4談小元.停電應急照明燈J器件與元件.1999.179（3）：515汪宏武.基于MSP430單片機的溫控系統的設計J.電子設計工程.2012.20(