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基于建筑智能化平台的无线火灾自动报警系统设计

王新毅

新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市,830000

摘要: 随着现代建筑的日益增多,建筑火灾自动报警系统成为了保障人们生命财产安全的重要设备。传统的火灾报警系统主要依赖于有线传输,但在大型建筑中,布线复杂且维护困难。为解决这一问题,本文提出了一种基于建筑智能化平台的无线火灾自动报警系统设计。该系统采用无线传感器网络(WSN)技术,具有传输速度快、安装简便等优点。
关键词: 建筑智能化平台;无线火灾;自动报警系统;设计
DOI:10.12721/ccn.2024.157291
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1优化火灾自动报警系统的意义

随着现代社会的快速发展,建筑火灾自动报警系统在保障人们生命财产安全方面的作用愈发凸显。然而,传统的火灾报警系统在大型建筑中,由于布线复杂、维护困难等问题,限制了其应用效果。

无线火灾自动报警系统安装简便,无需大量布线,从而降低了火灾报警系统的维护成本。同时,无线传感器网络的自我修复功能,也在一定程度上减少了系统的故障率,保证了系统的稳定运行。

2优缺点概述

2.1优点

2.1.1安装方便,费用低廉

无线火灾探测器不需要经过复杂的布线安装,也不需要打开通电等操作,只需要在安装位置上安装即可。由于无线火灾探测器不需要花费大量人工和时间成本进行布线,因此可以大大节省安装成本。

2.1.2 灵敏度高,反应及时

传统的有线电气火灾监测系统需要通过布放各种探头,而且这些探头需要定期检测,如果某个探头故障,就会影响火灾报警的准确性。而无线火灾探测器则可以实现全面覆盖,同时可以对反应速度更快,探测更全面以及无死角的火灾进行准确的监测报警,更为精准地指导火灾扑救。

2.1.3 便于扩充和升级,具有通用性

无线火灾探测器可以方便的进行扩充和升级,只需要增加探测器即可。由于无线火灾探测器采用的是全球通用的通讯协议,因此可以和其他品牌的无线火灾报警器进行兼容性配置和组装,方便应用市场的推广和使用。

2.2缺点:

2.2.1 潜在的干扰问题

由于无线火灾探测器采用的是无线信号进行数据传输,因此可能会存在潜在的干扰问题。如果在使用过程中由于信号干扰等问题而导致数据丢失,或者误报等情况就会发生,影响火灾损失的扩大。

2.2.2 依赖电池和电源

由于无线火灾探测器需要采用电池进行供电,而且使用一段时间后由于电池的寿命问题,需要进行更换。如果探测器需要大量使用,不仅对电池有很高的依赖性,而且在使用过程中可能会发生电源供应不足等问题。

3无线火灾自动报警系统设计思路

基于建筑智能化平台,利用无线传感器网络(WSN)技术,构建一种新型的无线火灾自动报警系统。该系统主要由四个部分组成:火灾探测器、数据处理中心、通信模块和报警设备。

3.1火灾探测器

火灾探测器在智能火灾预警系统中起着举足轻重的作用,它就像是系统的眼睛,实时监测着建筑内的火源状况。为了提高火灾探测的准确性,本设计采用了红外线、烟雾和温度等多种传感器进行集成,以便更早地发现火源异常,为火灾的防控争取宝贵的时间。

3.2数据处理中心

数据处理中心负责接收火灾探测器传输的数据,并对这些数据进行深入的分析和处理。它就像是一位智能的分析家,通过对比预设的火灾阈值,准确判断是否存在火灾风险。一旦判断出火灾的可能性,数据处理中心会立即启动报警程序,提醒相关人员采取措施。

3.3通信模块

通信模块负责将数据处理中心处理后的火灾信息传输至报警设备。为了实现火灾信息的快速传输,本设计采用了无线通信技术,如蓝牙、Wi-Fi等。这就像是一条快速的信息高速公路,让火灾信息能够迅速传递到每一个需要知道的人手中。

3.4报警设备

报警设备包括声光报警器和远程报警终端。声光报警器在火灾发生时会立即发出警报,用声音和光线提醒现场人员火灾的危险。而远程报警终端则会将火灾信息发送至相关人员,让他们无论身在何处,都能及时了解到火灾情况,从而采取相应的应对措施。

4软硬件设计

4.1软件系统

(1)控制逻辑设计

系统软件模块面向终端设备使用,设计原则为控制逻辑清晰、软件界面简洁、操作方式简易、数据查询便捷。软件系统整体功能划分为两部分:状态监测和报警管理。其中,状态监测部分分为探测器状态、温度指数、烟雾指数、历史查询等 4 个子系统功能;报警管理分为报警器状态、阈值设置、手动开关等 3个子系统功能。

(2)终端软件设计

系统设计选用桌面计算机作为控制终端,选择 Visual Studio 2019软件并采用 C#语言开发系统管理软件,选用 Access 软件制作数据库用于储存与管理采集数据,通过设计不同模块控件实现系统各功能之间的数据传递。软件系统整体包含交互层、中间层和数据层三层架构。其中,交互层面向用户;中间层用于数据与执行处理;数据层主要为系统的数据存储提供服务。在软件工作流程中,用户可以在软件界面上操作,完成数据传递、调度事件、消息传递以及接口调用和预留,通过中间层形成底层数据和顶层应用的交互融合,实现系统整体功能。  

4.2硬件设计

(1)火灾探测器

火灾探测器硬件设计主要包括传感器模块、信号处理模块和无线通信模块。传感器模块负责实时监测环境中的火源状况,如温度、烟雾和红外线等。信号处理模块对接收到的传感器信号进行处理,将模拟信号转换为数字信号,便于后续数据处理。无线通信模块采用低功耗、高性能的无线传感器芯片,实现火灾探测器的无线组网和数据传输。

(2)数据处理中心

数据处理中心硬件主要包括中央处理器(CPU)、存储器和通信模块。中央处理器负责处理火灾探测器传输来的数据,实现火灾判断和报警功能。存储器用于存储系统参数、历史数据和报警记录等信息。通信模块负责与火灾探测器、报警设备和上级管理系统等进行数据交换。

(3)通信模块

通信模块硬件设计采用无线通信技术,如蓝牙、Wi-Fi等。无线通信模块负责实现数据处理中心与火灾探测器、报警设备等之间的数据传输。为保证通信的稳定性和可靠性,采用信号增强技术和纠错编码技术。

(4)报警设备

报警设备硬件设计包括声光报警器和远程报警终端。声光报警器采用高效、稳定的驱动电路,确保火灾发生时能够立即发出警报。远程报警终端则采用低功耗、高性能的处理器和通信模块,实现火灾信息的无线传输。

4.3网关设计

网关,又称网间连接器、协议转换器,其作用是实现不同网络之间的互连,可用于两个高层协议不同的网络通信。该系统的网关在硬件设计上与网络节点基本一致,由 CC2530 芯片扩展而成,其主要构成为 ZigBee 网络协调器,它将接收到的各网络节点的数据进行处理并通过 WiFi 模块发送至终端控制设备(电脑或手机)。

5结语:

本文提出了一种基于建筑智能化平台的无线火灾自动报警系统设计,通过无线传感器网络技术实现火灾信息的实时监测、处理和传输。与传统火灾报警系统相比,该系统具有安装简便、响应迅速等优点,适用于各类现代建筑。随着无线通信技术和智能化平台的不断发展,未来火灾自动报警系统将更好地为保障人们生命财产安全提供有力保障。

参考文献:

[1]罗小锁.高职建筑智能化工程技术专业实训课程体系的建设研究[J].西部素质教育,2017,3(05):122.

[2]孔颉.无线通信技术在火灾自动报警系统中的应用[J].电子技术与软件工程,2020(23):35-37.