远程的灾害报警系统的设计摘 要火灾自发报警系统在如今的智能建筑中有着非常非常重要的人命保护效果。伴随着传感器技术、无线通信技术、集成电路和微电子技术向前发展的越来越好火灾自发报警系统拥抱着很好的发展机会、千载难逢的机会。本论文目的是弱化火灾自发报警系统的错误通报率和遗漏通报率强化系统的智能化技能。第一地方介绍了火灾的优点、火灾探测原理和建筑火灾模型的架起方法。就有线网络的不好的地方设计了无线通信节点组成了无线通信网络起初就火警系统的需要设计了火灾报警可控装置和火灾自动检测节点这个节点是由两层架构做的。设计了一种架起在嵌入式系统的火灾报警控制系统之上做成了火灾智能判断算法和查验节点的全方位的管控治理。以单片机为内核芯片设计了复合检测节点电路采取收集烟气量、温度和CO量数值信息分析了智能建筑中的火灾特征数值信息值和用了模糊神经网络对火灾着手初控制检出查验乱序、非线的物理实体架构着手初了处置取得了非常好的结果。可全方位用行业人才经验的模糊控制、推理技能和神经网络学习技能、自适应技能等好的方面。就专家早就获得的知识和火灾实验查测出的数值信息给训练和测试样本集完美化模糊神经网络模块最后的东西很好网络模型有非常好的泛化技能。用了附加动量项的东西和自适应学习速率极大强化了网络的收敛速度第三利用了以NRF905的通用无线通信节点为根本弄了无线网络和利用于智能建筑的自动火灾报警系统完成了火灾报警系统里面的无线信息互换。可控装置和检测节点的传送完成了火灾报警系统的集成改好了有线通信网络的不足本论文弄好了火灾报警系统的全方位设计和一些关键技术的研发。最好的结果阐述了模糊神经网络会强化火灾探测精度弱化火警系统的错误通报率强化了系统的智能化档次填好了国内智能火灾探测算法里面的空白。无线网络的利用强化了系统的设计和集成的灵活技能无线网络所以有广阔无垠的发展地方有了极好的研发内涵。最后说了一下智能建筑火灾报警系统的前景方向给出了几个需要进一步研发和探讨的东西。关键词:火灾自发报警系统嵌入式系统模糊神经网络无线通信网络Design of Remote Disaster Alarm SystemAbstractThe automatic fire alarm system (FAS) is vital to the modern intelligent buildings (IB) for fire safety. As technology of the sensor, the wireless communication, the integration circuit and the micro-electronics gradually progresses, the FAS meets an excel lent opportunity. The purpose of this study was to reduce the distortion alarm rate and failure alarm rate, and improve the system intelligence level of FAS. The characteristics of the fire process, the fire modeling design approach and the principle of fire detection are presented. The fuzzy neural network (FNN) algorithm is introduced to complexity fire detection. Furthermore, the wireless communication node is designed, and a wireless communications network (WCN) is set up to fill up the deficiency of wire network. According to the requirement of FAS, a two-level architecture system composed of a FAS 一氧化碳ntroller and detection node is designed. The FAS controller is designed based on embedded system for achieving the fire detection algorithm and managing the detection nodes designed based on MCU for collecting and transforming the smoke concentration signal, temperature signal and co concentration signal. Analysis of the fire signal characteristic of IB is described. The FNN intelligent algorithm is applied to fire detection which is a complex non-linear structure system. The expertise, reasoning ability of fuzzy system and learning, self-adaptability ability of neural networks are utilized to deal with fire detection. The FNN training and testing are accomplished based on the sample set supplied by expert knowledge and fire tests. The result indicates the FNN model has a satisfactory generalization ability Furthermore, the accessional momentum and the adaptive learning rate method which can accelerate the convergence rate of the FNN are presented. The universal communication node is designed based on nRF905, and the WCN is set up and applied to FAS of IB to realize the communication between the FAS controller and the detection nodes, system integration of the FAS, and fill up the defect of wire communication networks. The FAS design and some key technologies have been completed. Research proves that FNN can improve the accuracy of fire detection, reduce distortion alarm rate and failure alarm rate, improve the intelligent level of FAS, and fill up the deficiency of domestic fire detection. The flexibility of FAS design and integration is further enhanced by utilizing the WCN, which is of great value to further research and has enormous room for growth. In conclusion, the prospect of FAS in IB and the further study and issue are proposed, respectively.Key words: Automatic fire alarm systems, Embedded system, Fuzzy neural network, Wireless communications network目录第一章绪论 4第2章火警系统的总体方案设计 52.1系统的设计原则 52.2系统总体方案设计 52.2.1系统硬件总体构架 52.2.2系统软件总体构架 62.3系统的设计的大部分器件选型 62.3.1嵌入式处置器选型 62.3.2单片机选型 72.3.3传感器选型 72.3.4无线收发芯片选型 82.4嵌入式操作系统的选择 82.5本章小结 8第3章火警系统的硬件设计 83.1火灾报警可控装置设计 83.1.1火灾报警可控装置硬件架构 93.1.2存储器电路 93.1.3时钟与复位电路 93.1.4电源电路 93.1.5液晶显示电路 103.1.6键盘电路 103.2火灾复合探测节点设计 103.2.1探测节点的硬件架构 103.2.2探测节点关键电路 103.2.3前端信息调理电路 103.3无线通信网络 113.3.1无线通信节点设计 113.3.2电路的抗干扰措施 113.4报警及联动模块 113.5本章小结 12第4章总结 12致谢 13参考文献 13第一章绪论我国智能建筑越来越厉害、消防系统也越来越好火警设备的利用和研发路程也越来越好。我国颁布的设计标准着手初使智能建筑说成为用建筑物为基台拥有信息设施、信息化利用、建筑设备、公共安全等很多其他系统把系统、架构、管理、服务和优化系统合成一个整体有了安全系数高的建筑大环境。新标准是一个里程碑他变化很多把我国建筑智能化进程推向一个新高度促进了新的发展。最近这些年来很多高科技成绩现在利用在智能建筑物当中多种多样的智能化设备在用相关的火警系统是智能建筑自动化系统里面的很非常重要的地方。我们习惯说到“预防重于火”但预防是没有完全的避免火灾的被看见要是火灾被看见了我们能及时知道并能很好的有应对措施着手初处置那我们的财产损失和人生安全伤害就会因之而降到最小了。伴随的经济的快速发展火警设备的生产和利用有很大的发展。今天各大城市的很多根本设施都有火警系统的利用且绝大多数都发挥了其效能遗憾的是现在的火警系统大都大都是智能化级别不优秀火灾探测精确程度有好有坏等诸多问题特别值得说的是对于一些消防安全问题大、管理又差的商场里面的火警设备更需改好和变得完美。火警系统大部分是给予给那些根本设施和利用地方又被称之为工业与民用建筑里面是民用住宅商业建筑和工业厂房等建筑就里面的商用建筑为对象着手初火警系统的设计与研发。就现在而言国内越来越多的商场和批发市场鉴于里面的人员架构十分繁杂货物商品又堆放十分密集火灾荷载非常大易燃因素特别的繁杂等诸多干扰特别容易引发火灾乃至爆炸。伴随着我国经济的发展的越来越快我国就现在为止已经脱离了物资匿乏、食不果腹的年代现今的物资水平是丰沛、富足的并日趋增长、越来越多与此同时也就使我们面临火灾总量持续增长的压力和群死群伤火灾多发的高风险火灾形势不容乐观。火警系统对之于加强公共安全、保护人群的人身财产安全拥有特别非常重要的社会潜在价值在公共场所设置火警系统是十分有关键的。于智能建筑里火警系统拥有迅速监测冒火情况的技能特别是能发现人群不易发现的火灾早期症状可将火灾伴随而来的生命财产损失降到我们会承受的程度。火灾发生的着手初阶段会使得燃烧物质分解引起出特别多的对人体有毒气体–一氧化碳人们就可能在不知道冒火情况的场景下被引起一氧化碳中毒进而没有力气逃跑生存火警系统可监测到一氧化碳量的变化为人们给予一氧化碳量超标报警信息通知人们及时疏散。我国火灾报警系统的研发时间较晚从20世纪70年代才着手初研制生产这种东西。但自从改革开放以来高层建筑甚至超高层建筑越来越多使得火警系统的需求水平迅速增加与此同时也就希望火警系统的技术创新进而带动了这个行业的发展的越来越好。我国火警系统的研发、生产和利用的等方面持续地吸引了社会各界的人力、物力、财力和科技的投入并取得了非常棒、非常好的成绩。在我国利用的无线通信的火警系统越来越受到重视、强调。鉴于它拥有安装随意、对建筑物不破坏作业、灵活好方便于扩大等好处好用于特别多的地方就像名胜古迹、体育馆、博物馆、展览中心、处于施工阶段的建筑物、医院等根本设施火警系统的智能能大部分表现在火灾判决和统筹管理方面有细分成分散式、集中式和分布式三种分散式系统是由非智能型可控装置很多智能型探测节点绑扎形成由探测节点结束火灾状态的判断;集中式系统由智能型可控装置和很多非智能探测节点构成探测节点仅将火灾考察量传送给可控装置由可控装置智能地判断火灾状态;分布式系统的可控装置和探测节点均为智能型也是今后火警系统的发展方向。第2章火警系统的总体方案设计2.1系统的设计原则在智能建筑里面火警系统是一个非常非常重要的子系统。而在系统的设计时应记得系统的设计的首要原则和在保证一下系统会、安全、实用、易操作、抗干扰以及可扩大的需要下着手初硬件电路设计硬件设计还应想一下零部件的成本、货源的状态、实际可操作和技术的水平等并应该保留一下里面硬件的资源和外部的扩充接口使得系统的后续扩大。在着手初软件的设计时呢应依照抽象、分而治之、模块等设计思想利用架构化的设计方法依次着手初软件总体设计和详细的设计。软件正确、健壮、会、高效、易用等属大都是软件设计的表征目的。2.2系统总体方案设计2.2.1系统硬件总体构架火警系统里面有火灾探测的节点、火灾报警的可控装置、消防联动的报警机器、无线通信的节点等系统的硬件总体设计构架。火灾的探测节点对烟雾的量、温度、一氧化碳量的探测器输出的信息着手初我们想要的收纳将火灾状态物理的量变换成电信息并有了无线通信的网络将收集到的信息传送到火警可控装置。火灾探测的节点是系统的前端的根本地方所以探测节点能的状况将干扰到系统的整体的能。无线通信的网络是数值信息传输的根本无线通信的节点是无线通信网络的根本通信单元有了无线通信节点两者间的通信顺便完成火灾探测节点与火灾报警可控装置两者间的数值信息与信息的交互进行火灾报警系统的数值信息的传输、控制的信息传递及探测的节点的统筹管理等能力。火警可控装置是数值信息处置和防火区域管理的关键它接收到探测节点传送来的数值信息有了智能火灾的判别算法对多元的火灾考察量着手初信息结合并作出智能的判断然后再决定是否引起控制的信息对联动的机器实施控制火警可控装置将对其管理的范围内的所有探测的节点着手初综合的管理。当火警可控装置判断有火灾发生时就要启动联动的报警机器。第一呢启动火警扬声器说出区域内的人员有冒火情况被看见自动启动的位置上的消防联动机器;倘若现场人员发现冒火情况被看见用手按下报警按键火灾报警的可控装置会立即的启动联动机器。联动的机器大都是包括疏散警铃、消防广播、消防应急照明灯、排烟系统等一系列联动机器2.2.2系统软件总体构架传统的火灾报警的系统信息处置利用闭值判断和方向检测算法由于利用的传感器的种种越来越多系统的繁杂持续改善探测器和探测节点会受到旁边环境中的干扰源干扰会使之系统错误通报率和遗漏通报率陡增此时利用闽值判断和方向检测算法无法应对错误通报率和遗漏通报率高的问题。一所以火灾探测的算法问题是应对问题的关键。为了降小系统错误通报率和遗漏通报率将模糊神经网络火灾探测算法利用到火灾报警系统中着手初多元数值信息的数值信息结合和智能处置进而改善系统的会和稳定。在防火的分区的火灾报警的可控装置内进行火灾智能探测算法对探测器收纳到的信息着手初智能化的信息处置。火灾报警可控装置的软件设计是本文的关键地方也是本课题的工作重点之一。在架起模糊神经网络模型根本上着手初智能算法的研发进而在可控装置上进行智能火灾判别算法以及其他关键能力的软件设计。在着手初软件设计发展期间中应利用逐步求精、分而治之、模块等根这论文的内容原则利用总体与详细相结合的架构化软件设计方法。为了达到模糊神经网络运算的精度期望利用ARM7处置器的浮点数运算技能在嵌入式软硬件处上架起模糊神经网络模型结合神经的网络和模糊系统的好处利用模糊神经网络算法来进行火灾智能化判别。利用高级语言编程进行以模糊神经网络技术的火警系统的软件能力为基础的操作。采用无线通信方法使用会的通信协议进行无线通信的服务程序。探测节点的程序大部分包括信息收纳程序和无线通信服务程序前者大部分完成烟雾量、温度、一氧化碳量信息的收纳并将物理量转化为数值信息而后来的则将收纳的数值信息发送到火灾报警的可控装置。2.3系统的设计的大部分器件选型