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1、项目建议书,火灾监控系统 制作人:寝室长,目的及意义,目的：一栋6层居民楼，有2个单元，共24户，每一户设立一个监控点，整个系统采用一路报警（整个居民楼设一个报警器），在主控制器上显示发生火灾的具体居民户。 意义：如今快节奏的都市化的生活让我们常常忽略了与自身息息相关的一些安全问题，例如火灾。最近上海高层住宅发生火灾造成58人遇难，另有70余人正在接受治疗，这一残酷现实，让我们对现在居民住宅火灾的发生，有充分的理由引起重视。所以，对火灾的及时处理就有了重大的意义。,对火灾的认识,火灾，作为一种人为灾害，是指火源失去控制蔓延发展而给人民生命财产造成损失的一种灾害性燃烧现象。火灾还是一种终极型灾害
2、，很多其他灾害最后都可能导致火灾。火灾能烧掉人类经过辛勤劳动创造的物质财富，使工厂、仓库、城镇、乡村和大量的生产、生活资料化为灰烬，一定程度上影响着社会经济的发展和人们的正常生活。火灾还污染了大气，破坏了生态环境。不仅使一些人陷于困境，它还涂炭生灵，夺去许多人的生命和健康，造成难以消除的身心痛苦。总之，它不仅仅带来了直接的经济损失，而且危害到了人的生命安全，并且在社会上也造成了相当程度的恐慌，所以解决火灾的问题刻不容缓。,重要性,造成居民区易发生火灾的原因有很多，如房屋老化、防火意识弱、房屋建筑材料不合格等等。但我们首先要明确一个问题，那就是有的时候火灾发生了，如果我们可以在第一时间发现并以最
3、快的方式解决，那么就可以使损失降到最低。随着中国的改革开放，在这几十年中，全国大中型城市的高层建筑、公共场所、地下建筑、现代化厂区等得到了高速发展。这些建筑根据消防规范都安装了独立的智能火灾报警系统。这些智能系统在防火救灾中起到了关键的作用，为保护人民的生命财产作出了重大贡献。 今天，我们要介绍的便是一种基于传感器的智能火灾报警系统。,项目方案概述,项目方案 1）、系统方案论证 1、系统结构选择 2、报警线路选择 3、传感器的选型 4、传感器的安装 5、消防联动控制系统 2）、项目构架 1、系统硬件构架 2、系统软件构架,系统结构,由于火灾信息探测与数据处理方式、火灾探测器与火灾报警控制器之间
4、的配合等，决定着火灾监控系统的功能与结构形式，因此，火灾监控系统根据火灾探测器与控制器之间连接方式、火灾报警控制器中火灾信息处理方式和网络通信能力、系统设计所基于的技术特征等，可分为下列几种基本结构形式：,总线制系统结构,总线制系统结构的核心是采用数字脉冲信号巡检和数据压缩传输，通过收发码电路和微处理机实现火灾探测器与火灾报警控制器的协议通信和整个系统的监测控制。总线制系统的结构特点是系统线制为an+b(n是探测器数；但a：0；b=2，3，4等)，一般是二总线或三总线制，体现了智能建筑中系统集成、综合布线的技术特点：当火灾探测器与火灾报警控制器之间、各种功能模块与火灾报警控制器之间都采用总线连
5、接时，称为全总线制系统，其工程布线灵活，可通过模块联动或硬线联动消防设备，系统抗干扰能力强，误报率低，总功耗小。,多线制系统结构,多线制系统是基于工业生产过程点对点控制方式开发的传统型系统，其结构特点是火灾报警控制器采用直流信号巡检各个火灾探测器，火灾探测器和火灾报警控制器之间采用硬线对应连接关系，一般系统线制为an+b(n是探测器数；a=l，2；b=l，2，4)。随着微电子技术发展，先进的多线制系统采用数字编码技术，最少线制为n+l。多线制系统由于工程设计、施工布线和系统维护复杂，己逐步淘汰。,集中智能系统结构,集中智能系统结构一般采用总线制和大容量通用火灾报警控制器，其特点是火灾探测器主要
6、完成火灾参数的采集和传输，火灾报警控制器采用计算机技术实现火灾信号识别、数据集中处理储存、系统巡检、报警灵敏度调整、火灾判定和消防设备联动等功能，并配以区域显示器完成分区声光报警。显然，建立在总线制基础上的集中智能系统能满足智能建筑中系统集成的基本要求。但是，系统中火灾报警控制器要及时处理每个探测器送回的数据并完成一系列设定功能，当建筑规模庞大、探测器及消防设备较多时，单一主机可能出现系统应用软件复杂庞大、火灾探测器巡检周期过长、系统可靠性降低和使用维护不便等不足。,分布智能系统结构,分布智能系统结构是在集中智能系统优势基础上形成的，它将火灾探测信息的基本处理、环境补偿、探头污染监测和故障判断
7、等功能由火灾报警控制器返还给现场火灾探测器，免去控制器大量的信号处理负担，使之能从容实现火灾模式识别、系统巡检、设备监控，数据通信等功能，提高了系统巡检速度、稳定性和可靠性。显然，分布智能系统结构强调总线上有效数据传输，对火灾探测器设计提出了及时性和可靠性方面的更高要求，设备所需要的成本比较高。分布智能系统结构符合智能建筑系统集成思想和综合布线的性能要求。,网络通信系统结构,网络通信系统结构可在集中智能或分布智能系统基础上形成，特殊之处是将计算机数据通信技术应用于火灾报警控制器，使控制器之间能够通过Ethcrnet及TokenRing，TokenBus等通信协议，以及专用通信线或总线(RS23
8、2，422总线、485总线)交换数据信息，实现火灾监控系统层次功能设定、远程数据调用管理和网络通信服务等功能。显然，网络通信系统结构既可专用通信网络实现，也可基于开放式的现场总线技术实现，再配以分布智能数据处理方式，能适应高性能火灾监控系统的发展需要，为城市消防数据信息网络系统建设奠定基础并满足未来发展需要。对于单栋居民楼成本过高。,选择系统结构,根据所要设计的火灾监控系统的对象及要求，选择总线制系统结构，采用二总线制连接方式，控制系统采用主机-从机的方式，这样的设计能够满足系统的控制要求，其抗干扰能力强，误报率低，总功耗小的优点，降低系统的成本，同时总线制系统结构的工程布线灵活，提高系统的适
9、用范围。,报警线路选择,火灾自动报警与火灾探测器合为一体方式 以带联动控制功能的报警控制器为控制中心，既联系火灾探测器，又联系现场消防设备，联动关系是在报警控制器内部实现的。这种方式为火灾报警与消防联动控制采用同一控制器、报警与联动控制共用同一总线回路，称为报警、联动一体化系统，后者是当前发展的方向。,报警线路选择,火灾自动报警与火灾探测器多线制联动控制器组合方式 由火灾探测器与报警控制器单独构成探测报警系统，然后再配以单独的联动控制系统，形成控制中心报警系统。这种方式是国内多年来一直应用的，联动控制部分能形成独立的系统，组成灵活，工程适用性强，便于不同厂家的探测报警系统和联动控制系统之间互配
10、。,选择报警线路,根据系统的结构的选型和系统的成本，选择报警方式为火灾自动报警与火灾探测器合为一体方式，虽然这会提高控制系统的复杂性，但能减少硬件的连接方式，很好的利用主机从机控制系统的工作方式，使从机即能够实现对传感器的数据处理，又能实现对控制系统的控制，充分发挥了从机的资源。,传感器的选型,火灾探测器的性能比较由于建筑结构和功能的多元化，为了准确、及时地探测火灾，并进行报警，对火灾探测器提出了更高的要求。选择火灾探测器时必须充分考虑火灾探测器的性能、建筑空间形状、火灾特点和可能发生的危险。下面就一些常用火灾探测器和使用场合作一比较。,感烟探测器,感烟探测器又可分为离子感烟探测器和光电感烟探
11、测器，其中离子感烟探测器具有非常好的早期报警功能，即使在环境条件不太好的场所也会有较好的探测效果，它一般适用于极高的房屋或空心花板或地下室中，感烟探测器适用于火灾前期及早期，产生大量的烟和少量的热，很少或没有火焰辐射，但它不能区分火灾信号与非火灾的厨房烟、水蒸气等信号，所以误报率较高。,气体探测器、感温探测器,气体探测器适用于散发可燃气体和可燃蒸汽的场所。但由于气体探测器探测对像C0易与还原气体发生化学反应，因而在有还原气体的场所可能发生误报警。 感温探测器一般分为定温式、差温式和差定温式三种类型，单一的感温探测器由于灵敏度低，探测速度慢，尤其对阴燃情况不响应，误报率高。,图像探测器,目前研制
12、出的图像火灾探测器有烟雾图像探测器、火焰图像探测器、激光图像感烟探测器等，它们都非常适合于商场大空间建筑。但烟雾图像火灾探测器对不规则物体或相似图像可能发生误报警；火焰图像探测器则对高温物体或太阳光照射可能发生误报警：激光图像感烟火灾探测器则由于其良好的探测性能，发生误报警的概率小，非常适合商场建筑的火灾探测。,选择传感器,本系统的使用对象为居民楼，选择感烟探测器和气体探测器作为系统的火灾探测器，通过对用户的不同房间安装相应的传感器实现整个用户全方位的监测，达到防范和监控火灾的目的。,传感器的安装,火灾监控系统的灵敏度不仅取决于传感器的选型，传感器的安装位置和数量，根据火灾监控系统的不同要求，
13、传感器的安装有多种形式。 单点单物理量监测：对监控区域，采用一个传感器对一种物理量进行监测。这种方式适合于监控面积小，物理变化量少的场合。,传感器的安装,多点多物理量监测：对监控区域，设置多个监测点，每一个检测点设置不同类型的传感器，对不同物理量进行监测。这种方式使系统能检测到监控区域的各个不同位置的相应物理量，如烟雾、温度、光等。这种方式检测结果精确，但硬件检测电路复杂，控制器性能要求高。 多点单物理量监测：对监控区域，设置多个监测点，所有监测点都选用同一型号的传感器，对同一物理量进行监测。这种方式监测精度大，适用于面积较大的场地和一些特殊场地，如加油站等。,选择传感器的安装,基于队方面考虑
14、，本系统传感器安装选用方案单点单物理量监测。它即能满足居民住房小面积的火灾监测需求，又能减少资源的投入。这里选择对用户的每一个房间安装一个传感器，厨房选用气体传感器，其他房间选用感烟传感器。,消防联动控制系统,消防联动控制设备是火灾自动报警系统的执行部件，消防控制室接到火警信息后应能够自动或手动启动相应的消防联动设备，并对各设备运行状态进行监控。在确认火灾后，消防联动控制系统能切断有关部位的非消防电源，并接通警报装置及火灾应急照明灯和安全疏散指示灯，控制消防水泵、防烟和排烟风机的运作。,系统硬件架构,根据系统的结构方案及每个楼层有着许多传感器的实际情况(每户每间房至少有1个传感器，每户视情况各
15、3各传感器)，设计了如图1所示的分布式火灾自动报警系统，它由上位机（主机）、下位机（从机）及通信接口三大部分组成。该系统采用环形二总线方式，而传送数据采用主从站方式，上位机作主站，下位机作从站。网站的连接线采用耐高温的双芯屏蔽线。R为平衡电阻，其值约为200。,系统硬件总体连接图,系统硬件总体连接图,上位机,上位机由PC主机及其配套设备组成，配套设备包括彩显、键盘、硬盘、软驱、打印机及UPS电源等设备，有自动恢复功能(包括软件及硬件的监控定时器功能)。它负责对各下位机分别下达检测命令，接收下位机的检测信息并分析判断是否有火警信息，一旦发现火警，立即完成对应楼层平面图的显示，火警点的显示，疏散方
16、案显示，消防设备状态显示，火警资料的存储、打印，紧急疏散通道的照明、通风设备和消防水泵的启动，报警信号的反馈等功能。上位机的控制系统连接图如图1所示：,上位机控制系统图,上位机控制系统图,总线,下位机,下位机由价格便宜而性能良好的单片机担任，采取每户一个独立的单片机。下位机的任务是：接受传感器的模拟信号并将信号转化为数字信号，对数字信号处理、存储，判断是否有火灾发生，并将处理后的信息通过总线传递给上位机；识别上位机的命令，对命令做相应的响应；对上位机的火灾报警命令能及时控制报警电路产生报警信号，并能控制数码管显示相关信息；能够检测传感器的性能并将信息反馈给上位机；能产生手动报警信号，使上位机能及时处理火灾信号。下位机的控制系统连接图如图2和图3所示：,用户控制单片机系统图,用户控制单片机系统图,总线,紧急疏散通道控制单片机系统图,紧急疏散通道控制单片机系统图,总线,系统软件架构,（1）上位机程序：通过总线协议和地址编码对各下位机实施循环巡检，接收下位机信息并对信息作判断处理；能对下位机的中断信号识别并优先处理；具有优先使用总线功能；控制显示器显示相关信息。上位机的程序框图如图4所示：
