物聯(lián)網(wǎng)下的高層建筑火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)

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摘要：近年來，高層建筑不斷的增多，作為消防安全領(lǐng)域的高層建筑的防火問題一直是我們研究的重點，而如何在即將發(fā)生火災(zāi)前更好地預(yù)防并及時進行火災(zāi)預(yù)警是其中的一項難點。研究一項在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上設(shè)計而成的高層建筑防火預(yù)警系統(tǒng)，可以有效減少火災(zāi)的發(fā)生，并及時通知人們處理可能導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生的安全隱患，在火災(zāi)發(fā)生時可以給人們提供更好的預(yù)警，以減少損失。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；高層建筑；防火預(yù)警；傳感器

一、引言

火災(zāi)對于現(xiàn)代社會而言依舊是一個很嚴重的問題，無法得到很好地解決方法，現(xiàn)代社會人口的激增，家庭建筑樓層動輒30層以上。因此,在很大程度上實現(xiàn)的摩天大樓的火災(zāi)監(jiān)測和報警的功能。但當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時,首先被破壞的能源供應(yīng)和通訊設(shè)施,進而使其運轉(zhuǎn)的答復(fù),而設(shè)備連接獨立的電網(wǎng),需要使用電纜和通訊設(shè)施,這可能導(dǎo)致火災(zāi)無法及時準確地檢測和火焰迅速蔓延,造成嚴重的損失。為有效預(yù)防火警，確保人身安全，并盡量減少對社區(qū)財產(chǎn)的損害。我們想要減少引起火災(zāi)的因素，這樣當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，我們就能及時發(fā)現(xiàn)和控制，消除胚胎階段的火災(zāi)。因此，高層建筑火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)已成為當(dāng)代社會建筑設(shè)計的強制性和必要要求之一，是預(yù)防火災(zāi)的重要措施。在研究建筑中實施基于物聯(lián)網(wǎng)的火災(zāi)報警系統(tǒng)，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，不僅可以提供高質(zhì)量的家居體驗和舒適性，還可以使高層建筑更加安全。

二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于無處不在的設(shè)備和設(shè)施的末端，包括固有的“智能”傳感器、移動終端、工業(yè)裝置、數(shù)控系統(tǒng)、智能家庭、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等，以及“外部”啟用，各種活動，如RFID標簽、帶有個人車輛的無線終端等。定制提供實時安全和可管理的在線定位監(jiān)控，有效追溯、通信報警、指揮、調(diào)度、遠程管理和控制、遠程安全、安全在線升級、統(tǒng)計檢測、決策支持、桌面領(lǐng)導(dǎo)（集中顯示駕駛艙儀表板）服務(wù)和功能管理，如實現(xiàn)“高效萬物有靈、節(jié)能、安全”、“綠色”的“場管、一體化”。

三、防火預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計

（一）基于物聯(lián)網(wǎng)的高層建筑火災(zāi)快速報警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計實際上，整個建筑物火災(zāi)快速報警系統(tǒng)可分為三個主要子系統(tǒng)：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控子系統(tǒng)、第二遠程監(jiān)控中心系統(tǒng)和第三智能門窗系統(tǒng)，三個系統(tǒng)之間的連接點是數(shù)據(jù)共享點。一系列火災(zāi)報警系統(tǒng)的開發(fā)，旨在快速、準確地檢測周圍的環(huán)境信息，已經(jīng)用風(fēng)速、風(fēng)向傳感器和氧氣溫濕度傳感器取代了單一的傳統(tǒng)傳感器，在發(fā)生火災(zāi)時按照適當(dāng)?shù)姆椒?。在高層建筑火?zāi)報警系統(tǒng)下的網(wǎng)絡(luò)檢測區(qū)域中，使用了多個傳感器節(jié)點，通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備自動檢測到所需的環(huán)境信息，并將其拖到數(shù)據(jù)合成點，從而使所以整個建筑的監(jiān)控測試。其他上述數(shù)據(jù)采集模塊、通信模塊用于安裝無電線。首先無線傳感器節(jié)點采集數(shù)據(jù)分析處理周圍環(huán)境，然后分析建筑中煙、火或光的濃度弱和短時大量的數(shù)據(jù)如溫度變化、濕度等，建立火災(zāi)等級體系，必要時無線傳感器可以隨傳輸站網(wǎng)絡(luò)遠去，遠程監(jiān)控系統(tǒng)終端軟件分析數(shù)據(jù)或遠程控制中心。

（二）系統(tǒng)硬件設(shè)計該系統(tǒng)的節(jié)點主要完成兩項任務(wù)：（1）采集高層建筑火災(zāi)風(fēng)險信息；（2）具有向數(shù)據(jù)節(jié)點傳輸數(shù)據(jù)的總體結(jié)構(gòu)，對采集到的信息進行簡單處理后，和（3）與選擇的路徑協(xié)議共享信息。這些低速傳感器節(jié)點在擴展過程中已經(jīng)固定了由設(shè)備提供的座椅位置信息，同時也可以根據(jù)火焰的濃度或微弱程度、煙氣、溫度、濕度等進行監(jiān)控，環(huán)境因素，如特別是將收集到的數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)街貜?fù)中心，以確保監(jiān)測的準確性火災(zāi)。其他為此，我們以高速傳感器網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，以直接將數(shù)據(jù)傳輸?shù)杰浖K端的實際需要為出發(fā)點收集節(jié)點后的用戶。構(gòu)成節(jié)點的單元可以是：數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)采集和能量管理。數(shù)據(jù)傳輸單元負責(zé)與其他三個節(jié)點的通信，同時接收和傳輸采集的各種數(shù)據(jù)和交換的信息；數(shù)據(jù)收集股負責(zé)監(jiān)測不同類型信息的收集和它們所在地區(qū)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，能源管理股負責(zé)連接所有可用類型的傳感器。

（三）智能門窗系統(tǒng)以8051單片機兼容在CC2530芯片上為控制器,ZigBee無線傳輸技術(shù)來收集和處理溫度和濕度控制蒸騰,控制器發(fā)送相應(yīng)的指示的模態(tài)傳感器和信號的檢測,實現(xiàn)開放和關(guān)閉的窗戶和有一些智能控制功能。

（四）傳感器信息采集模塊MQ-2煙霧傳感器是比較常用的離子型煙霧探測器，它是一種壽命長、成本低對液化氣、丙烷、氫氣等可燃氣體具有良好的靈敏度的氣敏傳感器。通過氣敏傳感器監(jiān)測家居內(nèi)液化氣、煙霧等參數(shù)主要目的是：（1）進行有毒氣體和自動氣體警報，以降低有毒氣體濃度；（2）火災(zāi)警報，在判斷是否發(fā)生火災(zāi)需與溫度傳感器的組合進行判斷，即當(dāng)您在封閉空間內(nèi)的煙霧濃度和溫度高于一定值時，達到火災(zāi)警報目的。

四、結(jié)論

改設(shè)計主要是為了能減少火災(zāi)發(fā)生，加強人們對高層建筑的防火意識，在即將發(fā)生火災(zāi)時提早預(yù)防，并及時得知火災(zāi)的發(fā)生，對火災(zāi)進行一定的干預(yù)，減少人員傷亡和財務(wù)損失。日常生活中對可能引發(fā)火災(zāi)的隱患進行處理，避免火災(zāi)的發(fā)生，進一步加強對高層建筑火災(zāi)的預(yù)警。

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作者：郗文 劉皓然 單位：宿州學(xué)院信息工程學(xué)院