基于多传感器的火灾监测及智能灭火系统研究

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随着现代物联网科技的不断发展,市场上越来越多的智能监测系统相继出现,其中火灾监测系统和灭火系统不仅对民众的生活提供了极大的帮助,而且融入到各个场所中保证人民群众的安全,因此火灾监测及灭火系统的一体化设计很有必要。传统的火灾监测系统只是通过简单的报警装置警示群众,发现火灾出现及时报警,这种方式存在控制火势难度大和安全性能指数不高等弊端,不利于火灾的救援。针对传统的火灾监测系统有着诸多问题,本文提出了基于多传感器的火灾监测及智能灭火系统研究的设计方案,该方案通过多种传感器实施监测环境数据,判断目标环境是否发生火灾,机器小车进行搜寻火源,利用无线通信技术和微软基础类库(MFC)等关键技术实现人机交互功能。本课题主要内容分别由火灾监测系统、火灾控制实施系统和MFC应用程序三方面组成。火灾监测系统将STC15F2K60S2作为控制核心,通过温度传感器、烟雾传感器、人体热释电红外传感器和火焰传感器实时监测外部环境数据,实现温度、烟雾、人体和火焰信息的检测,数据经微控制器处理通过蓝牙发送至手机APP,检测阈值超标时,GSM通信系统启动,发送短信至用户。火灾监测系统对外部环境进行监测时,通过TTL转RS232和RS232转USB数据线与PC端USB接口连接,可以在MFC应用程序中观察温度、烟雾和人的状态,同时还可以描绘出温度的波形图,便于监控人员的监控。如果火灾监测系统检测到火焰的出现,系统控制开关打开,火灾控制实施系统启动,其核心控制器STM32F103C8T6通过控制三个火焰传感器、两个避障传感器和超声波测距使机器小车开始寻找火源,电机驱动行驶,执行避障程序,当火焰传感器检测出火焰信号时,机器小车自行调整姿态,喷水系统对准火焰进行喷水处理,火源未能及时扑灭或者水资源耗尽时,GSM通信系统发送短信至用户进行处理,与此同时,Open MV摄像头与机器小车是一体的,Open MV与WIFI扩展板连接,通过手机或者电脑浏览器都可以实时观察到外部环境状况。多传感器监测系统和智能灭火系统是对火灾防范以及及时应对环境状况的系统,其包含传统的火灾报警系统的特点,也满足目前对火灾现场及时控制的需求,提升了该系统各方面的功能性。本文完成了多传感器火灾监测和智能灭火系统的硬件平台搭建和软件设计流程,分别对各个模块系统进行测试。实验结果表明,火灾监测系统可实时监测外部环境状态,保证了环境数据的可靠性,MFC应用程序实时接收火灾监测系统传输的数据,火灾控制实施系统通过稳定的运行,实时传输视频流至PC端,并且可以稳定搜索到火源,达到喷水的目的。整个系统各个模块稳定工作,具备安全指数高、数据实时传输和功能可靠等特点。
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