基于传感器融合技术的智能火灾报警系统的设计

摘要

火灾探测的准确性和及时性直接影响整个报警系统的性能。当代社会，火灾的频频发生，给人民生命和财产造成了巨大的损失，而火灾探测的误报率高，报警不及时加剧了这一灾害带来的损失。传统的火灾探测只是运用单一的传感器来探测火灾参数并对参数信息进行简单的处理后发出报警信号，这已无法满足现代社会对火灾报警技术的要求。所以，研究新型的火灾探测技术就显得尤为重要。 本论文在分析了现代火灾探测技术存在的问题的基础上，提出了一种基于传感器信息融合技术的智能火灾报警系统，该系统运用多种传感器来探测火灾现场的参数，并对探测到的参数进行智能的处理，在此基础上实现火灾的报警。本论文的主要采用温度传感器，烟雾传感器，CO气体传感器，热释电红外传感器来探测火灾发生时的温度，烟雾，CO气体，火焰四种信息；同时采用ATMEL公司的AVR单片机Atmega16作为信息处理的核心，Atmega16对上述四种传感器探测的信息进行融合，运用神经网络和模糊控制等人工智能技术进行智能处理。为了简化系统结构，本论文选用数字型温度传感器DS18820作为温度探测的传感器，该种传感器的输出量是数字量，不在需要对其进行模数的转换。选用NIS-09A作为烟雾探测的传感器，选用NAP-505作为CO气体探测的传感器，选用热释电红外传感器D204S作为火焰探测的传感器处理器，这三中传感器输出都是模拟信号，需要对其进行模数转换，所以选用具有模数转换功能的Atmega16，这就不再需要外接专门的模数转换器。本文的最后对各种标准火和容易引起误报的干扰环境进行了仿真，结果表明这种神经网络和模糊控制相结合的智能火灾探测系统能够准确的探测各种标准火和试验火，从而验证了该火灾探测系统的有效性和准确性。

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声明

第一章绪论

1.1课题研究的背景及意义

1.2室内火灾的发展过程

1.2.1初起阶段

1.2.2发展阶段

1.2.3熄灭阶段

1.3国内外火灾探测的发展状况

1.4传统火灾报警系统和现代火灾报警系统的对比

1.5作者的主要工作及本文的内容安排

1.5.1作者的主要工作

1.5.2本文的内容安排

第二章 火灾探测的原理及方法

2.1火灾信息探测方法

2.1.1火灾信号的物理特征

2.1.2火灾信息探测方法

2.2火灾探测器

2.2.1火灾探测器的分类

2.2.2火灾探测器的工作原理

2.2.3火灾探测器的主要性能指标

2.3火灾信息处理的基本方法

2.3.1阈值比较法

2.3.2类比判断方法

2.3.3分布智能方法

第三章 智能火灾报警系统的硬件设计

3.1火灾探测器的总体设计

3.2温度探测部分

3.3烟雾探测部分

3.3一氧化碳气体探测部分

3.4火焰探测部分

3.5单片机处理器

第4章智能火灾报警系统的软件设计

4.1报警系统的设计要求

4.2传感器信息处理软件设计

4.2.1单片机的软件编程环境

4.2.2温度传感器信息处理软件设计

4.2.3一氧化碳传感器信息处理软件设计

4.3火灾信息的智能处理

4.3.1火灾信号的BP神经网络处理

4.3.2火灾信号的模糊控制过程

4.4系统仿真

4.4.1 MATLAB简介

4.4.2系统仿真

结论

参考文献

攻读学位期间发表论文及成果

致谢