智能火災預警系統的實踐

包青虎

（遼寧省公安消防總隊撫順市支隊，遼寧撫順，113006）

智能火災預警系統的實踐

包青虎

（遼寧省公安消防總隊撫順市支隊，遼寧撫順，113006）

火災對于社會公共安全有著極大的威脅，所以必須要對其有效地加以預防，而當前隨著信息技術以及計算機技術的不斷發展，可以將計息技術應用在火災的防控之中。通過對于智能火災預警系統加以構建，能夠及時地發現火災，并且提前進行預警。因此本文主要就智能火災預警系統的設計以及實踐的相關問題進行了相應的研究。

火災預防；智能火災預警系統；系統設計

0 引言

根據最近及幾年以來的關于火災的研究資料表示，火災事故尤其是由于電器問題導致的電氣火災事故發生的頻率大大的上升，所以現在電氣火災事故已經引起了上級政府部門的廣泛關注。要想避免電氣火災事故發生的概率，就要采取措施增強對于電器事故的監視和管理，保證在火災發生的第一時間能夠及時的發現并且報警。這就是解決目前的電氣火災事故的最有效的途徑，也是我國應對電氣火災事故發生的研究方向。

1 火災的危害性分析

其實隨著我國科學技術的逐漸發展，無論是人們的日常生活還是工業的正常生產都離不開電氣設備以及電力的供應。在另一方面，我國的建筑行業發展速度也相當之快，各種各樣的新型的建筑材料已經被運用到了實際建筑工程的施工之中，這些建筑材料在給施工帶來便利的同時，由于其燃點很低，所以也存在著一定的危險性。而且，現在的建筑施工過程中，有很多的施工部門在搭接電線線路的時候，極其不負責任，沒有進行合理的規劃和布置，再加上對于一些電力設備的安裝沒有嚴格按照規定和要求來操作，所以就增加了電器火災事故發生的可能性。然后還有不少的用戶都居住或者是工作在高層建筑之中，導致了高層建筑之中的人口密度非常大，用電量也隨之提高，經常會出現超負荷用電的情況，這樣一來，一旦發生電氣事故引發的火災，高層建筑中的人們將面臨著極大的危險，救援工作也不好展開。同時這也是我國近幾年以來電氣火災事故發生引起的重大損失和傷亡的重要原之一。

根據我國的研究資料顯示，自從2008年以來，我國發生了數百萬起的火災事故，其中大約有四分之一的火災事故是由電力事故導致的。造成了巨大的經濟損失，估計約有150億人民幣左右，其最終由于電氣火災事故引起的經濟損失占了60以人民幣。而在2008年以后到今天的這段時期，我國發生的火災數量仍然有很多，總共高達60多萬起。其中大約有20萬起的火災事故是由于電氣的超負荷運作引起的電力線路的短路和漏電以及燒損，比起往年的數據，現在電力事故引起的火災現象已經占有總火災事故的大約三分之一，明顯呈現一種上升的趨勢。

從上面的研究數據可以看出來，電氣火災事故給我們帶來的極大的危害，雖然上級政府也采取了相應的措施，比如安裝了火災報警系統和監視系統，但是起到的效果卻并不是十分明顯。其實，這種火災報警系統本身就存在一些問題，一般火災報警系統是在火災形成并且產生之后才感應到了周圍溫度和環境的變化，發出報警，但是無法對于已經產生的火災進行及時處理，造成了不可避免的經濟損失，只能減少人員上的傷亡。因此，現在應對火災事故的重點不是報警，而是火災預警。火災預警能夠在火災發生之前檢測出電氣設備或者是電力線路地異常情況，而后進行報警，提醒相關的工作人員和維修人員及時的進行處理，，從而減少了電氣火災事故發生的可能性，本文要闡述的就是關于火災預警系統方面的問題。

2 智能火災預警系統架構及火警信息處理處理程序

一般智能火災預警系統的設計要遵循成本低廉、應用性強和性能穩定等等原則，而組成部分可以大致上分為：煙霧探測器、無線傳感器、智能報警系統和接受報警的處理平臺以及輔助裝置幾個部分、另一方面，智能火災預警系統的工作原理和工作流程根據順序可以分為：火災的檢測、火災的確認和火災的預警三個階段。

首先介紹火災檢測的工作原理。當火災發生的時候，智能預警系統中的煙霧探測器會向智能報警系統發射火災發生的信號，這時候智能報警系統會在接收到火災信號的瞬間發出火災報警聲音，提醒相關人員進行避難和逃生。與此同時，火災報警系統還會報警處理平臺發射火災發生的信息，火災報警處理平臺就可以聯系當地的消防員進行救援和滅火工作，將火災帶來的經濟損傷和人員傷亡將至最低。

其次就是火災確認的環節。在火災信號被火災處理平臺發射之后，一般還會收到由消防員發射的確認火災報警信號，確認火災發生信號的準確性和信息的真實可靠性。然后才會展開救援行動。所以火災確認環節的主要目的是為了進行火災報警信息的二次確認，防止出現智能火災預警系統由于故障或者是其他原因失誤發出火災信號，給消防部門帶來不必要的麻煩。

最后就是火災預警階段。在火災確認環節進行之后，火災報警系統會將火災信號以不同的線路傳遞給消防部門，并且同時讓建筑內的報警電話以一定分貝的聲音發出報警信息，提醒建筑之內的無關人員進行逃生和避難工作，也起到引導消防隊員快速行動的目的。其中多個線路的傳遞火災信號能夠起到保險作用，防止由于某一個線路發生由于火災事故發生中斷而導致了消防部門無法接收到火災報信號，從而延誤了火災的救援工作。火災報警系統在發射報警信號的時候并不影響其正常通信的能力，內部人員之間仍然能夠保持必要的聯系。整個火災預警系統最大的特點就是自動化，反應迅速，其中僅僅只是二次確認的時候需要人工參與，其他的環節都可以自動進行，并且多個程序的運行和信號的傳遞工作只在短短的幾十秒之內就可以完成，比起人工報警具有更高的工作效率，更加節省時間。同時火災信息處理平臺還具有實時記錄的功能，對于火災后續的處理工作有很大的幫助。

3 智能火災系統的關鍵技術

首先要介紹的是無線煙霧傳感器，無線煙霧傳感器一般由兩個部分組成，一個部分是煙霧探測器，另一個部分是無限傳輸模塊，每個部分都有自己的功能和作用。無線煙霧傳感器的作用主要是探測空氣當中的煙霧濃度值，當空氣中的煙霧濃度值高達一定的數值之后，就會通過無線信號引起火災報警。而煙霧探測器一般采用的是離子式煙霧傳感，在空氣中的煙霧濃度處于正常值的時候，電離室內外的電流和電壓都處于穩定的狀態。而一旦發生的火災，空氣當中的煙霧濃度會急劇增加，這時候的電離室內外的電壓和電流平衡被破壞，于是預警系統會產生報警信號，并且通過無線電的方式將報警信號傳遞出去。無線傳煙霧感器的工作誤差非常小，在建筑物室內的直徑不是很大的時候，無線煙霧傳感器基本上可以做到零失誤。但是一旦建筑物的室內半徑超過了無線煙霧傳感器的規定適用范圍，那么無線煙霧傳感器工作時出現錯誤的概率將會大大的增加，工作性能變得極其不穩定，起不到火災預警的效果，所以在使用煙霧傳感器的時候一定要注意建筑物的室內直徑不能超過其規定的范圍。

另一個要介紹的就是智能電話終端技術，其基本組成單元有：電話模塊、無線傳感器以及智能呼叫模塊和來電識別單元，它的作用是接收到無線傳感器發生的報警信號，并且呼叫火災報警處理中心，同時還能夠接收到火災報警中心發射的火災信號，并且將信號傳遞給下級部門。智能電話終端技術采用的芯片是HT9200，這種芯片具有雙音多頻的功能，通過其特殊的解碼方式可以將信號分解為高頻信號和低頻信號，然后對于來電號碼和信號進行傳輸。在實際使用的過程中具有可輸入電流大，產生的噪聲低，工作效率高的特點。

最后要介紹的技術是報警信息處理技術。報警信息處理技術的核心是將業務層從傳統的網絡中分離，讓業務層具有很好的開放性，提高了報警信息處理平臺的火災信號處理的工作速度。系統的組成首先有媒介的接入層，功能和作用是為底層的呼叫提供了接入的機會。然后是媒介的適配層，它的作用是對于呼叫的媒體進行適配，保持各種各樣的媒體可以與業務層之間進行聯系和溝通。還有就是業務支撐層和業務實現層，前者的重要作用是通過專門的特殊服務器來實現呼叫控制的功能。然后后者的作用是能夠和管理平臺實現有效的對接，從而保證業務的具體應用能夠順利完成。通過四個部分的相互配合工作能夠實現對于接受到的火災報警信號進行處理和反饋工作。

4 智能火災預警系統的設計

監測網絡的設計。網絡的設計分為無線部分的設計和有線部分的設計，火災報警控制器的作用是處理所接受的火災信息，然后通過自身的分析做出判定和反饋。所以要注意火災預警系統采用合適的計算方式，當火災信號傳遞給火災控制器的時候，火災控制器能夠立刻做出反應，并且將信號傳遞給下面的各個報警器。中央的控制人員會只需要對大屏幕進行觀察就可以了解到系統各個部分的工作情況和工作環境，然后通過不同的操作按鈕實現不同指令的傳遞和指示。

火災探測器的選擇。火災探測器的主要作用是探測周圍環境的各種數據，然后通過對于收集的信息進行判斷是否出現火災。當火災發生的時候，空氣中的溫度和厭惡的濃度以及各種離子的含量都會發生顯著地變化，通過這些變化，火災探測器能夠發現火災事故的發生，并且確定其事故發生的位置。因此火災探測器在選擇的時候一定要具有靈敏度高，性能穩定的工作特點。

火災預警系統硬件部分的設計核心處理器最好采用STM32F107，然后配備與之相對應的工作接口，數字溫度傳感器的信號采用DS18B20,能夠將接收到的信號進行快速的轉換，并且發送給處理器。火災預警系統的軟件設計要注意的核心部分是主機控制終端軟件和設計和編程，編寫程序采用的是微軟的visual studio2008版本進行設計，采用C語言進行編寫。負責的工作時保持火災現場的通訊，顯示現場的溫度曲線并且對于相關數據進行分析和處理，具有記錄和查詢的功能。

5 小結

通過對于上面的火災預警系統的分析和探究可以看出來，智能火災預警系統具有很高的工作效率和很快地信息傳遞速度。能夠在火災事故發生的第一時間檢測出周圍環境的異常，然后快速的將信號發生給報警系統和報警處理平臺。

[1]田樹仁.基于神經網絡的智能電氣火災預警系統設計[J].消防科學與技術,2015,(9)：1201-1204.

[2]許馳,李新春,張蕾等.基于ZigBee的多傳感器火災預警系統[J].西華大學學報（自然科學版）,2012,31(6)：73-76,80.

[3]孫冬嬌,徐高威,劉恒等.工廠倉庫火災預警系統的設計[J].現代電子技術,2014,(7)：98-100.

Practice of intelligent fire early warning system

Bao Qinghu
（Liaoning public security fire brigade, Fushun detachment，Fushun Liaoning,113006）

Through the construction of intelligent fire early warning system, it can detect fire in time and carry out early warning. In this paper, the intelligent fire early warning system design and practice of relevant issues were studied.

fire prevention; intelligent fire early warning system; system design