火災報警智能逃生防盜窗

楊卓元 吳柯兵 李冰潔

(江蘇大學，江蘇 鎮江 212000)

1 現狀研究

目前絕大部分居民防盜窗都是采用的推拉式鋁合金、不銹鋼防盜窗，不僅防盜效果不是很好，而且火災發生時，居民慌忙中可能找不到鑰匙，打不開防盜窗，耽誤逃生。根據我們小組查閱的資料了解，廣西現代職業技術學院的鐘清小組對火災報警聯動防盜窗進行了研究與設計，他們的設計方案是利用煙火報警器觸發語音報警器和電磁鐵工作；東北林業大學的藏加宇小組對防盜逃生兩用窗進行了研究與設計，他們的設計方案是在防盜窗中內藏逃生軟梯以達到逃生效果；浙江郵電職業技術學院的屠秋萍也對家庭安全報警系統進行智能化研究設計，她的設計方案利用紅外傳感器通過單片機控制GSM移動網絡模塊發短信給機主以實現報警。

2 研究思路和方法

利用煙霧傳感器自動檢測屋內煙霧情況，若發生火災，濃煙作用于煙霧傳感器通過單片機控制GSM模塊向屋主、物業報警，并且煙霧傳感器控制防盜窗自動解鎖，內置軟梯向下伸長與下一層防盜窗連接，居民可使用好防墜器順利逃到下一層，若是下一層也著火，下層防盜窗一樣打開，繼續向下逃生。若屋內進賊，也可通過紅外傳感器通過單片機控制GSM模塊向屋主、物業報警，保證財產安全。

3 技術路線及實驗方案

3.1 逃生模塊

在防盜窗底部安裝可伸縮式軟梯，伸長長度大約4～5m，由鋁合金管、鋼絲繩、鋼絲繩扣組成。通常情況下，軟梯收縮在防盜窗底部，當防盜窗的煙霧報警系統開啟后，軟梯自動打開，向下一層展開。在陽臺常備防墜器，通過鋼絲繩與滑道連接(類似于登山索道)，保證在通過軟梯逃生時不會墜落。防盜窗除了緊急情況下自動打開外，也要定期檢查手動打開情況，以防緊急情況下，電路出錯等突發情況導致防盜窗無法自動打開。

3.2 煙霧報警模塊

本模塊由MQ-2型煙霧傳感器(二氧化錫半導體材料)、單片機、TC35i短信模塊等組成。當處于200～300℃時，二氧化錫吸附空氣中的氧，形成氧的負離子吸附，使半導體中的電子密度減少，從而使其電阻值增加。當與煙霧接觸時，如果晶粒間界處的勢壘受到該煙霧的調制而變化，就會引起表面電導率的變化。利用這一點可以獲得煙霧存在的信息。當火災發生時，濃煙作用于煙霧傳感器，于是傳感器就會通過單片機控制GSM模塊向屋主、物業發送短信報警。MQ-2型煙霧傳感器的特性及主要技術指標：MQ-2型煙霧傳感器對天然氣、液化石油氣等煙霧具有很高的靈敏度。MQ-2型煙霧傳感器具有良好的重復性和長期的穩定性。初始穩定，響應時間短，長時間工作性能好。MQ-2型煙霧傳感器具有良好的抗干擾性，可準確排除有刺激性非可燃性煙霧的干擾信息，例如酒精和煙霧等。MQ-2型煙霧傳感器的特性參數：回路電壓：(VC)5-24V；取樣電阻：(RL)0.1-20K；加熱電壓：(VH)5±0.2V；加熱功率：(P)約750mW。

3.3 紅外報警模塊

本模塊由CHRS 012紅外傳感器、單片機、TC35i短信模塊等組成。CHRS 012是一款低功耗的熱釋電紅外傳感器。CHRS 012應用于各種自動系統包括自動報警系統。當環境溫度較低時，電路感應靈敏度較高，而當環境溫度較高時，靈敏度就較低，特別是同人體溫度較近時，靈敏度會大幅度下降。當有人闖入家中，CHRS 012紅外傳感器的靈敏度大幅降低，會通過單片機控制GSM模塊向屋主、物業發送短信報警，以便作出相應措施。CHRS 012紅外傳感器的特點：工作電壓范圍：2.8-5.5V；低待機電流：18μA；LDO輸出電壓：2.6V；LDO最大輸出電流：5mA。

4 可行性分析

本項目只是在現有的防盜窗基礎上簡單改造，加了一個煙霧傳感器、一個人體紅外傳感器以及一個逃生用伸縮梯，在結構和安裝上并沒有太大的改動，成本也較為低廉，在安全防護上又有了大幅度提升，可以大面積推廣。

本項目的關鍵是煙霧感應和人體紅外感應，目前主要存在的問題是防止各種干擾造成的錯誤報警。而資料表明：MQ-2型煙霧傳感器具有良好的抗干擾性，可準確排除有刺激性非可燃性煙霧的干擾信息，并且對天然氣、液化石油氣等煙霧具有很高的靈敏度，很適合用于防火災報警系統中。CHRS 012紅外傳感器同人體溫度較近時，靈敏度會大幅度下降，可以避免動物靠近對系統造成干擾。

我國是人口大國，因此對住房的需求量特別大，故這個項目的市場前景非常廣闊。這個項目的設計較為簡單，在原有傳統防盜窗的基礎上進行了較小的改動，但是在安全防護上有了大幅度提升，而且生產成本相對低廉，利益空間較大，有較高的經濟效益。