基于無線通信的高層住宅安全監測及處理系統

翁夢雨 張錦源 孟森林 張方言 李航

（河南理工大學 河南 焦作 454000）

引言

隨著城市經濟的不斷發展，大量人口涌入城市，高層建筑也逐步增多。然而由于樓層高度的限制，高層建筑消防措施普遍薄弱，安全隱患較大。目前，國內消防人員主要靠室內消防設施及隨身攜帶設備進行撲救，但由于很多高層建筑由于高度高、施救難度大，導致火勢和煙霧蔓延迅速，撲救難度很大[1-3]。基于此，我們設計了一款基于無線通信的高層住宅安全監測及處理系統，保障高層建筑消防安全，減少生命財產損失。

1 設計方案

該系統以ARM控制器為主控制芯片，用于各種反饋信息的處理。總控制電路主要由煙霧報警器、溫度傳感器、火焰報警器、體紅外傳感器、GSM模塊、霍爾電流傳感器和ARM控制器等設備組成。各傳感器與ARM控制器之間協調配合工作，能夠及時發現安全隱患，保障人民的生命財產安全。設計思路如圖1所示。

1.1 煙霧氣體監測

煙霧傳感器負責監測空氣中煙霧濃度，若煙霧的濃度超過特定的范圍，則傳輸信息給ARM控制器，控制器進行分析處理之后自動打開排風扇以達到降低空氣中可燃氣體濃度的目的，同時發送電信號給GSM模塊，通過無線通訊自動給住宅主人發送信息，提醒天然氣發生泄漏，需要及時進行維修[4]。

1.2 電流超負荷監測

霍爾電流傳感器負責監測電流的強弱變化，若電路中的電流超過特定的電流值，則傳輸信息給ARM控制器，控制器進行分析處理之后自動傳輸電信號給繼電器，繼電器自動斷電，避免因電路問題而發生消防事故。同時單片機發送電信號給GSM模塊，通過無線通訊自動給住宅主人發送信息，提醒電路中電流過大，需要進行檢修。

1.3 遠程監測和救援

火焰報警器和溫度傳感器分別監測空氣中是否存在火焰以及溫度的變化。當火災無法避免的時候，上述傳感器數據異常，人體紅外傳感器開始工作，當監測有人的時候，可以將信息傳輸給ARM控制器，經ARM控制器分析處理后傳輸電信號給報警器，使其發出聲音來達到提醒居民的目的，同時通過無線通訊局域網絡將著火點的信息傳輸到附近微型消防站的電腦上，電腦自動彈出網頁，網頁上面顯示著火的房間、電流強度、煙霧濃度、是否有人等信息，同時電腦發出警報聲提醒消防員作出救援，消防員可根據著火的住宅是否有人來執行不同的處理方案[5]。電腦工作時正常和異常顯示界面如圖2、3所示。

2 系統特色

（1）該系統采用GSM模塊，可以更快讓住宅主人知道可燃氣體泄露問題和電路問題，能夠更快做出相對應的處理方式。

（2）該系統可實時對著火狀態的多方面進行綜合監測，并賦以不同權重綜合判斷駕駛員處于著火狀態。該裝置的檢測方式更真實、可靠。

（3）該系統合理使用了設置于小區內的微型消防站，可以很快的實施救援，盡可能的縮短救援時間。

（4）該系統采用人體紅外傳感器檢測住宅房間是否有人，發生火災之后消防員根據是否有人提供不同的救助方案，提高救援的效率。

（5）該系統的網頁實時顯示每個住宅的信息，發生火災之后可以自動跳轉發生火宅房間的信息，簡潔明了。

（6）該系統的提醒方式更加人性化，可以最大程度達到提醒消防員和住宅居民的目的。

3 結語

“公消（2017）297號文件”中第3.1條表明，結合當地智慧用電、用氣、用水系統建設，整合高層住宅建筑各類監控系統和視頻資源，建立智能消防預警系統。基于無線通信的高層住宅安全監測及處理系統是根據文件精神所設計，利用現代社會的技術，實現了智能化，可以更好地為住宅區的居民提供優質服務，同時為高層建筑消防工作提供科學合理的解決方案。