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无线火灾自动报警装置的设计与实现——结题报告

发布日期:2021-10-15    作者:     来源:     点击:

报告正文

1.研究计划要点及执行情况概述

1.1年度研究计划

2017.7-2017.9 :了解住宅小区学校等的远程报警系统背景,就课题研究所具有的 一些重要价值进行分析,在结合目前国内外的研究,得出课题的研究依据,制定课题的 研究目标。

2017.10- 2018.4:需求分析远程报警系统,针对所研究的对象的特点,根据其具有 的随机性,和干扰性进行了分析,以及无线传感网络的研究;描述项目分析的远程报警 系统,分析根据系统的功能特点,以及其应用场景,结合系统功能要求,确定了系统性 能特点。

2018.5-2018.10:对系统的主题的设计思路进行分析和选型,确定所使用传感器的 性能满足条件,并制定了系统的方法和技术路线,并对远程报警系统的关键性问题进行 了分析,完成硬件部分的设计。

2018.11- 2019.3:硬件部分的组装和调试。

2019.4-2019.9 :完成对本系统的软件部分设计和编程。

2019.10-2020.1:对软件部分进行仿真测试,并完成样机的制作和调试。

2020.2-2020.6 :测试与检验住宅小区的远程报警系统。

预期研究结果:

1)现有技术条件下一般建筑火灾的监测方式,以及在建工程周边环境对于火灾 无线检测灵敏度及各类干扰因素相关标准及调查报告。

2 )利用无线火灾自动报警装置探测一般建筑火灾技术论证报告。

3) 开发无线火灾自动报警装置,完成软件部分的程序编制及硬件部分的组装和 调试,作出试验机。根据不同建筑及其灵敏度设定其报警参数,并对其进行实验论证。

4) 开发出组态软件界面,通过组态软件模拟无线火灾自动报警系统的实时显示, 并对其进行实验论证。

5) 在核心期刊发表论文2-3篇,本项目为论文唯一标注。

6) 推进校级建筑物联网无线传感器实验室的建设。

1.2执行情况

具体执行情况如下:

1) 2017年7月至2018年5月

项目组成员通过收集资料和大量查阅文献,设计详细的调研问卷,分组深入乌鲁木 齐、昌吉、徐州等地区的建筑企业开展调研,了解建筑企业当前无线消防装置的发展现 状及存在的问题。对调研的无线消防装置调查问卷进行统计与分析,通过召开专家会议 讨论的方式系统分析当前火灾报警器及远程报警系统优缺点,结合目前国内外的研究, 得出课题的研究依据,制定了课题的研究目标,即采用PLC为控制器,采用温度传感 器和烟雾传感器作为系统检测传感器,以西门子GPGS模块作为无线发射器,以触摸屏 作为人机交互界面,通过编程和组态设计温度和烟雾检测及远程报警系统。

2) 2017年10月至2018年8月

项目组在调研的而基础上对远程报警系统的进行需求分析,针对所研究的对象的特 点,根据其具有的随机性,和干扰性进行了分析,以及对无线传感网络的研究,结合系 统功能要求,确定了本系统采用LoRa无线通信、GPRS无线通信、Modbus通信和以太网 通信构成通信网络。以S7-200PLC为主控制站,以单片机数据采集模块和GPRS无线模 块为从站,采用Modbus总线通信将各个站点连接起来。S7-200PLC与触摸屏采用以太网 通信,实现整个控制系统的分散控制、集中监控。

3) 2018年5月至2018年10月

对系统的主题的设计思路进行分析和选型,提出基于LoRaGPRS的无线火灾报警 控制系统方案。控制系统方案如图1所示。系统采用PLC为系统控制器,单片机为火灾 信号采集模块控制器,采用DS18B20为温度传感器,MQ-2烟雾传感器,通过Modbus 线通信将采集到的温度、烟雾信息传送到PLC控制器,控制器经过与设定值比较分析, 自动判断温度和烟雾浓度指数是否超标,如果超标,报警系统发出声光报警,提示值班 人员及时处理。采用GPRS无线模块向相关管理人员发送报警信息,以提高消防处突能 力,最大限度的减少人员伤亡和财产损失。采用触摸屏为上位机监控平台,实时监控现 场温度、烟雾数据,设定温度、烟雾报警阈值,保存监控数据,方便事后查询。制定了 系统的方法和技术路线,并对远程报警系统的关键性问题进行了分析,完成了硬件部分 的设计。



(4) 2018年11月至2020年1月

开发了无线火灾自动报警装置,完成软件部分的程序编制及硬件部分的组装和调 试,开发出了组态软件界面,通过组态软件模拟无线火灾自动报警系统的实时显示作出 试验机。根据不同建筑及其灵敏度设定其报警参数,并对其进行实验论证。系统软件设 计流程图见图2。

2 系统软件设计流程图


5) 2020 2 至 2020 年 6 月

测试与检验住宅小区的远程报警系统,测试结果表明,系统能够实时监控现场温度、 烟雾数据,当现场传感信息超过设定值,控制室报警装置及时报警,并能够及时将报警 信息发送到指定单元,系统的应用能有效提高消防应急处突能力,是对有线火灾报警系 统的有效补充。

6)项目执行期间发表科研论文5篇,其中核心期刊发表2篇,且本项目为论文唯 一标注。