智能火灾预警系统的实践

包青虎

（辽宁省公安消防总队抚顺市支队，辽宁抚顺，113006）

智能火灾预警系统的实践

包青虎

（辽宁省公安消防总队抚顺市支队，辽宁抚顺，113006）

火灾对于社会公共安全有着极大的威胁，所以必须要对其有效地加以预防，而当前随着信息技术以及计算机技术的不断发展，可以将计息技术应用在火灾的防控之中。通过对于智能火灾预警系统加以构建，能够及时地发现火灾，并且提前进行预警。因此本文主要就智能火灾预警系统的设计以及实践的相关问题进行了相应的研究。

火灾预防；智能火灾预警系统；系统设计

0 引言

根据最近及几年以来的关于火灾的研究资料表示，火灾事故尤其是由于电器问题导致的电气火灾事故发生的频率大大的上升，所以现在电气火灾事故已经引起了上级政府部门的广泛关注。要想避免电气火灾事故发生的概率，就要采取措施增强对于电器事故的监视和管理，保证在火灾发生的第一时间能够及时的发现并且报警。这就是解决目前的电气火灾事故的最有效的途径，也是我国应对电气火灾事故发生的研究方向。

1 火灾的危害性分析

其实随着我国科学技术的逐渐发展，无论是人们的日常生活还是工业的正常生产都离不开电气设备以及电力的供应。在另一方面，我国的建筑行业发展速度也相当之快，各种各样的新型的建筑材料已经被运用到了实际建筑工程的施工之中，这些建筑材料在给施工带来便利的同时，由于其燃点很低，所以也存在着一定的危险性。而且，现在的建筑施工过程中，有很多的施工部门在搭接电线线路的时候，极其不负责任，没有进行合理的规划和布置，再加上对于一些电力设备的安装没有严格按照规定和要求来操作，所以就增加了电器火灾事故发生的可能性。然后还有不少的用户都居住或者是工作在高层建筑之中，导致了高层建筑之中的人口密度非常大，用电量也随之提高，经常会出现超负荷用电的情况，这样一来，一旦发生电气事故引发的火灾，高层建筑中的人们将面临着极大的危险，救援工作也不好展开。同时这也是我国近几年以来电气火灾事故发生引起的重大损失和伤亡的重要原之一。

根据我国的研究资料显示，自从2008年以来，我国发生了数百万起的火灾事故，其中大约有四分之一的火灾事故是由电力事故导致的。造成了巨大的经济损失，估计约有150亿人民币左右，其最终由于电气火灾事故引起的经济损失占了60以人民币。而在2008年以后到今天的这段时期，我国发生的火灾数量仍然有很多，总共高达60多万起。其中大约有20万起的火灾事故是由于电气的超负荷运作引起的电力线路的短路和漏电以及烧损，比起往年的数据，现在电力事故引起的火灾现象已经占有总火灾事故的大约三分之一，明显呈现一种上升的趋势。

从上面的研究数据可以看出来，电气火灾事故给我们带来的极大的危害，虽然上级政府也采取了相应的措施，比如安装了火灾报警系统和监视系统，但是起到的效果却并不是十分明显。其实，这种火灾报警系统本身就存在一些问题，一般火灾报警系统是在火灾形成并且产生之后才感应到了周围温度和环境的变化，发出报警，但是无法对于已经产生的火灾进行及时处理，造成了不可避免的经济损失，只能减少人员上的伤亡。因此，现在应对火灾事故的重点不是报警，而是火灾预警。火灾预警能够在火灾发生之前检测出电气设备或者是电力线路地异常情况，而后进行报警，提醒相关的工作人员和维修人员及时的进行处理，，从而减少了电气火灾事故发生的可能性，本文要阐述的就是关于火灾预警系统方面的问题。

2 智能火灾预警系统架构及火警信息处理处理程序

一般智能火灾预警系统的设计要遵循成本低廉、应用性强和性能稳定等等原则，而组成部分可以大致上分为：烟雾探测器、无线传感器、智能报警系统和接受报警的处理平台以及辅助装置几个部分、另一方面，智能火灾预警系统的工作原理和工作流程根据顺序可以分为：火灾的检测、火灾的确认和火灾的预警三个阶段。

首先介绍火灾检测的工作原理。当火灾发生的时候，智能预警系统中的烟雾探测器会向智能报警系统发射火灾发生的信号，这时候智能报警系统会在接收到火灾信号的瞬间发出火灾报警声音，提醒相关人员进行避难和逃生。与此同时，火灾报警系统还会报警处理平台发射火灾发生的信息，火灾报警处理平台就可以联系当地的消防员进行救援和灭火工作，将火灾带来的经济损伤和人员伤亡将至最低。

其次就是火灾确认的环节。在火灾信号被火灾处理平台发射之后，一般还会收到由消防员发射的确认火灾报警信号，确认火灾发生信号的准确性和信息的真实可靠性。然后才会展开救援行动。所以火灾确认环节的主要目的是为了进行火灾报警信息的二次确认，防止出现智能火灾预警系统由于故障或者是其他原因失误发出火灾信号，给消防部门带来不必要的麻烦。

最后就是火灾预警阶段。在火灾确认环节进行之后，火灾报警系统会将火灾信号以不同的线路传递给消防部门，并且同时让建筑内的报警电话以一定分贝的声音发出报警信息，提醒建筑之内的无关人员进行逃生和避难工作，也起到引导消防队员快速行动的目的。其中多个线路的传递火灾信号能够起到保险作用，防止由于某一个线路发生由于火灾事故发生中断而导致了消防部门无法接收到火灾报信号，从而延误了火灾的救援工作。火灾报警系统在发射报警信号的时候并不影响其正常通信的能力，内部人员之间仍然能够保持必要的联系。整个火灾预警系统最大的特点就是自动化，反应迅速，其中仅仅只是二次确认的时候需要人工参与，其他的环节都可以自动进行，并且多个程序的运行和信号的传递工作只在短短的几十秒之内就可以完成，比起人工报警具有更高的工作效率，更加节省时间。同时火灾信息处理平台还具有实时记录的功能，对于火灾后续的处理工作有很大的帮助。

3 智能火灾系统的关键技术

首先要介绍的是无线烟雾传感器，无线烟雾传感器一般由两个部分组成，一个部分是烟雾探测器，另一个部分是无限传输模块，每个部分都有自己的功能和作用。无线烟雾传感器的作用主要是探测空气当中的烟雾浓度值，当空气中的烟雾浓度值高达一定的数值之后，就会通过无线信号引起火灾报警。而烟雾探测器一般采用的是离子式烟雾传感，在空气中的烟雾浓度处于正常值的时候，电离室内外的电流和电压都处于稳定的状态。而一旦发生的火灾，空气当中的烟雾浓度会急剧增加，这时候的电离室内外的电压和电流平衡被破坏，于是预警系统会产生报警信号，并且通过无线电的方式将报警信号传递出去。无线传烟雾感器的工作误差非常小，在建筑物室内的直径不是很大的时候，无线烟雾传感器基本上可以做到零失误。但是一旦建筑物的室内半径超过了无线烟雾传感器的规定适用范围，那么无线烟雾传感器工作时出现错误的概率将会大大的增加，工作性能变得极其不稳定，起不到火灾预警的效果，所以在使用烟雾传感器的时候一定要注意建筑物的室内直径不能超过其规定的范围。

另一个要介绍的就是智能电话终端技术，其基本组成单元有：电话模块、无线传感器以及智能呼叫模块和来电识别单元，它的作用是接收到无线传感器发生的报警信号，并且呼叫火灾报警处理中心，同时还能够接收到火灾报警中心发射的火灾信号，并且将信号传递给下级部门。智能电话终端技术采用的芯片是HT9200，这种芯片具有双音多频的功能，通过其特殊的解码方式可以将信号分解为高频信号和低频信号，然后对于来电号码和信号进行传输。在实际使用的过程中具有可输入电流大，产生的噪声低，工作效率高的特点。

最后要介绍的技术是报警信息处理技术。报警信息处理技术的核心是将业务层从传统的网络中分离，让业务层具有很好的开放性，提高了报警信息处理平台的火灾信号处理的工作速度。系统的组成首先有媒介的接入层，功能和作用是为底层的呼叫提供了接入的机会。然后是媒介的适配层，它的作用是对于呼叫的媒体进行适配，保持各种各样的媒体可以与业务层之间进行联系和沟通。还有就是业务支撑层和业务实现层，前者的重要作用是通过专门的特殊服务器来实现呼叫控制的功能。然后后者的作用是能够和管理平台实现有效的对接，从而保证业务的具体应用能够顺利完成。通过四个部分的相互配合工作能够实现对于接受到的火灾报警信号进行处理和反馈工作。

4 智能火灾预警系统的设计

监测网络的设计。网络的设计分为无线部分的设计和有线部分的设计，火灾报警控制器的作用是处理所接受的火灾信息，然后通过自身的分析做出判定和反馈。所以要注意火灾预警系统采用合适的计算方式，当火灾信号传递给火灾控制器的时候，火灾控制器能够立刻做出反应，并且将信号传递给下面的各个报警器。中央的控制人员会只需要对大屏幕进行观察就可以了解到系统各个部分的工作情况和工作环境，然后通过不同的操作按钮实现不同指令的传递和指示。

火灾探测器的选择。火灾探测器的主要作用是探测周围环境的各种数据，然后通过对于收集的信息进行判断是否出现火灾。当火灾发生的时候，空气中的温度和厌恶的浓度以及各种离子的含量都会发生显著地变化，通过这些变化，火灾探测器能够发现火灾事故的发生，并且确定其事故发生的位置。因此火灾探测器在选择的时候一定要具有灵敏度高，性能稳定的工作特点。

火灾预警系统硬件部分的设计核心处理器最好采用STM32F107，然后配备与之相对应的工作接口，数字温度传感器的信号采用DS18B20,能够将接收到的信号进行快速的转换，并且发送给处理器。火灾预警系统的软件设计要注意的核心部分是主机控制终端软件和设计和编程，编写程序采用的是微软的visual studio2008版本进行设计，采用C语言进行编写。负责的工作时保持火灾现场的通讯，显示现场的温度曲线并且对于相关数据进行分析和处理，具有记录和查询的功能。

5 小结

通过对于上面的火灾预警系统的分析和探究可以看出来，智能火灾预警系统具有很高的工作效率和很快地信息传递速度。能够在火灾事故发生的第一时间检测出周围环境的异常，然后快速的将信号发生给报警系统和报警处理平台。

[1]田树仁.基于神经网络的智能电气火灾预警系统设计[J].消防科学与技术,2015,(9)：1201-1204.

[2]许驰,李新春,张蕾等.基于ZigBee的多传感器火灾预警系统[J].西华大学学报（自然科学版）,2012,31(6)：73-76,80.

[3]孙冬娇,徐高威,刘恒等.工厂仓库火灾预警系统的设计[J].现代电子技术,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