温室大棚智能火灾预警系统设计

郭玉霖 陈奇 张静雅 岳成浩 李娜

摘要：温室大棚作为农民种植的重要方式，安全对于大温室大棚显得格外重要，对温室大棚进行智能化管理控制对于种植行业来说是一种不可缺少的安全保障。本文对大棚火灾预警的软件和硬件部分进行介绍，可以实现对温室大棚里的环境参数进行实时监控。

关键词：温室大棚;火灾;预警

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）08-0170-02

0 引言

随着社会不断进步和发展，传统农业开始向着新型农业转变，大棚种植代替传统种植成为了很重要的一部分，温室大棚在农村使用率逐渐升高，成为农民经济收入的重要来源方式之一。但是目前我国农村防控火灾能力不高，再加上消防安全基础非常差，距离城市相对较远，广大的农民的消防安全意识不高，温室大棚往往都是靠在一起“接连成片”，另外冬季还是火灾的高季节，温室大棚的建设材料大多采用钢管作为骨架，大部分外层使用塑料薄膜连接，还有的农民在最外面一层覆盖上棉被用以保温。这些材料大多数是易燃的材料，一旦遇明火将会被迅速点燃。农村的大棚一般长度在80～90m，户数较多，大棚相对集中，连成一片，夜间发生火灾就有可能产生人员伤亡。另外，因为冬季持续时间比较长，看守大棚的工作人员，假如大棚一侧的房屋内使用明火，如果遇到刮风，火星就会从烟囱飘落，随风掉在大棚上，引发火灾。同时，火势随着风更易蔓延，给农民带来巨大的损失。

1 火灾报警系统的原理

火灾自动报警系统[1]是由火灾报警和其他辅助设备组成的系统这个火灾探测器由一个触发器和一个边缘报告设备。系统能迅速发现火灾并及时采取有效措施，有效扑灭火灾，减少人员伤亡尽可能减少财产。如图所示，通过检测诸如气体、烟雾、温度、光等物理和化学现象，通过检测信号和将单片机数据与既定数据进行比较，从而判断火灾情况。系统原理图及组成框图如图1所示。

2 硬件设计

为了满足易燃烟雾的安全要求，设计的易燃烟雾传感器不仅可以在较宽的温度下工作，还具有可燃烟雾的集中、故障控制、延迟警报、现场远程测量等功能[2]，通过电脑实时控制必须，其目的是提高传统吸烟臂的精度，降低成本，减少体积，结构框图如图2所示。

系统的核心部件是单片机，结合周边电路，完成信号记录、浓度标示、时间显示、状态显示、音响光警告、按钮输入、误差自动控制等多种功能。系统使用功能强的单片机，系统运行稳定，测量精度高，通用耗电低，电源安全性高，为了保证申报的准确性和可靠性，且最佳尺寸要小而便宜，有助于减少单片机报警量和降低报警的成本。

单片机通过传感器将现场温度和空气中的烟气等非电信号转换为通信信号[3-4]，然后在空调电路中扩大该电信号等方式满足售后服务的要求。最后，将A/D电路中传感器输出的模拟信号转换为数字信号，由单片机判断，现场是否发生火灾，并及时报警。

3 软件设计

程序设计采用了模块化设计[5]，每个模块的所有功能都被调用到相应的子程序，主要有火災数据采集、火灾判断、投诉等部分程序，系统流程图如图3所示。

为了大大降低系统的误判率，系统设计多次检测，采用多次评估的操作方法，数据采集成功后，通过多次检测数据对现场火灾情况进行评估后，根据多次判断结果进行最终火灾评估，主程序采用无限循环体[6]。首先，操作程序对系统各个组成部分的单片机片端口的输入端和输出电路设置，外廓驱动器和单片机数据存储设置等电路被程序初始化，然后在单片机内核区块中主操作程序被初始化，并在单片机火灾检测报警控制系统中对程序进行数据采集、数据通信和查询判断。

4 结语

火灾给温室大棚带来潜在的威胁， 给农民造成巨大经济损失。论文对系统的软件和硬件结构都进行了介绍，该设计结构简单、对大棚火灾检测方便，市场应用广泛，具有较好的使用价值。

参考文献

[1] 崔骞.智能建筑火灾自动报警与消防联动系统探讨[J].消防科学与技术，2015（2）：25-27.

[2] 李嘉琪，孙晔，何文轩，等.基于单片机的火灾自动报警系统设计[J].科技创新与应用，2016（7）：38-40.

[3] 李中望.一种智能火灾报警系统的设计方案[J].安防科技，2013（3）：35-38.

[4] 王忠民.基于单片机的语音数字联网火灾报警器设计[J].现代电子技术，2014（5）：51-54.

[5] 程望斌，刘凌等.基于单片机的火灾烟雾报警系统设计[J].湖南理工学院学报，2014（3）：41-44.

[6] 昝杰.温度和烟雾监测及远程报警系统的设计与实现[D].成都：电子科技大学，2015.