传感器与消防火灾报警研究

马东玲

摘要：科学技术的发展使得工业生产和人们的日常生活中潜藏着越来越多的隐患，火灾是其中之一，为了预防和降低火灾带来的危害，保护人身和财产安全，就必须对家庭、工厂等设施进行现场实时检测，采用先进可靠的安全检测仪表和传感器，及早发现火灾事故，实现对工业生产和家庭生活的保护。

关键词：传感器;火災报警;消防设施

在重大的自然及人为灾害当中，火灾是危害人民财产、生命安全和社会发展的主要灾害之一。在工业企业中危害最高的灾难就是火灾，对工人生命安全和工厂的财产安全有极大的危害性，因此国家出台了相应的消防法律法规，工业厂房、库房、任何的建筑物、重要设施等场所都必须通过消防安全考核，传感器在火灾自动报警控制系统的应用变得非常重要。通过传感器的检测，将火灾消灭在起始状态，最大限度地减少火灾危害，能够及时探测、鉴别、判定火灾并联动通信系统对外报警。基于先进传感器的消防火灾报警系统就是在此需求下，为了保障人民生命财产安全而设计出来的，并且随着现代电子电气技术水平的不断提高，在实现方式、功能和结构上不断地完善。

消防火灾报警系统并不是传统意义的简单报警设备，而是一个集信号检测、传输、处理和控制于一体的控制系统，结合了自动控制技术、传感器技术、计算机控制技术、电子电路技术的应用等各领域知识，随着社会科学技术的不断发展，消防火灾报警系统的性能一定会更加优越，可靠性更高，应用更加广泛。

一  传感器发展经历

（一）结构型传感器

其原理是结构参量的变化测量和转化信号。例如：压电式传感器，它是利用某些介质材料（石英晶体和压电陶瓷）的压电效应时电荷的变化转化为电信号的。

（二）固体传感器

这种传感器由半导体、电介质、磁性材料等固体元件构成，是利用材料某些特性制成的。70年代后期，随着半导体技术、分子合成技术、微电子技术及计算机技术的发展，出现集成传感器。它是将传感器集成在一个芯片上、可完成测量及模拟信号输出功能的专用IC。集成传感器优势明显，价格低、功能多和系列化发展，现已占传感器市场的2/3左右。

（三）智能传感器

80年代出现的智能传感器系统内有微处理器，能够执行信息处理和存储，还能对外界信息具有一定检测、自诊断、数据处理以及自适应能力。现在的传感器更加智能化，除检测功能外还有自诊断功能、记忆功能、多参量测量功能以及联网通信功能等。

二  消防火灾报警发展趋势

（一）多线型报警系统

传感器检测到相应的火警情况，将其转为电信号，此电信号传送给系统，系统会点亮相关的示警灯来提示人们有火灾发生。早期的消防火灾报警系统的主要作用仅仅就是报警，或者再附加一些简单的联动装置，如蜂鸣器等。多线型报警系统不能排查外围传感器设备的故障情况，这个系统的缺点明显，安装繁琐，日常的检验工作量大，并且容易出现误报现象。

（二）总线型报警系统

这种报警系统核心器件是火灾报警控制器，如微型处理器（单片机）。报警监控点和传感器采用编码方式形成地址，传感器将报警信号转换为数字量，再通过总线的方式传送给控制器。此系统的各个模块能现场编制实现控制联动控制，并能对自身的故障进行自动检测，也可以实现对外围装置故障的排查，但无法自动判别故障类型。总线形报警系统灵敏度高、误报率低，设备可靠性强，目前国内大多数的消防火灾报警系统都是此类产品。

（三）智能型报警系统

将先进的计算机技术应用到火灾报警系统形成智能型报警系统，传感器检测到的信号传送给控制器，控制器不再是单纯地根据报警信号进行报警，而是对获得数据信号进行处理、分析和判读，避免误报、漏报现象。这种信号处理方式使得火灾检测设备适用于任何的测量环境，可以根据不同的应用环境设置不同的传感器灵敏度。智能型火灾报警系统很大程度上解决了火灾误报和漏报的问题，极大地提高火灾报警的准确度，此类报警系统是火灾报警设备发展的必然趋势。

三  消防火灾报警发展现状

中国消防火灾报警行业从上世纪90年代后期发展起来，虽然整体起步较晚，但由于国家重视现在的消防火灾报警行业发展迅速，消防报警技术以及跟上国际水平。从整个消防报警市场来看有近6000家消防企业，目前国内消防设施研发企业知名度较高的有北大青鸟环宇消防设备股份有限公司、海湾安全技术有限公司、北京利达华信电子有限公司、上海松江飞繁电子有限公司、深圳市泰和安科技有限公司等企业，有50%以上的企业收入规模在500万以下，行业内缺乏市场竞争的主导者和市场秩序的引领者。智慧型消防报警系统目前是国内各大企业的研究对象，国内研发的消防系统的灵敏度和环境的适应能力有限，但毋庸置疑的是大数据、云计算、物联网、人工智能等新兴技术手段将会是未来消防火灾报警系统发展的动力。

四  新型消防监控系统

智慧型消防物联网监测系统最基础的就是通过传感器监测消防自动报警主机及火灾探测器、手动报警装置、消防联动装置等设备实时状态，对高危重点区域及周边环境各种参数进行实时监测、收集与存储，包括压力、液位、温度、湿度等数据，形成监测预警历史数据库，同时为进一步数据分析提供数据支撑。在消防人员定位设备中，目前多采用加速度传感器、陀螺仪、磁传感器和气压传感器等感应元器件，以惯性运动测量的原理方式达到跟踪和定位的目的，可提前有效预知安全隐患，跟踪定位快速处理意外事故。

消防定位设备的运用，使得现场指挥中心能够非常方便地了解消防队员在火灾现在的相对位置，从而能够快速引导救援人员以最佳路线赶赴事发点，为灭火和救援赢得宝贵的时间。其次，详尽明确的全员位置信息还利于现场指挥中心根据火情的发展进行合理人员调配，并向相关位置人员发送预警和疏导撤离信息。以上功能的实现统统都离不开定位设备中各测量元件的通力协作，其中，加速度传感器和陀螺仪主要组成起到位置和速度测量的作用，磁传感器相互构成一个电子罗盘用于进行方位识别，而气压传感器则通过测量值变化来确定佩戴者的位置高度。

五  结语

科学技术在不断地进步，火灾报警系统所需的软、硬件的技术条件日益完善、火灾报警产业规模每年也在快速增长中。作为保护智慧城市、保护人民生命财产安全的重要支持行业，在政府的大力支持下，智慧型消防将会成为成为各地政府为民服务工作的一项实事工程，也必将迎来更大的发展。

参考文献：

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[2] 章梁斌.高校图书馆火灾自动报警与消防联动系统的设计[J].华南理工大学，2012.

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