1、1对无线通信的消防系统设计研究摘要：近年来，我国的室内火灾检测主要以一氧化碳气体传感器和烟雾传感器为主，但是应对快速起火的场合和少烟火灾的危险场合就不能够满足要求，本研究主要针对地下超市、室内快速起火或仓库消防，通过检测火源特有的红外光波与环境相对比，这样会比一般的烟雾传感器的消防设备更灵敏，响应速度更快。在检测到火险之后会通过无线通信网络发送至主机，由主机发出声光报警信号，并无用液晶屏显示实时状态。针对那些快速起火而又不能人为接近的危险场合，可以通过线遥控操作的灭火机器人，应用自吸水泵喷水灭火，从而减少人员伤亡，保证生命财产安全。 关键词：消防系统无线通信传感器 机器人 中图分类号：TU99
2、8.1 文献标识码：A 文章编号： 1 整体介绍 本研究以地下超市为例，设计一套基于 2.4G 无线通信网络的消防系统，系统主要包括多点监控消防系统和灭火机器人两个部分。下图是系统的整体框图 图 1 系统的整体框图 本文研究了无线报警传输环境，选用性能稳定的 STC5l 单片机作为2主处理器，NRF24L01 模块作为无线报警信号的发送模块。测控终端的处理器对传感器状态进行查询，一旦有报警信号，就将具体的报警信息发送置监控终端，从而实现实时报警。 如下是地下超市对系统的设计要求主要性能与技术指标举例 ： 表 1 地下超市对系统的设计要求主要指标举例 2 多点监控消防系统 2.1 网络传输方式
3、火灾自动报警监控网络系统中，网络中的数据传输可分为有线通信和无线通信两种方式。 有线通信方式一般是通过布置电线进行监控终端与报警监控中心间的数据传输。此种方式需要用户花费大量的金钱和时间铺设通信线路，具有安装调试繁杂、难以维护等特点，很大程度上提高了监控终端的设备成本，用户难以接受。目前有线通信已成为火灾自动报警监控联网系统的瓶颈。 无线通信方式中比较常用的有常规通信(无线数传电台)、集群通信、GSM 的短信息业务三种。相对于有线通信方式，上述三种无线通信方式只需在发送和接收端安装无线电嵌入式模块，使得基于无线通信方式建立的火灾自动报警监控系统中的设备更加易于维护和实现。 对于无线通信方式中的
4、常规通信，即使用普通无线电台进行网络中数据传输，其设计、组网及使用相对简单，技术较成熟。在我国国内采用此种方式组网的报警监控 系统应用也较多，但其存在的不足在于作用3范围较小，一般需建立传输中继站。集群通信方式系统具有信道利用率高、服务质量好、通话阻塞率低，但是需要额外建 立集群通信网络，系统整体建设成本高，目前应用较少。上述两种方式，对监控终端的电源性能要求较高，设备成本和初期安装费用高。利用 GSM 的短信息业务进行网络中数据传输，其覆盖范围大，运营费用较低，但是其延时问题是制约其发展的瓶颈，不宜在火灾自动报警监控网络中应用。 由于我们针对的是地下超市、仓库或室内消防安全，属于小范围消防点
5、设计，普通的 2.4G 无线通信网络即可满足要求，因此选用价格适中的 2.4G 射频通信网络。 2.2 监控主站设计 考虑到实用性、稳定性和价格等因素，STC8051 系列单片机作为主处理器和从处理器最适合不过了，STC8051 微处理器不仅低功耗、超低价、高速（0-90M） ，而且高可靠性。 图 2 监控主站硬件设计框图 2.2.3 测控分站设计 由于测控分站功能较少，所需引脚资源更少，因此我们选用价格更便宜的 STC12C2052AD，自带模数转换功能，并且低功耗。 图 3 监控分站硬件设计框图 42.3 灭火机器人设计 根据我国消防部队在易燃、 易爆、 易坍塌、 高温、强辐射热及有毒有害
6、等高危险火灾现场进行近距离灭火作战的要求， 公安部上海消防研究所追踪国外消防灭火机器人技术发展的前沿， 对消防灭火机器人进行了三轮研制， 继而完成了履带型消防灭火机器人 、 轮胎型消防灭火机器人的工业性试验及应用研究。 消防灭火机器人可在救灾人员的控制下，自行进入火场扑救，对油罐、液化石油气罐、石化装置等火灾可进行近距离作战， 对相关的部位进行灭火喷射或进行喷水冷却保护。 在进行化学有害物质泄露事故的处置过程中， 可使用消防灭火机器人对大面积流淌物或有毒有害气体进行喷水、 喷雾洗消和稀释；并已进行了消防灭火机器人工业性试验以及结合石化、油罐区等典型场所进行行驶、越野和喷射等应用试验，研究解决了
7、一些消防实战的关键技术问题。 消防机器人控制系统由两部分组成：消防机器人车载嵌入式控制系统和后台和前台系统两个主要部分，后台系统主要包括通信模块以及各种数据信息的后台预处理，前台系统则将预处理的数据进行再处理，并分类显示在主控界面上，并提供系统的人机交互工作界面。 形成一套以消防灭火机器人为主体的战术应用方法，以及数台消防灭火机器人在进行喷雾隔热、直流喷射水对建筑物和罐体进行灭火冷却保护、喷射泡沫进行灭火等各种工况协同作战时的技、战术应用方法。 参考文献： 1李力 中国火灾探测技术的现状及其发展趋势J 火灾科学 52001,2(10) 2余成波 传感器与自动化检测技术M 北京航空航天大学出版社 2002 3谭永宏 陈爱武 轮式移动机器人的模糊轨迹跟踪控制J 制造业自动化 2009,31(2) 4刘伟 张茂青 顾俊强 基于 ATmega32L 单片机的灭火机器人的设计J江苏电器 2008(2)
