基于多传感器数据融合的火灾报警系统设计

由主控器对多个传感器的信息进行分析 ，判断时根据不同传感器在一定时间间隔 内对烟雾 的不同反应 ，拓
展 了探 测 范 围 ，提高 了灵 敏 度 ，降低 了误 报率 。由于智 能探 测 器 能针 对探 测 器所 处 的特 定 安装 地点 进行 编 程 ，使探 测器 与探 测 环境 互 相 匹配 ，从 而 使探 测 器达 到最 佳 的探 测效 果 ；同时 通过 相 应 的编程 也可 以使探
个 系统 对处 理器 的要 求 。Ｎ ｎ ｌｓ ａ ｄＦａｈ里 固化 了 Ｌｎ ｘ的 Ｂ ｏ ｌａ ｅ、系统 内核 、文 件 系统 、应 用程 序 以及环 ｉｕ ｏｔｏｄ ｒ
境变量 和 系统配 置 文件 等 ；Ｓ ＲＡ 作 为 内存单 元 供 系统运 行 时使 用 。 Ｄ Ｍ 图 １ 系统 原理 方框 图 。 能 探 测 器 内置 多个 传感 器 ， 传感 器互 为 补 充 ， 为 智 各 采用 多 维参 数 的组合 判 断 ，
吴 晓 方 ， 张 志 刚
（ 黑龙江 省齐齐哈尔消 防支队 ，黑龙江 齐齐哈尔 １ １０ ６０ ０）
摘要 ：介绍 了基 于嵌入式 的多传感器数 据融合火灾报警 系统 的硬件及软件设计 方案 ，并利用数据 融合算法 ，对用 于探测火灾信息 的多传感 器 的数据 进行处理 ，使火 灾的判断具有较高 的准确性 和快 速性 。 关键词 ：多传感器 ；数据— ０ ＿
作 者简 介 ：吴 晓方 ，（９２ ） １７ 一，男 ，黑龙 江 齐齐 哈 尔人 ，工 程 师 ，学士 ，主要从 事火 灾监 测及 预 防方 面 的研 究 ，ｘ ｏ ｎｙｎ２０ ＠ｇ ａｌｏ 。 ｉ ｆ ｇｉ ０４ ｍ ｉ ｒ ａａ ｇ ．ｎ ｃ
广泛 应用 。随着火 灾 自动报 警 系统 中使 用 的探测 器 种类 和数 目的增 多 ，信 号 处 理 的难 度也 随之 大 幅增加 ，
利用多传感器数据融合技术处理传感器提供 的信息 ， 可以提高整个火灾报警监测系统 的可靠性及快速性［ １ ］ 。
１ 系统硬件设计
系统的总体设计分为硬件和软件系统两部分 。硬件设计部分主要包括 以下几个模块 ：系统主控制器模 块 ，温度 和 烟气测 量 传感 器 模 块 、模 数 转 换模 块 、火 灾报 警 模块 、消 防控制 设 备启 动 模块 和 电源模 块 。系 统 的主控制 器模 块有 主 控制 芯 片 ￥ Ｃ ４ ０ 数据 存储 Ｎ ｎ ｌｓ ３ ２１、 ａｄＦａｈ以及 内存 单元 Ｓ Ｒ Ｍ 组 成 。 中 ￥Ｃ ４ ０ Ｄ Ａ 其 ３ ２ １
中 图分 类 号 ：Ｔ ２ ２ Ｐ １ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０ — ８ Ｘ ２ １ ）５ ０ １－ ３ ０ ７ ９４ （０ １ — ０ ｌ０ ｏ
随着社 会经 济 发展 和 现代 建 筑 的兴 起 ，对 消 防和救 灾 抢 险工作 提 出了越 来 越 高 的要求 。智 能火灾 预警
处 理器 是韩 国三星公 司的一 款 基 于 Ａ Ｍ９ Ｒ Ｔ的 Ｓ Ｃ芯 片 ， Ｏ 主要 面 向小 型设 备 以及 高性 价 比 ， 功耗 的应用 ， 低
具 有 Ｌ Ｄ控 制器 、３通道 Ｕ Ｒ Ｃ Ａ Ｔ、４通 道 Ｄ ＭＡ、Ｉ Ｉ Ｃ和 Ｓ Ｉ Ｐ 总线 接 口、１７个 通 用 Ｉ １ ／０口 、２个 Ｕ Ｂ主机 Ｓ 接 口和 １ Ｕ Ｂ设 备 接 口等 资 源 。运 行 的频 率可 以达到 ２ ３ＭＨｚ 于 ￥ Ｃ ４ ０的这些 资 源 ，可 以满足整 个 Ｓ ０ 。基 ３２ １
技术作为消防技术手段之一 ，也越来越显示出它的重要性。火灾 自动报警及联动控制设备 ，已由多线制 、 模拟系统 向总线制 、数字系统发展 ，由仅 以探测器报警为主的普通型系统 向以相关模式计算为主的智能型 系统发展 ，火灾 报警 探测 器 也 由单 一 型 向复合 式智 能 型方 向发展 。火灾 自动报 警 系统 的智 能化 水平 直接关 系到社会经济稳定与安全 ，越来越受到人们 的关注。传统的火灾监测通常采用 阈值判断和趋势检测算法对 单个 传感 器输 出信 号进 行 处 理 ，若将 同样 的方 法 应用 于 多元 参量 的系统 ，会 出现 误报 或漏 报 现象 。为 了提 高火 灾 自动报 警 系统 的智 能 化水 平 ，采用 多个 传 感器 全 面采 集 火灾 发 生前 的各 种 异 常信 息 的报 警系 统得 到
度传 感器 ，它 的输 出 同绝 对 温 度成 正 比 ，即 １ Ａ／ Ｋ，而 数模 转 换芯 片 Ａ Ｃ ８ ８的输 入要 求 是 电压 量 ，所 以 Ｄ ７１ 在 Ａ ５ ０的负极 接 出一 个 １ ｋ Ｄ９ ０ Ｑ的 电阻 Ｒ一 一个 １０ 和 ０ ｎ的可 调 电阻 ， 电流量 变 为 电压 量送人 Ａ Ｓ ８ ８ 将 Ｄ ７ １。
测器 方便地 对温 度 、湿度 、灰尘 的影 响进 行补 偿 。提 高 了 由于非 火灾 原 因 引起 的错 误 报警 。用 于完 成火灾
探测的传感 器 由温度传感 器 ，可 燃气体探 测器和烟雾 探测器组成阻 】 度传感器 选用集成 温度传感器 。温
Ａ ５ ０ 气 体传感 器 Ｔ Ｓ ０ 作 数据 采 集 系统 的传 感器 。Ａ ５ ０是美 国 Ａ ａ ｇ ｖｃｓ 司生产 的一种 电 Ｄ９， Ｇ ２２用 Ｄ９ ｎｌ ｉｅ 公 ｏ Ｄｅ 流 型二端 温度传 感 器 ，具有 成 本 低 、体 积 小 、寿命 长 、选 择 性 和稳定 性 好 等特 性 。由于 Ａ ５ ０ 电流型温 Ｄ９ 是
第 ２ 卷第 ５ ７ 期
齐 齐 哈 尔 大 学 学 报
Ｊ ｒ ａ ｆ ｑｈ ｒＵｎｖ ｒｉ ｏｕ ｎ ｌ ｉａ ｉｅｓｔ ｏ Ｑｉ ｙ
Ｖｏ ．７， ． １２ Ｎｏ５
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基 于 多传 感 器 数 据 融 合 的 火 灾 报 警 系统 设计