可视化火灾自动报警系统的设计

朱宇　许欢

摘要：随着现代工业的发展，火灾隐患也备受大众的关注。虽然现在市面上的火灾报警器种类很多、产量很大、通用很广，但是由于传统火灾报警系统通讯协议封闭，没有一体化的多维信息展示平台。市场上迫切需要一种性能优越，可靠性高，便于安装使用且通讯协议相对开放的可视化火灾报警系统。该文章主要对可视化火灾报警系统的理论做了深入的研究，并全面阐述了研制一个能实际应用的可视化火灾报警系统硬件部分和软件部分的方法和过程。

关键词：多维信息展示平台；非编码烟感探测器；云服务

中图分类号：TU892 文獻标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）04-0154-02

火灾报警系统是一个集信号系统通过探测器找到火焰的位置，核实火灾并且报警，根据探测器检测到的火灾信号与事先设定好的参数对比判定出火灾等级，联动灭水装置，同时加大探测器的读取次数，不断的采集最新火灾情况，由于灭火装置一般位于工厂高处，检测和维护不便，系统添加无线通信模块来与PC机交互信息达到手动控制的要求，并通过鱼眼全景摄像头来实时监测现场。

1 设计背景

1.1 目前市面上最普遍的两种烟感

现在的火灾系统大多采用编码探测器，使之自成体系，自我封闭，协议不公开，尚未形成区域性网络化火灾自动报警系统。虽然编码探测器有着优于非编码探测器的绝对性优点，然而通常它的通讯协议都是保密的，即使用一个种类的编码探测器就必须使用想用的主机，也就无法进行扩展。若能自己给非编码探测器编地址码，然后再接入报警主机，这样非编码探测器就也可以快速定位火灾发生地点了。

1.1.1 编码探测器身可编码带地址，非编码探测器不能编地址码

这里所说的编码，其实就是指的地址码。编码型探测器可以编写地址码，每个烟感分别对应一个不同地址码，发生火灾时，编码探测器会发送信号到火灾消防报警主机，主机根据地址码就可以明确的知道是哪个编号的探测器发出的报警，从而可以快速的定位火灾发生地点。非编码探测器就没有这样的功能，不能直接被火灾自动报警系统识别。

1.1.2 非编码探测器模拟量与开关量的转换

编码烟感为模拟量型，非编码常为开关量型。编码探测器通过模拟量及数字信号将报警及故障信息传输至报警主机。非编码探测器通过开关量信号将其报警信息传输至报警主机或其他系统，或通过中间设备（比如编码中继器或中继模块等）将模拟量信号传输至主机。

1.2 当前非编码探测器的工作方式

此类探测器需配套相关主机使用，内置继电器可现场声光报警。采用四线接法，电源线接在底座的其中两个端子上，继电器无源触点输出线接在另外两个端子上。主要可以提供9-28V直流电压，烟感就可以正常工作。现场报警后向主机输出正常开关量信号。

2 设计原理

2.1 基本原理

2.1.1 适用于开放协议给非编码探测器进行编码

实行计划的大致方向是通过制作PCB给非编码探测器进行编码，同时采用PLC为主控制器进行工作。

2.1.2 模拟量转换为开关量

因485接口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。因为485接口组成的半双工网络一般只需二根连线，所以485接口均采用屏蔽双绞线传输。 485接口连接器采用DB-9的9芯插头座，与智能终端485接口采用DB-9（孔），与键盘连接的键盘接口RS485采用DB-9（针）。

所以说我们采用485协议将探测器的模拟量转换为开关量。

2.2 技术路线

（1）将特制PCB安装在非编探测器上对其编码使用：485控制协议将模拟量转换为开关量。

硬件：电路板、非编探测器、PLC。

通讯协议：485协议。

（2）上位机软件编写：上位机是指可以直接发出操控命令的计算机，屏幕上显示各种信号变化（烟雾浓度，水位，温度等）。下位机是直接控制设备获取设备状况的计算机，PLC/单片机上位机发出的命令首先给下位机，下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。

该系统以触摸屏作为上位机，通信控制PLC，单片机等作为下位机，从而控制相关设备元件和驱动装置。

2.3 电路板后期搭制，与普通探测探头作比较实物图

电路板后期搭制，与普通探测探头作比较实物图，如图1、图2所示。

2.4 触摸屏画面

触摸屏是一种新型可编程控制终端，是新一代高科技人机界面产品，适用于现场控制，可靠性高，编程简单，使用维护方便。

2.4.1 主画面的设计

一般情况，可用欢迎画面或被控系统的主系统画面作为主画面，该画面可进入到各分画面。

2.4.2 控制画面的设计

该画面主要用来控制被控设备的启停及显示PLC内部的参数，也可将PLC参数的设定做在其中。

2.4.3 参数设置页面的设计

该画面主要是对PLC的内部参数进行设定，同时还应显示参数设定完成的情况。

2.4.4 实时趋势页面的设计

该画面主要是以曲线记录的形式来显示被控值、PLC模拟量的主要工作参数（如输出变频器频率、温度趋线值）等的实时状态。

2.4.5 信息记录页面的设计

该画面主要是记录可能出现的设备损坏、过载、数值超范围和系统急停等故障信息。

用软件进行设计，然后运用PLC设置参数先通过编程电脑仿真调试，认为正确后再下载到触摸屏，得到如图3触摸屏界面。

3 火灾自动报警系统的鱼眼摄像机的增入

3.1 鱼眼摄像机的简介

鱼眼摄像机可以独立实现大范围无死角监控的全景摄像机，其概念与初级成品诞生已久，但成熟商品知道08年才正式出现。总的来说，当下主流全景摄像机才采用吊装与壁纸方式可分别达到360°与180°的监控，达到一个较为开阔面积的监控诉求。

3.2 在火灾报警系统的应用

增加鱼眼摄像机在可以将室内全景摄入并通过现代网络通与信技术将采集的信息传入云端。

4 火灾自动报警系统的云服务连接

云服务：报警系统云服务管理系统它是由火灾报警系统智能控制器、无线数据采集器（DTU）、服务器、监控中心组成。采用高稳定的GPRS（3G，4G）无线传输方式接入互联网，以组网的形式，通过PC端或手机APP远程实时监测。当出现灾情时，实时推送故障发生瞬间的机组数据（黑匣子记录）信息到监测端，并同时发送短信通知相关人员，实现了火灾报警系统的全方位智能监测。

5 结语

随着现代控制技术以及网络与通信技术的飞速发展，高科技技术元素在消防系统应用越来越广泛，这对于消防技术的准确性和及时性提供了更有效的帮助，而现在虚拟仪器也越来越广为使用，云服务也为之提供了一种捷径。可视化自动报警系统综合了计算机图学，网络通信技术将图像在网络平台上显示出来，为消防人员实现火灾的可视化交互管理提供了可能，可以及时准确的感到火灾现场对火进行扑灭，降低损失。用户通过云端注册实时监测室内变化，第一时间接受火灾隐患问题，从而避免了个人损失，且通过手机App 来实现这一目的，达到了简单便捷的目的。

参考文献

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