火災(zāi)報(bào)警智能逃生防盜窗

楊卓元 吳柯兵 李冰潔

(江蘇大學(xué)，江蘇 鎮(zhèn)江 212000)

1 現(xiàn)狀研究

目前絕大部分居民防盜窗都是采用的推拉式鋁合金、不銹鋼防盜窗，不僅防盜效果不是很好，而且火災(zāi)發(fā)生時(shí)，居民慌忙中可能找不到鑰匙，打不開防盜窗，耽誤逃生。根據(jù)我們小組查閱的資料了解，廣西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院的鐘清小組對(duì)火災(zāi)報(bào)警聯(lián)動(dòng)防盜窗進(jìn)行了研究與設(shè)計(jì)，他們的設(shè)計(jì)方案是利用煙火報(bào)警器觸發(fā)語音報(bào)警器和電磁鐵工作；東北林業(yè)大學(xué)的藏加宇小組對(duì)防盜逃生兩用窗進(jìn)行了研究與設(shè)計(jì)，他們的設(shè)計(jì)方案是在防盜窗中內(nèi)藏逃生軟梯以達(dá)到逃生效果；浙江郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院的屠秋萍也對(duì)家庭安全報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行智能化研究設(shè)計(jì)，她的設(shè)計(jì)方案利用紅外傳感器通過單片機(jī)控制GSM移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)模塊發(fā)短信給機(jī)主以實(shí)現(xiàn)報(bào)警。

2 研究思路和方法

利用煙霧傳感器自動(dòng)檢測(cè)屋內(nèi)煙霧情況，若發(fā)生火災(zāi)，濃煙作用于煙霧傳感器通過單片機(jī)控制GSM模塊向屋主、物業(yè)報(bào)警，并且煙霧傳感器控制防盜窗自動(dòng)解鎖，內(nèi)置軟梯向下伸長與下一層防盜窗連接，居民可使用好防墜器順利逃到下一層，若是下一層也著火，下層防盜窗一樣打開，繼續(xù)向下逃生。若屋內(nèi)進(jìn)賊，也可通過紅外傳感器通過單片機(jī)控制GSM模塊向屋主、物業(yè)報(bào)警，保證財(cái)產(chǎn)安全。

3 技術(shù)路線及實(shí)驗(yàn)方案

3.1 逃生模塊

在防盜窗底部安裝可伸縮式軟梯，伸長長度大約4～5m，由鋁合金管、鋼絲繩、鋼絲繩扣組成。通常情況下，軟梯收縮在防盜窗底部，當(dāng)防盜窗的煙霧報(bào)警系統(tǒng)開啟后，軟梯自動(dòng)打開，向下一層展開。在陽臺(tái)常備防墜器，通過鋼絲繩與滑道連接(類似于登山索道)，保證在通過軟梯逃生時(shí)不會(huì)墜落。防盜窗除了緊急情況下自動(dòng)打開外，也要定期檢查手動(dòng)打開情況，以防緊急情況下，電路出錯(cuò)等突發(fā)情況導(dǎo)致防盜窗無法自動(dòng)打開。

3.2 煙霧報(bào)警模塊

本模塊由MQ-2型煙霧傳感器(二氧化錫半導(dǎo)體材料)、單片機(jī)、TC35i短信模塊等組成。當(dāng)處于200～300℃時(shí)，二氧化錫吸附空氣中的氧，形成氧的負(fù)離子吸附，使半導(dǎo)體中的電子密度減少，從而使其電阻值增加。當(dāng)與煙霧接觸時(shí)，如果晶粒間界處的勢(shì)壘受到該煙霧的調(diào)制而變化，就會(huì)引起表面電導(dǎo)率的變化。利用這一點(diǎn)可以獲得煙霧存在的信息。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，濃煙作用于煙霧傳感器，于是傳感器就會(huì)通過單片機(jī)控制GSM模塊向屋主、物業(yè)發(fā)送短信報(bào)警。MQ-2型煙霧傳感器的特性及主要技術(shù)指標(biāo)：MQ-2型煙霧傳感器對(duì)天然氣、液化石油氣等煙霧具有很高的靈敏度。MQ-2型煙霧傳感器具有良好的重復(fù)性和長期的穩(wěn)定性。初始穩(wěn)定，響應(yīng)時(shí)間短，長時(shí)間工作性能好。MQ-2型煙霧傳感器具有良好的抗干擾性，可準(zhǔn)確排除有刺激性非可燃性煙霧的干擾信息，例如酒精和煙霧等。MQ-2型煙霧傳感器的特性參數(shù)：回路電壓：(VC)5-24V；取樣電阻：(RL)0.1-20K；加熱電壓：(VH)5±0.2V；加熱功率：(P)約750mW。

3.3 紅外報(bào)警模塊

本模塊由CHRS 012紅外傳感器、單片機(jī)、TC35i短信模塊等組成。CHRS 012是一款低功耗的熱釋電紅外傳感器。CHRS 012應(yīng)用于各種自動(dòng)系統(tǒng)包括自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)，電路感應(yīng)靈敏度較高，而當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)，靈敏度就較低，特別是同人體溫度較近時(shí)，靈敏度會(huì)大幅度下降。當(dāng)有人闖入家中，CHRS 012紅外傳感器的靈敏度大幅降低，會(huì)通過單片機(jī)控制GSM模塊向屋主、物業(yè)發(fā)送短信報(bào)警，以便作出相應(yīng)措施。CHRS 012紅外傳感器的特點(diǎn)：工作電壓范圍：2.8-5.5V；低待機(jī)電流：18μA；LDO輸出電壓：2.6V；LDO最大輸出電流：5mA。

4 可行性分析

本項(xiàng)目只是在現(xiàn)有的防盜窗基礎(chǔ)上簡單改造，加了一個(gè)煙霧傳感器、一個(gè)人體紅外傳感器以及一個(gè)逃生用伸縮梯，在結(jié)構(gòu)和安裝上并沒有太大的改動(dòng)，成本也較為低廉，在安全防護(hù)上又有了大幅度提升，可以大面積推廣。

本項(xiàng)目的關(guān)鍵是煙霧感應(yīng)和人體紅外感應(yīng)，目前主要存在的問題是防止各種干擾造成的錯(cuò)誤報(bào)警。而資料表明：MQ-2型煙霧傳感器具有良好的抗干擾性，可準(zhǔn)確排除有刺激性非可燃性煙霧的干擾信息，并且對(duì)天然氣、液化石油氣等煙霧具有很高的靈敏度，很適合用于防火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中。CHRS 012紅外傳感器同人體溫度較近時(shí)，靈敏度會(huì)大幅度下降，可以避免動(dòng)物靠近對(duì)系統(tǒng)造成干擾。

我國是人口大國，因此對(duì)住房的需求量特別大，故這個(gè)項(xiàng)目的市場(chǎng)前景非常廣闊。這個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)較為簡單，在原有傳統(tǒng)防盜窗的基礎(chǔ)上進(jìn)行了較小的改動(dòng)，但是在安全防護(hù)上有了大幅度提升，而且生產(chǎn)成本相對(duì)低廉，利益空間較大，有較高的經(jīng)濟(jì)效益。