基于無線通信的高層住宅安全監(jiān)測及處理系統(tǒng)

翁夢雨 張錦源 孟森林 張方言 李航

（河南理工大學(xué) 河南 焦作 454000）

引言

隨著城市經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，大量人口涌入城市，高層建筑也逐步增多。然而由于樓層高度的限制，高層建筑消防措施普遍薄弱，安全隱患較大。目前，國內(nèi)消防人員主要靠室內(nèi)消防設(shè)施及隨身攜帶設(shè)備進(jìn)行撲救，但由于很多高層建筑由于高度高、施救難度大，導(dǎo)致火勢和煙霧蔓延迅速，撲救難度很大[1-3]?；诖?，我們?cè)O(shè)計(jì)了一款基于無線通信的高層住宅安全監(jiān)測及處理系統(tǒng)，保障高層建筑消防安全，減少生命財(cái)產(chǎn)損失。

1 設(shè)計(jì)方案

該系統(tǒng)以ARM控制器為主控制芯片，用于各種反饋信息的處理。總控制電路主要由煙霧報(bào)警器、溫度傳感器、火焰報(bào)警器、體紅外傳感器、GSM模塊、霍爾電流傳感器和ARM控制器等設(shè)備組成。各傳感器與ARM控制器之間協(xié)調(diào)配合工作，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，保障人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。設(shè)計(jì)思路如圖1所示。

1.1 煙霧氣體監(jiān)測

煙霧傳感器負(fù)責(zé)監(jiān)測空氣中煙霧濃度，若煙霧的濃度超過特定的范圍，則傳輸信息給ARM控制器，控制器進(jìn)行分析處理之后自動(dòng)打開排風(fēng)扇以達(dá)到降低空氣中可燃?xì)怏w濃度的目的，同時(shí)發(fā)送電信號(hào)給GSM模塊，通過無線通訊自動(dòng)給住宅主人發(fā)送信息，提醒天然氣發(fā)生泄漏，需要及時(shí)進(jìn)行維修[4]。

1.2 電流超負(fù)荷監(jiān)測

霍爾電流傳感器負(fù)責(zé)監(jiān)測電流的強(qiáng)弱變化，若電路中的電流超過特定的電流值，則傳輸信息給ARM控制器，控制器進(jìn)行分析處理之后自動(dòng)傳輸電信號(hào)給繼電器，繼電器自動(dòng)斷電，避免因電路問題而發(fā)生消防事故。同時(shí)單片機(jī)發(fā)送電信號(hào)給GSM模塊，通過無線通訊自動(dòng)給住宅主人發(fā)送信息，提醒電路中電流過大，需要進(jìn)行檢修。

1.3 遠(yuǎn)程監(jiān)測和救援

火焰報(bào)警器和溫度傳感器分別監(jiān)測空氣中是否存在火焰以及溫度的變化。當(dāng)火災(zāi)無法避免的時(shí)候，上述傳感器數(shù)據(jù)異常，人體紅外傳感器開始工作，當(dāng)監(jiān)測有人的時(shí)候，可以將信息傳輸給ARM控制器，經(jīng)ARM控制器分析處理后傳輸電信號(hào)給報(bào)警器，使其發(fā)出聲音來達(dá)到提醒居民的目的，同時(shí)通過無線通訊局域網(wǎng)絡(luò)將著火點(diǎn)的信息傳輸?shù)礁浇⑿拖勒镜碾娔X上，電腦自動(dòng)彈出網(wǎng)頁，網(wǎng)頁上面顯示著火的房間、電流強(qiáng)度、煙霧濃度、是否有人等信息，同時(shí)電腦發(fā)出警報(bào)聲提醒消防員作出救援，消防員可根據(jù)著火的住宅是否有人來執(zhí)行不同的處理方案[5]。電腦工作時(shí)正常和異常顯示界面如圖2、3所示。

2 系統(tǒng)特色

（1）該系統(tǒng)采用GSM模塊，可以更快讓住宅主人知道可燃?xì)怏w泄露問題和電路問題，能夠更快做出相對(duì)應(yīng)的處理方式。

（2）該系統(tǒng)可實(shí)時(shí)對(duì)著火狀態(tài)的多方面進(jìn)行綜合監(jiān)測，并賦以不同權(quán)重綜合判斷駕駛員處于著火狀態(tài)。該裝置的檢測方式更真實(shí)、可靠。

（3）該系統(tǒng)合理使用了設(shè)置于小區(qū)內(nèi)的微型消防站，可以很快的實(shí)施救援，盡可能的縮短救援時(shí)間。

（4）該系統(tǒng)采用人體紅外傳感器檢測住宅房間是否有人，發(fā)生火災(zāi)之后消防員根據(jù)是否有人提供不同的救助方案，提高救援的效率。

（5）該系統(tǒng)的網(wǎng)頁實(shí)時(shí)顯示每個(gè)住宅的信息，發(fā)生火災(zāi)之后可以自動(dòng)跳轉(zhuǎn)發(fā)生火宅房間的信息，簡潔明了。

（6）該系統(tǒng)的提醒方式更加人性化，可以最大程度達(dá)到提醒消防員和住宅居民的目的。

3 結(jié)語

“公消（2017）297號(hào)文件”中第3.1條表明，結(jié)合當(dāng)?shù)刂腔塾秒?、用氣、用水系統(tǒng)建設(shè)，整合高層住宅建筑各類監(jiān)控系統(tǒng)和視頻資源，建立智能消防預(yù)警系統(tǒng)?；跓o線通信的高層住宅安全監(jiān)測及處理系統(tǒng)是根據(jù)文件精神所設(shè)計(jì)，利用現(xiàn)代社會(huì)的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了智能化，可以更好地為住宅區(qū)的居民提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，同時(shí)為高層建筑消防工作提供科學(xué)合理的解決方案。