基于zigbee總線的智能消防聯(lián)動應(yīng)急系統(tǒng)0607

1、 吉林省宏陽應(yīng)急電源設(shè)備有限公司吉林省宏陽應(yīng)急電源設(shè)備有限公司 匯報(bào)內(nèi)容： 火災(zāi)無情火災(zāi)無情, ,警鐘長鳴警鐘長鳴 據(jù)聯(lián)合國據(jù)聯(lián)合國“世界火災(zāi)統(tǒng)計(jì)中心世界火災(zāi)統(tǒng)計(jì)中心”提供的資料介紹，發(fā)生火災(zāi)提供的資料介紹，發(fā)生火災(zāi)的損失，美國不到的損失，美國不到7 7年翻一番，日本平均年翻一番，日本平均1616年翻一番，年翻一番，中國平均中國平均1212年翻一番年翻一番。 全世界每天發(fā)生火災(zāi)全世界每天發(fā)生火災(zāi)1 1萬多起，造成數(shù)百人死亡。近幾年來，萬多起，造成數(shù)百人死亡。近幾年來，我國每年發(fā)生火災(zāi)約我國每年發(fā)生火災(zāi)約4 4萬起，死亡萬起，死亡20002000多人，傷殘近多人，傷殘近40004000人，每人，

2、每年火災(zāi)造成的直接財(cái)產(chǎn)損失年火災(zāi)造成的直接財(cái)產(chǎn)損失1010多億元多億元，尤其是造成幾十人、幾百，尤其是造成幾十人、幾百人死亡的特大惡性火災(zāi)時(shí)有發(fā)生，給國家和人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)人死亡的特大惡性火災(zāi)時(shí)有發(fā)生，給國家和人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)造成了巨大的損失。造成了巨大的損失。 2008 2008年年1010月月9 9日，哈爾濱市日，哈爾濱市道里區(qū)經(jīng)緯街與田地街交口處道里區(qū)經(jīng)緯街與田地街交口處正在施工建設(shè)中的正在施工建設(shè)中的“經(jīng)緯經(jīng)緯360360度度”高層建筑物發(fā)生火災(zāi)高層建筑物發(fā)生火災(zāi), ,損失慘重。損失慘重。 火災(zāi)無情火災(zāi)無情, ,警鐘長鳴警鐘長鳴 2009 2009年年2 2月月9 9日晚，央視新日

3、晚，央視新大樓北樓發(fā)生火災(zāi)大樓北樓發(fā)生火災(zāi), ,火勢蔓延，火勢蔓延，火光沖天。損失估計(jì)火光沖天。損失估計(jì)7 7億元，傷億元，傷7 7人，犧牲人，犧牲1 1人。人。 礦難頻發(fā)，傷亡慘重，損失巨大礦難頻發(fā)，傷亡慘重，損失巨大 20072007年年, , 礦難超過礦難超過100100起，死亡起，死亡37863786人，經(jīng)濟(jì)人，經(jīng)濟(jì)損失數(shù)百億元；損失數(shù)百億元； 20082008年我國共發(fā)生礦難年我國共發(fā)生礦難120120起，死亡超過起，死亡超過40004000人。礦難發(fā)生的原因多為瓦斯爆炸引起的火災(zāi)而人。礦難發(fā)生的原因多為瓦斯爆炸引起的火災(zāi)而導(dǎo)致的。導(dǎo)致的。 “預(yù)防火災(zāi)和減少火災(zāi)的危害預(yù)防火災(zāi)和減少火

4、災(zāi)的危害”是對是對消防法消防法意義的總體概括，兩層含義：意義的總體概括，兩層含義：（一）做好一）做好預(yù)防火預(yù)防火災(zāi)災(zāi)的各項(xiàng)工作，防止發(fā)生火災(zāi)；（二）火災(zāi)絕對的各項(xiàng)工作，防止發(fā)生火災(zāi)；（二）火災(zāi)絕對不發(fā)生是不可能的，而一旦發(fā)生火災(zāi)，就應(yīng)當(dāng)不發(fā)生是不可能的，而一旦發(fā)生火災(zāi)，就應(yīng)當(dāng)及及時(shí)、有效地進(jìn)行撲救時(shí)、有效地進(jìn)行撲救，減少危害減少危害。 本項(xiàng)目正是在此背景下提出的。本項(xiàng)目正是在此背景下提出的。 本項(xiàng)目完全符合本項(xiàng)目完全符合消防法消防法所提出的未來消防設(shè)備所提出的未來消防設(shè)備的發(fā)展方向。的發(fā)展方向?；诨赯igbeeZigbee總線總線技術(shù)，采用技術(shù)，采用模塊化模塊化設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方法，研究具有方法，

5、研究具有故障診斷與容錯(cuò)控制功能故障診斷與容錯(cuò)控制功能的無線網(wǎng)絡(luò)的無線網(wǎng)絡(luò)智能型智能型消防聯(lián)動應(yīng)急控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警、故障消防聯(lián)動應(yīng)急控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警、故障檢測與智能控制的檢測與智能控制的全局聯(lián)動、最優(yōu)協(xié)調(diào)控制全局聯(lián)動、最優(yōu)協(xié)調(diào)控制，研制出，研制出具有具有自主知識產(chǎn)權(quán)自主知識產(chǎn)權(quán)的智能消防聯(lián)動應(yīng)急設(shè)備。的智能消防聯(lián)動應(yīng)急設(shè)備。 總體目標(biāo)：總體目標(biāo)：技術(shù)指標(biāo)：技術(shù)指標(biāo)：備用時(shí)間：備用時(shí)間：90 90 分鐘分鐘充電時(shí)間：充電時(shí)間：20 95%95%故障檢測靈敏度：故障檢測靈敏度：90%90%故障識別能力：故障識別能力：90%90%故障誤檢率、漏檢率、錯(cuò)檢率：故障誤檢率、漏檢率、錯(cuò)檢率：5%

6、5%預(yù)期成果：預(yù)期成果：申請專利兩項(xiàng)；申請專利兩項(xiàng)；研制樣機(jī)一臺；研制樣機(jī)一臺；培養(yǎng)研究生培養(yǎng)研究生4 4名；名；發(fā)表學(xué)術(shù)論文發(fā)表學(xué)術(shù)論文4 4篇；篇；研制開發(fā)報(bào)告一份。研制開發(fā)報(bào)告一份。目前國內(nèi)消防應(yīng)急裝置主要為：目前國內(nèi)消防應(yīng)急裝置主要為：發(fā)電機(jī)組：發(fā)電機(jī)組：穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)間長；設(shè)計(jì)難度大，造價(jià)高；維穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)間長；設(shè)計(jì)難度大，造價(jià)高；維 護(hù)量大；噪音大護(hù)量大；噪音大 ；排煙中有大量的二氧化硫，；排煙中有大量的二氧化硫， 污染嚴(yán)重，影響環(huán)保污染嚴(yán)重，影響環(huán)保 。 UPSUPS： 壽命較短；電池更換較為頻繁；其逆變器長期處壽命較短；電池更換較為頻繁；其逆變器長期處 于工作中，自身的損耗較大；對環(huán)

7、境要求高。于工作中，自身的損耗較大；對環(huán)境要求高。 項(xiàng)目組進(jìn)行了項(xiàng)目組進(jìn)行了查新工查新工作作，得出以下結(jié)論：，得出以下結(jié)論： 已有與本委托項(xiàng)目類已有與本委托項(xiàng)目類似的理論及分析方法的似的理論及分析方法的報(bào)道，但這些研究僅僅報(bào)道，但這些研究僅僅集中在相關(guān)消防聯(lián)動控集中在相關(guān)消防聯(lián)動控制的軟件平臺，數(shù)據(jù)庫制的軟件平臺，數(shù)據(jù)庫及信息管理模塊等內(nèi)容及信息管理模塊等內(nèi)容的報(bào)道，關(guān)于的報(bào)道，關(guān)于zigbeezigbee總總線技術(shù)、雙環(huán)控制，故線技術(shù)、雙環(huán)控制，故障自診斷與容錯(cuò)控制及障自診斷與容錯(cuò)控制及無線通訊在消防應(yīng)急設(shè)無線通訊在消防應(yīng)急設(shè)備中的應(yīng)用研究，在國備中的應(yīng)用研究，在國內(nèi)相關(guān)文獻(xiàn)中內(nèi)相關(guān)文獻(xiàn)中未

8、見報(bào)道未見報(bào)道。 四、四、 主要研究內(nèi)容、技術(shù)關(guān)鍵主要研究內(nèi)容、技術(shù)關(guān)鍵與實(shí)施方案與實(shí)施方案v整流、逆變單元的故障自診斷與容錯(cuò)控制研究；整流、逆變單元的故障自診斷與容錯(cuò)控制研究； v雙環(huán)控制和重復(fù)控制的逆變器研究與設(shè)計(jì)；雙環(huán)控制和重復(fù)控制的逆變器研究與設(shè)計(jì)；v網(wǎng)路化智能控制平臺的構(gòu)建。網(wǎng)路化智能控制平臺的構(gòu)建。主要研究內(nèi)容：主要研究內(nèi)容：技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵v 多模型自適應(yīng)診斷控制器的設(shè)計(jì)問題多模型自適應(yīng)診斷控制器的設(shè)計(jì)問題 利用多模型自適應(yīng)診斷控制器對電池?cái)嗑€檢測電利用多模型自適應(yīng)診斷控制器對電池?cái)嗑€檢測電路、輸入電壓檢測電路、輸出電壓檢測電路、輸出路、輸入電壓檢測電路、輸出電壓檢測電路、輸出電

9、流檢測電路、電池電壓檢測電路、電池內(nèi)阻檢測電流檢測電路、電池電壓檢測電路、電池內(nèi)阻檢測電路所采樣的各個(gè)單元的信號進(jìn)行模糊聚類分析，電路所采樣的各個(gè)單元的信號進(jìn)行模糊聚類分析，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測控制等策略設(shè)計(jì)多模型自適應(yīng)診應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測控制等策略設(shè)計(jì)多模型自適應(yīng)診斷控制器。斷控制器。 具體結(jié)構(gòu)見下圖：具體結(jié)構(gòu)見下圖：多模型自適應(yīng)診斷控制器原理框圖多模型自適應(yīng)診斷控制器原理框圖 技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵v 采用采用ZigbeeZigbee總線實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)無線傳輸總線實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)無線傳輸 由于國內(nèi)將此技術(shù)應(yīng)用于消防聯(lián)動應(yīng)急控制系統(tǒng)的由于國內(nèi)將此技術(shù)應(yīng)用于消防聯(lián)動應(yīng)急控制系統(tǒng)的報(bào)道尚不多見，因此，報(bào)道尚不多見，因此，

10、zigbeezigbee總線技術(shù)在消防聯(lián)動應(yīng)總線技術(shù)在消防聯(lián)動應(yīng)急控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)也是本項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)之一。急控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)也是本項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)之一。 ZigbeeZigbee總線特點(diǎn)如下：總線特點(diǎn)如下： 技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵Zigbee總線總線低功耗數(shù)據(jù)傳輸可靠信號收發(fā)時(shí)間短網(wǎng)絡(luò)容量大實(shí)現(xiàn)低成本Zigbee總線結(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)Zigbee總線應(yīng)用情況總線應(yīng)用情況技術(shù)路線與實(shí)施方案技術(shù)路線與實(shí)施方案消防聯(lián)動應(yīng)急系統(tǒng)消防聯(lián)動應(yīng)急系統(tǒng)理論分析理論分析實(shí)驗(yàn)綜合實(shí)驗(yàn)綜合計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)控制方法數(shù)值仿真控制方法數(shù)值仿真控制系統(tǒng)調(diào)試控制系統(tǒng)調(diào)試現(xiàn)場總線調(diào)試現(xiàn)場總線調(diào)試以上步驟互為依據(jù)，交叉進(jìn)行，逐步優(yōu)化

11、。以上步驟互為依據(jù)，交叉進(jìn)行，逐步優(yōu)化。 消防應(yīng)急系統(tǒng)故障進(jìn)行詳細(xì)分析，設(shè)備故障進(jìn)行故障消防應(yīng)急系統(tǒng)故障進(jìn)行詳細(xì)分析，設(shè)備故障進(jìn)行故障分類。分類。故障特征進(jìn)行提取，采用模糊聚類的分析方法，運(yùn)用故障特征進(jìn)行提取，采用模糊聚類的分析方法，運(yùn)用動態(tài)方程對系統(tǒng)進(jìn)行描述，建立故障動態(tài)方程。動態(tài)方程對系統(tǒng)進(jìn)行描述，建立故障動態(tài)方程。采用采用Zigbee總線實(shí)現(xiàn)雙向、串行、多結(jié)點(diǎn)等數(shù)字通信，總線實(shí)現(xiàn)雙向、串行、多結(jié)點(diǎn)等數(shù)字通信，保證網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性、可靠性以及組網(wǎng)的靈活性。保證網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性、可靠性以及組網(wǎng)的靈活性。技術(shù)路線與實(shí)施方案技術(shù)路線與實(shí)施方案技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn) 1消防應(yīng)急聯(lián)動系統(tǒng)的故障自診斷與容錯(cuò)控制；消

12、防應(yīng)急聯(lián)動系統(tǒng)的故障自診斷與容錯(cuò)控制；2Zigbee總線在無線網(wǎng)絡(luò)消防應(yīng)急聯(lián)動系統(tǒng)中的應(yīng)用?？偩€在無線網(wǎng)絡(luò)消防應(yīng)急聯(lián)動系統(tǒng)中的應(yīng)用。 課題組近年來與該課題有關(guān)的研究基礎(chǔ)：課題組近年來與該課題有關(guān)的研究基礎(chǔ)： 1空分裝置多尺度節(jié)能技術(shù)應(yīng)用研究，空分裝置多尺度節(jié)能技術(shù)應(yīng)用研究，國家科技國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目支撐計(jì)劃項(xiàng)目（編號：（編號：2007BAE17B032007BAE17B03）, 468, 468萬元，萬元，20072007年年-2010-2010年，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：姜長泓，劉克平年，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：姜長泓，劉克平（第二）負(fù)責(zé)信號提取工作，（第二）負(fù)責(zé)信號提取工作，該課題的多傳感器融該課題的多傳感器融

13、合技術(shù)是本課題的技術(shù)基礎(chǔ)。合技術(shù)是本課題的技術(shù)基礎(chǔ)。已已有有研研究究成成果果2 2智能在線電池巡檢器，智能在線電池巡檢器，實(shí)用新型專利實(shí)用新型專利，完成人：劉克，完成人：劉克平，趙彬，平，趙彬，20082008年年1010月。該專利是本項(xiàng)目前期工作的階月。該專利是本項(xiàng)目前期工作的階段性成果。段性成果。3 3趙彬，尤文，謝榮趙彬，尤文，謝榮. . 真有效值轉(zhuǎn)換器真有效值轉(zhuǎn)換器LTC1966LTC1966在電池在電池巡檢儀中的應(yīng)用巡檢儀中的應(yīng)用. . 電源技術(shù)應(yīng)用，電源技術(shù)應(yīng)用，2008.Vol.11(11):48-2008.Vol.11(11):48-5050，該，該論文論文是是整流逆變模塊的階

14、段性成果整流逆變模塊的階段性成果。4. 4. 已完成已完成電池巡檢單元和整流逆變單元電池巡檢單元和整流逆變單元的設(shè)計(jì)與調(diào)試工的設(shè)計(jì)與調(diào)試工作，取得階段性成果作，取得階段性成果（照片見下頁）（照片見下頁）。 以上工作基礎(chǔ)能夠保證本項(xiàng)目在較高的起點(diǎn)上順利運(yùn)以上工作基礎(chǔ)能夠保證本項(xiàng)目在較高的起點(diǎn)上順利運(yùn)行。行。已已有有研研究究成成果果 本項(xiàng)目依托長春工業(yè)大學(xué)本項(xiàng)目依托長春工業(yè)大學(xué)“自動化工程技術(shù)研究所自動化工程技術(shù)研究所”進(jìn)進(jìn)行研究工作。本隊(duì)伍中現(xiàn)有教授行研究工作。本隊(duì)伍中現(xiàn)有教授5 5人，副教授和高工人，副教授和高工9 9人，其人，其中具有博士學(xué)位的中具有博士學(xué)位的7 7人，碩士學(xué)位的人，碩士學(xué)位

15、的1212人。主要研究方向智能人。主要研究方向智能儀器與智能控制系統(tǒng)、能源管理信息系統(tǒng)、電力節(jié)能技術(shù)、儀器與智能控制系統(tǒng)、能源管理信息系統(tǒng)、電力節(jié)能技術(shù)、過程控制節(jié)能技術(shù)和能源計(jì)量監(jiān)測技術(shù)。近幾年在國內(nèi)外刊過程控制節(jié)能技術(shù)和能源計(jì)量監(jiān)測技術(shù)。近幾年在國內(nèi)外刊物及學(xué)術(shù)會議上發(fā)表學(xué)術(shù)論文物及學(xué)術(shù)會議上發(fā)表學(xué)術(shù)論文170170余篇，其中被余篇，其中被EIEI檢索檢索2020余篇，余篇，完成科研項(xiàng)目完成科研項(xiàng)目2020余項(xiàng)，在研項(xiàng)目余項(xiàng)，在研項(xiàng)目9 9項(xiàng)，獲省科技進(jìn)步二等獎項(xiàng)，獲省科技進(jìn)步二等獎1 1項(xiàng)，獲國家專利授權(quán)項(xiàng)，獲國家專利授權(quán)1111項(xiàng)，一大批研究成果在企業(yè)中實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)，一大批研究成果在企業(yè)中

16、實(shí)現(xiàn)了推廣應(yīng)用，為吉林省地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。項(xiàng)目推廣應(yīng)用，為吉林省地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。項(xiàng)目組成員具有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，在研發(fā)工作中積累了豐富的工組成員具有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，在研發(fā)工作中積累了豐富的工作經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)實(shí)踐能力，對本項(xiàng)目的研究開發(fā)將起到積極的作經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)實(shí)踐能力，對本項(xiàng)目的研究開發(fā)將起到積極的促進(jìn)作用。促進(jìn)作用。吉林省宏陽應(yīng)急電源設(shè)備有限公司吉林省宏陽應(yīng)急電源設(shè)備有限公司是吉林是吉林省消防設(shè)備生產(chǎn)的龍頭企業(yè)，擁有各種型省消防設(shè)備生產(chǎn)的龍頭企業(yè)，擁有各種型號的應(yīng)急消防產(chǎn)品，產(chǎn)品全部取得中華人號的應(yīng)急消防產(chǎn)品，產(chǎn)品全部取得中華人民共和國國家公安部技術(shù)認(rèn)證，產(chǎn)品覆蓋民共和國國

17、家公安部技術(shù)認(rèn)證，產(chǎn)品覆蓋面廣，能夠?yàn)楸卷?xiàng)目的順利開展提供所需面廣，能夠?yàn)楸卷?xiàng)目的順利開展提供所需的試驗(yàn)場所和設(shè)備。的試驗(yàn)場所和設(shè)備。 建立建立產(chǎn)學(xué)研產(chǎn)學(xué)研合作的方式。合作的方式。 建立課題建立課題分工負(fù)責(zé)分工負(fù)責(zé)機(jī)制機(jī)制 。建立協(xié)調(diào)建立協(xié)調(diào)溝通機(jī)制溝通機(jī)制 。建立按建立按階段總結(jié)驗(yàn)收制度階段總結(jié)驗(yàn)收制度，下一階段提前討論、設(shè)計(jì)、論證制度，下一階段提前討論、設(shè)計(jì)、論證制度，以保證課題按計(jì)劃進(jìn)行。以保證課題按計(jì)劃進(jìn)行。長春工業(yè)大學(xué)長春工業(yè)大學(xué)自動化工程技術(shù)研究所項(xiàng)目組人員進(jìn)行了充分預(yù)研，自動化工程技術(shù)研究所項(xiàng)目組人員進(jìn)行了充分預(yù)研，學(xué)校已增撥研究用房和儀器，保證本項(xiàng)目人力、物力的需要。學(xué)校已增撥研究用房和儀器，保證本項(xiàng)目人力、物力的需要。依托企業(yè)依托企業(yè)提供的試驗(yàn)場地、環(huán)境以及技術(shù)支持，共同研究，加強(qiáng)合提供的試驗(yàn)場地、環(huán)境以及技術(shù)支持，共同研究，加強(qiáng)合作，完成所需要的試驗(yàn)。作，完成所需要的試驗(yàn)。 課題組織管理措施與配套措施課題組織管理措施與配套措施 課題總投資預(yù)算：課題總投資預(yù)算：168168萬元萬元 申請科技廳經(jīng)費(fèi)申請科技廳經(jīng)費(fèi)4848萬元萬元，主要用于試制設(shè)備，主要用于試制設(shè)備費(fèi)、材料費(fèi)、加工費(fèi)等。費(fèi)、材料費(fèi)、加工費(fèi)等。 自酬經(jīng)費(fèi)自酬經(jīng)費(fèi)120120萬元萬元，主要來源于吉林省宏陽應(yīng)，主