公開課第二期消防預(yù)警系統(tǒng)

公開課第二期消防預(yù)警系統(tǒng)2023/7/30第1頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月項(xiàng)目概述當(dāng)前主要的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)均屬于現(xiàn)場報(bào)警，由辦公室的值班人員發(fā)現(xiàn)火災(zāi)情況后，向城市119火災(zāi)受理中心報(bào)告，不能反映火勢的大小、具體起火部位等現(xiàn)場情況。消防就是要以防為主，盡力將火災(zāi)控制在萌芽狀態(tài)?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)，能夠提醒消防隊(duì)在第一時(shí)間到達(dá)現(xiàn)場，詳細(xì)了解起火點(diǎn)火勢大小、具體位置、人員情況等問題，只有這樣才能在最少的時(shí)間內(nèi)把災(zāi)害降低到最低限度，完成人員的疏散和滅火，保證人民生命財(cái)產(chǎn)安全。目前存在著現(xiàn)場報(bào)警監(jiān)管不力，值班人員缺乏系統(tǒng)的專業(yè)知識，并且有值班人員玩忽職守，擅自脫崗等情況。第2頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月項(xiàng)目概述目前我國的消防技術(shù)仍然引用傳統(tǒng)的消防體系，即各個(gè)建筑和單位都按照國家要求建立消防系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)小區(qū)域內(nèi)的消防自動(dòng)報(bào)警，以集散控制形式為主要的安裝形式，及當(dāng)現(xiàn)場有高溫或者濃霧時(shí)，立即發(fā)出光、電、聲等報(bào)警信號，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)噴淋滅火，將在災(zāi)害消除在萌芽狀態(tài)。但從安全生產(chǎn)管理的角度出發(fā)較難以實(shí)現(xiàn)對消防隱患點(diǎn)的監(jiān)控管理。災(zāi)情發(fā)生后難以分析總結(jié)火災(zāi)發(fā)生的原因。隨著互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的高度發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)如水、電、空氣無處不在，建立一套完善的、以計(jì)算機(jī)技術(shù)、以互聯(lián)網(wǎng)為通訊手段相結(jié)合的消防預(yù)警信息平臺便成了必然趨勢。第3頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月物聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)APP技術(shù)應(yīng)用結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。管理端手機(jī)App的優(yōu)勢有設(shè)備隨身攜帶，隨時(shí)管理。通過物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的方式，將監(jiān)管信息等第一時(shí)間推送到管理員手中，線上線下聯(lián)動(dòng)管理。第4頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月無線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN由部署在檢測區(qū)域內(nèi)大量的傳感器結(jié)點(diǎn)組成，是一種能夠根據(jù)環(huán)境自主完成指定任務(wù)的“智能”自治測控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是一種與實(shí)際環(huán)境交互的網(wǎng)絡(luò)，能夠通過安裝在微小結(jié)點(diǎn)上的各種傳感器從真實(shí)環(huán)境中獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，然后通過自組織的無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算能力更強(qiáng)的通用計(jì)算機(jī)上進(jìn)行處理。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)以其低功耗、低成本的特點(diǎn)，廣泛用于軍事、環(huán)境檢測、醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)等，一方面采集的信息可以供消費(fèi)者溯源時(shí)使用；另一方面，企業(yè)可以利用信息實(shí)現(xiàn)自動(dòng)灌溉和自動(dòng)通風(fēng)等智慧農(nóng)業(yè)措施，大大降低人工成本，提高整體效益。第5頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)安全生產(chǎn)消防預(yù)警信息平臺就是依靠現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及通信技術(shù)將城市內(nèi)的工廠、倉庫、商場、機(jī)場、油庫等建筑物內(nèi)部建立獨(dú)立的火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，并綜合運(yùn)用數(shù)字視頻監(jiān)控等技術(shù)，對所有位于監(jiān)控中心的建筑物的火災(zāi)報(bào)警情況進(jìn)行管理的消防信息化應(yīng)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要有企業(yè)用戶、安全生產(chǎn)管理部報(bào)警傳輸網(wǎng)絡(luò)、終端信號采集裝置、信息查詢系統(tǒng)、報(bào)警受理系統(tǒng)及用戶管理系統(tǒng)等組成。它通過終端設(shè)備對現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集控制和監(jiān)測，將搜集的信息進(jìn)行專業(yè)的分析，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)第一時(shí)間發(fā)出警報(bào)，并迅速消防相關(guān)負(fù)責(zé)人及119報(bào)警中心發(fā)出報(bào)警請求，實(shí)現(xiàn)及早發(fā)現(xiàn)火災(zāi)源頭并將火災(zāi)控制在萌芽狀態(tài)，起到防止火災(zāi)蔓延和擴(kuò)大損失的作用。第6頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)安全生產(chǎn)消防預(yù)警信息平臺建設(shè)分為軟件平臺、網(wǎng)絡(luò)平臺、硬件傳感器等組成部分。其中軟件平臺含報(bào)警受理、信息查詢、用戶管理、異常信息分析預(yù)警等功能；網(wǎng)絡(luò)平臺含建筑物（如生產(chǎn)性企業(yè)消防隱患點(diǎn)）局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)互補(bǔ)組成有效的物理鏈路網(wǎng)絡(luò)；硬件傳感器含火焰?zhèn)鞲衅髂K、煙霧氣敏傳感器、人體紅外感應(yīng)傳感器、溫濕度傳感器、光敏傳感器等組成。第7頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)搭建設(shè)備管理服務(wù)系統(tǒng)。以Web站點(diǎn)形式提供設(shè)備的管理與管理相關(guān)數(shù)據(jù)的錄入、設(shè)置等。管理員手機(jī)App，包過Android與IOS兩個(gè)系統(tǒng)。給管理員使用，通過該應(yīng)用遠(yuǎn)程查看與報(bào)警。設(shè)備使用者手機(jī)App應(yīng)用，包過Android與IOS兩個(gè)系統(tǒng)。給設(shè)備使用者使用，發(fā)起設(shè)備使用要求，查看自己的使用情況，當(dāng)前積分等相關(guān)信息。硬件部分：開發(fā)主要涉及遠(yuǎn)程斷電控制器與遠(yuǎn)程停電報(bào)警器，它們是在現(xiàn)有市場的基礎(chǔ)上，開發(fā)與wifi系統(tǒng)先銜接，以達(dá)到Web端，手機(jī)終端控制的目的。第8頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞?頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)安全生產(chǎn)消防預(yù)警信息平臺以企業(yè)為單位進(jìn)行安裝部署，每個(gè)企業(yè)在消防隱患區(qū)安裝終端信息采集器，終端采集到信息定時(shí)通過企業(yè)局域網(wǎng)路由傳輸?shù)狡髽I(yè)端的軟件服務(wù)器平臺，企業(yè)端軟件對信息進(jìn)行加工分析并對異常情況發(fā)出分級預(yù)警信號，針對不同級別預(yù)警信號觸發(fā)不同處理方式，企業(yè)端軟件通過Internet同步將信息傳送到安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局服務(wù)器（按行政級別分級部署）。對于火災(zāi)級別預(yù)警信息通過Internet同時(shí)觸發(fā)119報(bào)警中心的警報(bào)（按行政級別分級聯(lián)動(dòng)部署）。第10頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)備管理項(xiàng)目設(shè)備端采用pcduino開發(fā)，通過wifi進(jìn)行遠(yuǎn)程連接。pcduino能通過傳感器與擴(kuò)展設(shè)備來感知環(huán)境，控制電源或發(fā)射紅外線。板子上的微控制器可以通過Arduino的編程語言來編寫程序，編譯成二進(jìn)制文件，收錄進(jìn)微控制器?；趐cduino的項(xiàng)目，可以只包含pcduino，也可以包含pcduino和其他一些在PC上運(yùn)行的軟件，他們之間進(jìn)行通信來實(shí)現(xiàn)。第11頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月軟件工作示意圖第12頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月軟件平臺端主要通過業(yè)務(wù)接收處理程序處理硬件設(shè)備采集的信號數(shù)據(jù)，將其保存到數(shù)據(jù)庫，并且與傳感器閾值判斷采集的信息是否發(fā)現(xiàn)異常，若發(fā)現(xiàn)異常則通過預(yù)警受理組件觸發(fā)預(yù)警信號，并提示相關(guān)用戶調(diào)取視頻監(jiān)控組件查看異常原因，或者相關(guān)值班人員去預(yù)警信號發(fā)生地檢查實(shí)際情況。安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門的人員可以及時(shí)通過信息分析查詢組件及時(shí)掌握所轄區(qū)域內(nèi)消防預(yù)警情況。若預(yù)警信號達(dá)到火災(zāi)級別直接觸發(fā)119報(bào)警，因此119報(bào)警中心可以通過平臺及時(shí)掌握報(bào)警信息，并且在第一時(shí)間出警處理火情。軟件平臺實(shí)現(xiàn)包含用戶管理子系統(tǒng)、預(yù)警受理子系統(tǒng)、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、信息查詢分析子系統(tǒng)、設(shè)備預(yù)警閾值設(shè)置子系統(tǒng)。第13頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月硬件與用戶端硬件端：主要通過對各類傳感器的封裝并將通過pcduino主板實(shí)現(xiàn)各傳感器信息傳輸統(tǒng)一接口，并由硬件程序統(tǒng)一為軟件平臺提供信息傳輸，各個(gè)傳感器可以實(shí)現(xiàn)插拔式集成到pcduino主板；系統(tǒng)初始化時(shí)根據(jù)各個(gè)傳感器所在工作環(huán)境設(shè)置其預(yù)警閾值，企業(yè)用戶可以根據(jù)企業(yè)內(nèi)部各傳感器工作環(huán)境的變化調(diào)整設(shè)備預(yù)警閾值。用戶類型端：主要由企業(yè)用戶、安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門用戶、119報(bào)警中心用戶組成。各施其職，平臺根據(jù)不同類型分配不同權(quán)限給相應(yīng)用戶類型。第14頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月硬件設(shè)備PCduino:迷你軟硬件開發(fā)平臺是一個(gè)致力于高性能高效益的運(yùn)行類微型操作系統(tǒng)和兼容性硬件創(chuàng)新開發(fā)的優(yōu)點(diǎn)，針對最提倡創(chuàng)新的軟硬件開發(fā)領(lǐng)域，它完美結(jié)合了ARM架構(gòu)的迷你PC和Arduino的優(yōu)勢。設(shè)備參數(shù)1.CPU（主頻）:1GHzARMCortexA8

2.GPU(顯示):OpenGLES2.0,OpenVG1.1Mali400core

3.DRAM:DDR31GB

4.板載存儲空間:4GBFlash,帶SD卡槽

5.視頻輸出:HDMI720por1080p60Hz

6.操作系統(tǒng):Ubuntu（預(yù)裝）+AndroidICS+XBMC+ArchLinuxARM

7.外部接口:采用Arduino的標(biāo)準(zhǔn)接口

8.網(wǎng)絡(luò)接口:RJ45and板載WiFi網(wǎng)卡

9.電源：5V/2A第15頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月硬件設(shè)備火焰?zhèn)鞲衅髂K：各種火焰，火源探測?？梢詸z測火焰或者波長在760納米～1100納米范圍內(nèi)的光源，打火機(jī)測試火焰距離為80cm，對火焰越大，測試距離越遠(yuǎn)。探測角度60度左右，對火焰光譜特別靈敏。靈敏度可調(diào)（圖中藍(lán)色數(shù)字電位器調(diào)節(jié)）。比較器輸出，信號干凈，波形好，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，超過15mA。配可調(diào)精密電位器調(diào)節(jié)靈敏度。工作電壓3.3V-5V。輸出形式：DO數(shù)字開關(guān)量輸出（0和1）

和AO模擬電壓輸出設(shè)有固定螺栓孔，方便安裝。小板PCB尺寸：3.2cmx1.4cm。使用寬電壓LM393比較器。第16頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月硬件設(shè)備煙霧氣敏傳感器模塊：當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時(shí)，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中可燃?xì)怏w濃度的增加而增大。使用簡單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對應(yīng)的輸出信號。價(jià)格在10元左右。具有信號輸出指示。雙路信號輸出（模擬量輸出及TTL電平輸出）。TTL輸出有效信號為低電平。（當(dāng)輸出低電平時(shí)信號燈亮，可直接接單片機(jī)）。模擬量輸出0~5V電壓，濃度越高電壓越高。對液化氣，天然氣，城市煤氣有較好的靈敏度。具有長期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性?？焖俚捻憫?yīng)恢復(fù)特性。第17頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月硬件設(shè)備人體紅外感應(yīng)模塊：人體都有恒定的體溫，一般在37度，所以會(huì)發(fā)出特定波長10UM左右的紅外線，被動(dòng)式紅外探頭就是靠探測人體發(fā)射的10UM左右的紅外線而進(jìn)行工作的。人體發(fā)射的10UM左右的紅外線通過菲泥爾濾光片增強(qiáng)后聚集到紅外感應(yīng)源上。紅外感應(yīng)源通常采用熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時(shí)就會(huì)失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)檢測處理后就能產(chǎn)生報(bào)警信號。工作電壓：DC5V至20V。靜態(tài)功耗：65微安。電平輸出：高3.3V，低0V。延時(shí)時(shí)間：可調(diào)(0.3秒~18秒)。封鎖時(shí)間：0.2秒。觸發(fā)方式：L不可重復(fù)，H可重復(fù)，默認(rèn)值為H(跳帽選擇)。感應(yīng)范圍：小于120度錐角，7米以內(nèi)。工作溫度：-15~+70度。第18頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月硬件設(shè)備溫濕度傳感器模塊：濕度測量范圍：20---90%RH。濕度測量精度：±5%RH。溫度測量范圍：0---50℃。溫度測量精度：±2℃。工作電壓：DC5V/3.3V。數(shù)字信號輸出。數(shù)據(jù)端口帶上拉電阻。第19頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月硬件設(shè)備光敏傳感器模塊：光敏傳感器，也叫做光敏電阻，當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)增大時(shí)，電阻減小。工作電壓：3-5V。工作電流：0.5-3mA。光電阻：20KΩ。暗電阻：1MΩ。響應(yīng)時(shí)間：20-30S。波長閾值：540nm。工作溫度：-30~70℃。第20頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)接口與設(shè)備接口App客戶端與Web管理端數(shù)據(jù)對接的接口采用RESTfulWeb。接口采用Restful標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)。系統(tǒng)的可擴(kuò)展性也要求我們在設(shè)計(jì)中，盡量采用成熟的、符合標(biāo)準(zhǔn)和開放的技術(shù)和設(shè)備，以便獲得廣泛的支持廠商，從而使得新增的設(shè)備和功能可以集成到原有的系統(tǒng)中?；谝陨系目紤]，使用REST作為數(shù)據(jù)接口充分考慮到未來多平臺兼容的需求。采用兼容arduino的pcduino設(shè)備，運(yùn)行著名開源系統(tǒng)Linux，兼容多種開發(fā)語言。充分考慮到了硬件系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可擴(kuò)展性。第21頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)施的意義安全生產(chǎn)消防預(yù)警信息平臺的實(shí)現(xiàn)能夠有效解決傳統(tǒng)消防報(bào)警信息慢、不能有效掌握火情火勢、不能有效掌握具體災(zāi)情發(fā)生區(qū)域等問題，可以使火災(zāi)得到有效的預(yù)防，在火災(zāi)發(fā)生第一時(shí)間發(fā)出預(yù)警信號。具體意義如下：縮短火災(zāi)報(bào)警時(shí)間及火情處理時(shí)間，將火災(zāi)防范于未然；對于災(zāi)后原因分析可以得到有效的數(shù)據(jù)支持，并且能夠追蹤的相關(guān)責(zé)任人；該平臺的實(shí)施在成本上遠(yuǎn)低于當(dāng)前國內(nèi)外市場上各類產(chǎn)品；實(shí)施該套平臺同時(shí)具備一定的防盜功能。第22頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月什么是REST什么是REST：REST