CN105006090A - 一种基于紫外火焰探测的无线火灾探测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于紫外火焰探测的无线火灾探测系统，包含传感器模块、无线通信模块、控制模块、显示模块和报警模块；传感器模块包含若干传感器单元；无线通信模块包含一个和所述控制模块相连的汇总节点和若干个和所述传感器单元一一对应连接的分布节点；传感器单元包含温度传感器、烟雾传感器、紫外线传感器和微控制器；紫外线传感器的探测波长为220nm～280nm；微控制器用于将接受到的温度信息、烟雾浓度信息、紫外线感应信息以及其所在地的位置信息传递给控制模块；控制模块将接收到的信息在显示模块上显示出来，同时根据判断是否发生火灾，并在判断发生火灾时控制报警模块进行报警。本发明结构简单，使用方便，误报率低，结果准确。

Description

一种基于紫外火焰探测的无线火灾探测系统

技术领域

本发明涉及火灾探测领域，尤其涉及一种基于紫外火焰探测的无线火灾探测系统。

背景技术

对于火灾，在我国古代，人们就总结出“防为上，救次之，戒为下”的经验。随着社会的不断发展，在社会财富日益增多的同时，导致发生火灾的危险性也在增多，火灾的危害性也越来越大。

据统计，我国70年代火灾年平均损失不到2.5亿元，80年代火灾年平均损失不到3.2亿元。进入90年代，特别是1993年以来，火灾造成的直接财产损失上升到年均十几亿元，年均死亡2000多人。

火灾不仅引发环境污染，而且致使生态失衡，甚至造成了重大的人员伤亡和财产损失。尤其随着经济与技术的高速发展，全国各地高层、超高层建筑越来越多，内部装修越来越豪华，一些装修材料也是易燃材料，容易造成火灾隐患。建筑物内通风、空调设备所产生的强大气流又会在高层建筑发生火灾时起到煽风助燃的作用。加上楼内大功率空调设备、纵横交叉的照明、动力、通讯、监控、报警、联动线路等，不仅增加了发生火灾的几率，而且大大增加了疏散、灭火的难度。

因此高层建筑一旦失火，如果没有现代化的自动消防报警设备尽早发现火情和及时扑救，火灾蔓延的速度和生命财产的损失都是难于估量的。还有一些特殊场合如一些具有保护价值的古老建筑等都对火灾消防有了更多的要求。

实践证明，随着社会和经济的发展，消防工作的重要性就越来越突出。“预防火灾和减少火灾的危害”是对消防立法意义的总体概括，包括了两层含义：一是做好预防火灾的各项工作，防止发生火灾；二是火灾绝对不发生是不可能的，而一旦发生火灾，就应当及时、有效地进行扑救，减少火灾的危害。

伴随着经济与技术的发展，在人类物质财富与技术成果积累越来越多的同时，整个社会尤其是高层建筑和工业厂房对现代消防技术和高技术、高可靠性的消防报警产品的需求量越来越大。

无线火灾报警系统是近几年来在国外发展起来的新型火灾报警系统，它是利用无线火灾探测装置发出的火警信号和故障信号，并记录发出信号的地点和时间的火灾自动报警专用设备。

无线火灾报警系统由无线火灾探测装置及无线火灾报警控制器组成。无线火灾探测装置主要由火灾探测器、无线发射机组成，它能自动和手动发出火灾报警信号以及火灾探测装置故障报警信号；当无线火灾探测装置在探测范围内发生火灾或内部发生故障时，探测装置将产生不同信号，同时启动发射机，在规定时间内发出不同的报警信号。无线火灾报警控制器在接收到报警信号后能实现火灾和探测装置故障的声光报警功能。

无线火灾探测装置按规定可以是任何一种触发装置，这种触发装置用某种无线传输方法组合的控制接收设备进行通讯，对于各种形式的火灾探测装置，其应用无线传输的形式也有不同的要求，无线火灾报警系统有它独特的优势并孕育着巨大的市场潜力。

由于无线火灾报警系统安装快捷，施工时对建筑物本身的构造没有伤害，在许多场合都非常适用，特别是它的灵活设置，是有线报警系统不可比拟的，从文物古建筑物到宾馆等等均适用。

对于正在施工或正在进行重新装饰的场所，在没有安装有线报警系统之前，这种临时系统可以充分保证建筑物的防火安全，一旦施工结束，无线系统可以很容易地转移到别的场所。

另外有的场所本来可能使用点型感烟或感温探测装置，但在该场所中有极少时间要进行工艺处理，因此要影响探测装置的性能，如烟叶仓库，每年要进行杀虫工艺，杀虫要使用腐蚀性很强的杀虫剂，有线火灾报警系统就抵挡不了腐蚀，会使系统报废，如果采用无线报警系统，系统不用导线，可以很容易将探测装置移至室外，待工艺处理完毕后再将探测装置放回原位。

现有的无线火灾探测系统一般仅仅是单纯的利用温度传感器或者烟雾传感器，误报率高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种基于紫外火焰探测的无线火灾探测系统。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种基于紫外火焰探测的无线火灾探测系统，包含传感器模块、无线通信模块、控制模块、显示模块和报警模块；

所述传感器模块包含若干传感器单元；

所述无线通信模块包含一个和所述控制模块相连的汇总节点和若干个和所述传感器单元一一对应连接的分布节点，所述汇总节点和分布节点基于无线通信；

所述传感器单元包含温度传感器、烟雾传感器、紫外线传感器和微控制器；

所述温度传感器用于感应其所在地的温度，并将感应到的温度传递给所述微控制器；

所述烟雾传感器用于感应其所在地的烟雾浓度，并将感应到的烟雾浓度传递给所述微控制器；

所述紫外线传感器的探测波长为220nm～280nm，用于感应其所在地是否存在波长在220nm～280nm之间的紫外线，并将其探测结果传递给所述微控制器；

所述微控制器用于将接受到的温度信息、烟雾浓度信息、紫外线感应信息以及其所在地的位置信息传递给所述控制模块；

所述控制模块用于将各个传感器单元的温度信息、烟雾浓度信息、紫外线感应信息在显示模块上显示出来，同时根据各个传感器单元的温度信息、烟雾浓度信息、紫外线感应信息判断是否发生火灾，并在判断发生火灾时控制报警模块进行报警。

作为本发明一种基于紫外火焰探测的无线火灾探测系统进一步的优化方案，所述控制模块的处理器采用ARM系列单片机。

作为本发明一种基于紫外火焰探测的无线火灾探测系统进一步的优化方案，所述控制模块的处理器采用SAA7750单片机。

作为本发明一种基于紫外火焰探测的无线火灾探测系统进一步的优化方案，所述温度传感器采用IC温度传感器。

作为本发明一种基于紫外火焰探测的无线火灾探测系统进一步的优化方案，所述IC温度传感器采用DS18B20型温度传感器。

火焰的辐射是具有离散光谱的气体辐射和伴有连续光谱的固体辐射，其波长在0.1-10μm或更宽的范围，为了避免其他信号的干扰，常利用波长（300nm）的紫外线,或者火焰中特有的波长在4.4μm附近的CO2辐射光谱作为探测信号。紫外线传感器只对185～260nm狭窄范围内的紫外线进行响应,而对其它频谱范围的光线不敏感,利用它可以对火焰中的紫外线进行检测。到达大气层下地面的太阳光和非透紫材料作为玻壳的电光源发出的光波长均大于300nm，故火焰探测的220nm～280nm中紫外波段属太阳光谱盲区（日盲区）。

本发明的报警逻辑如下：

对于每个传感器单元，将其探测到的烟雾浓度与预设的烟雾浓度阈值进行比较，如果探测到的烟雾浓度大于预设的烟雾浓度，控制报警装置进行报警；

对于每个传感器单元，将其探测到的温度与预设的温度阈值进行比较，如果探测到的温度大于预设的温度阈值，控制报警装置进行报警；

对于每个传感器单元，计算其探测到的温度的增长速率，并将该增长速率与预设的速率阈值进行比较，如果该增长速率大于预设的速率阈值，控制报警装置进行报警；

对于每个传感器单元，如果其探测到波长在220nm～280nm之间的紫外线，控制报警装置进行报警。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1. 结构简单，使用方便；

2. 误报率低，结果准确；

3. 大大减轻了工作人员的工作强度。

具体实施方式

下面对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

 本发明公开了一种基于紫外火焰探测的无线火灾探测系统，包含传感器模块、无线通信模块、控制模块、显示模块和报警模块；

所述传感器模块包含若干传感器单元；

所述无线通信模块包含一个和所述控制模块相连的汇总节点和若干个和所述传感器单元一一对应连接的分布节点，所述汇总节点和分布节点基于无线通信；

所述传感器单元包含温度传感器、烟雾传感器、紫外线传感器和微控制器；

所述温度传感器用于感应其所在地的温度，并将感应到的温度传递给所述微控制器；

所述烟雾传感器用于感应其所在地的烟雾浓度，并将感应到的烟雾浓度传递给所述微控制器；

所述紫外线传感器的探测波长为220nm～280nm，用于感应其所在地是否存在波长在220nm～280nm之间的紫外线，并将其探测结果传递给所述微控制器；

所述微控制器用于将接受到的温度信息、烟雾浓度信息、紫外线感应信息以及其所在地的位置信息传递给所述控制模块；

所述控制模块用于将各个传感器单元的温度信息、烟雾浓度信息、紫外线感应信息在显示模块上显示出来，同时根据各个传感器单元的温度信息、烟雾浓度信息、紫外线感应信息判断是否发生火灾，并在判断发生火灾时控制报警模块进行报警。

所述控制模块的处理器采用ARM系列单片机，型号为SAA7750。

所述温度传感器采用IC温度传感器，型号为DS18B20。

火焰的辐射是具有离散光谱的气体辐射和伴有连续光谱的固体辐射，其波长在0.1-10μm或更宽的范围，为了避免其他信号的干扰，常利用波长（300nm）的紫外线,或者火焰中特有的波长在4.4μm附近的CO2辐射光谱作为探测信号。紫外线传感器只对185～260nm狭窄范围内的紫外线进行响应,而对其它频谱范围的光线不敏感,利用它可以对火焰中的紫外线进行检测。到达大气层下地面的太阳光和非透紫材料作为玻壳的电光源发出的光波长均大于300nm，故火焰探测的220nm～280nm中紫外波段属太阳光谱盲区（日盲区）。

本发明的报警逻辑如下：

对于每个传感器单元，将其探测到的烟雾浓度与预设的烟雾浓度阈值进行比较，如果探测到的烟雾浓度大于预设的烟雾浓度，控制报警装置进行报警；

对于每个传感器单元，将其探测到的温度与预设的温度阈值进行比较，如果探测到的温度大于预设的温度阈值，控制报警装置进行报警；

对于每个传感器单元，计算其探测到的温度的增长速率，并将该增长速率与预设的速率阈值进行比较，如果该增长速率大于预设的速率阈值，控制报警装置进行报警；

对于每个传感器单元，如果其探测到波长在220nm～280nm之间的紫外线，控制报警装置进行报警。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1. 一种基于紫外火焰探测的无线火灾探测系统，其特征在于，包含传感器模块、无线通信模块、控制模块、显示模块和报警模块；

所述传感器模块包含若干传感器单元；

所述无线通信模块包含一个和所述控制模块相连的汇总节点和若干个和所述传感器单元一一对应连接的分布节点，所述汇总节点和分布节点基于无线通信；

所述传感器单元包含温度传感器、烟雾传感器、紫外线传感器和微控制器；

所述温度传感器用于感应其所在地的温度，并将感应到的温度传递给所述微控制器；

所述烟雾传感器用于感应其所在地的烟雾浓度，并将感应到的烟雾浓度传递给所述微控制器；

所述紫外线传感器的探测波长为220nm～280nm，用于感应其所在地是否存在波长在220nm～280nm之间的紫外线，并将其探测结果传递给所述微控制器；

所述微控制器用于将接受到的温度信息、烟雾浓度信息、紫外线感应信息以及其所在地的位置信息传递给所述控制模块；

所述控制模块用于将各个传感器单元的温度信息、烟雾浓度信息、紫外线感应信息在显示模块上显示出来，同时根据各个传感器单元的温度信息、烟雾浓度信息、紫外线感应信息判断是否发生火灾，并在判断发生火灾时控制报警模块进行报警。

2. 根据权利要求1所述的基于紫外火焰探测的无线火灾探测系统，其特征在于，所述控制模块的处理器采用ARM系列单片机。

3. 根据权利要求2所述的基于紫外火焰探测的无线火灾探测系统，其特征在于，所述控制模块的处理器采用SAA7750单片机。

4. 根据权利要求1所述的基于紫外火焰探测的无线火灾探测系统，其特征在于，所述温度传感器采用IC温度传感器。

5. 根据权利要求1所述的基于紫外火焰探测的无线火灾探测系统，其特征在于，所述IC温度传感器采用DS18B20型温度传感器。