公共场合烟雾智能监测及火灾预警系统（包括方案的软硬件实现和实物展示）

和烟雾浓度超过设定的指标之后实现自动报警并控制消防装置及时疏散烟雾和降低环境温度，以免发生火灾，同时控制中心接受装置也将实现报警，并通知工作人员进行必要处理，这样就实现了智能监测和控制，将火灾发生的系数大大降低。

2.1设计目标及原则

本项目设计的烟雾智能监测及火灾预警系统采用美国爱特梅尔（Atmel）公司开发的EVK1100硬件平台为基础，采用一些必要的外围器件等研发的一套实用先进的智能预警系统。该系统是人们生命财产安全的忠实卫士和公共场合的保卫者，它可以避免由于火灾而造成的巨大经济损失，在火灾初期就可以人为地预防由于火灾造成的一些不必要的损失，使生命财产受到安全的保护。它广泛用于生命安全，紧急信号，防爆防火等各类场所。可保证该系统在生活中对人们的必要性。

一套先进可靠的火灾预警系统可以有效的避免或降低由于火灾而引起的生命财产损失。同时运行的极其安全稳定，先进的可再生功能也可减少公共场合的物业管理工作。本方案即是针对本项目的特点而设计的。

2.1.1系统的环保和创新理念

本系统旨在“环保和创新”的理念上设计和制作的，当今社会提倡社会主义和谐社会，尤其是人与自然的和谐，本系统充分体现了环保的理念，其设计成本低，如果应运与实际还可节约人力资源，系统本身工作时也不会产生任何噪声和污染。

2.1.2系统的先进性和适用性

本系统的技术性能和质量指标都较高；同时系统的安装调试、软件的编程和操作使用又简便易行，容易掌握，适合本项目规模大、设备分散、受控点多的特点。此系统可大面积使用，可在高校宿舍，教室、各大公司、火车站、娱乐场所等地。

2.1.3 系统的高性价比

本系统在设计过程中充分体现了其性价比高的特点，采用了高性能的处理器和当前最主流的芯片，其设计陈本低，但系统的性能很高。

3、系统硬件设计方案

3.1系统配置及构成

3.1.1 系统构成

系统整体方案如下图一所示

图一 系统整体方案图

由上图可看出本系统主要由两部分构成，环境参数监测发射部分和接受控制部分，两部分具体硬件结构如下图二三所示。监测部分又分为八个模块：烟雾监测模块、温度监测模块、明火监测模块、信号处理模块、控制模块、显示模块、消防模块以及无线发射模块等组成；接受部分也分为四个模块：无线接受模块、控制模块、上位机以及报警模块。

图二 监测发射部分

图三 接收控制部分

3.1.2系统各模块介绍

监测发射部分

（1）烟雾监测模块

烟雾监测模块由烟雾传感器和必要的外围器件组成，其原理图如下图所示。烟雾传感器采用性能良好，高精度的MQ-2，其探测范围为300～ 10000ppmm,响应时间小于1S，工作环境温度 -20°C～ +75°C。此模块能够对环境中的烟雾进行实时监测。

（2）温度监测模块

温度监测模块由热敏电阻和必要的外围器件组成，其原理图如下图所示。热敏电阻采用铂热电阻PT100，其在0摄氏度的时候的阻值为100欧姆，它的阻值会随着温度上升而成匀速增长的。其温度的采集范围可以在-200℃～+200℃之内，且功耗很低。本系统中采用此模块可以对环境中的温度进行实时采集，并配合烟雾监测模块可以实现火灾预警的功能。

（3）报警模块

此模块中采用专用的语音模块实现报警功能，由于条件有限，而我们研发的只是一个定型的样品并不是实用的产品，所以在此我们就用蜂鸣器替代。当发生火灾时此控制系统通过控制此模块产生报警信息，告知人们立即撤离现场。

（4）显示模块

显示模块采用美国爱特梅尔（Atmel）公司开发的EVK1100硬件平台上的DIP204液晶。此模块在正常情况下显示当前时间，温度和一些与环保有关的标语，当发生火灾时则显示提示人们注意安全等字眼。

（5）无线发射模块

无线传输采用Nordic VLSI 公司封装的RF905无线收发模块,采用高精度贴片晶振，体积更小，性能更优，工作于433MHz 全球开放ISM 频段免许可证使用，高性能低功耗，接收灵敏度高，抗干扰性强，集成度高，通信稳定，实物图如下图四所示。此模块主要用于将当前环境中的温度和烟雾浓度等参数值发送的公共场合控制中心工作室，实时告知工作人员当前环境中的情况。

图四 nRF905无线收发模块

（6）“消防”模块

当环境中的参数指标超出设定的值，或是发生火灾时，控制系统一边驱动报警系统发出预警信息，另一边驱动“消防”模块自主的对现场进行处理。由于本系统条件有限，故消防模块我们采用了一个电风扇来替代，当环境中温度或烟雾浓度过高，处理器控制继电器打开排风扇，及时地降温和疏散烟雾，有效的做到了“消防”工作。