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）

（7）控制系统

控制系统采用美国爱特梅尔（Atmel）公司高性能的AVR32单片机实现对信号的处理和各个模块的控制。AVR32应用处理器是专为各种计算密集应用而设计的高级片上系统解决方案，在时钟频率为150MHz、电压为1.8V (1.4DMIPS / MHz) 时，可提供210 Dhrystone MIPS (1.4 DMIPS / MHz) 的处理性能，操作功耗为75Ma(500uA/MHz)。此内核拥有内置的DSP、SIMD指令集、跳转预测和存储器管理单元(MMU)。此外，该器件可提供动态频率调整（Dynamic Frequency Scaling, DFS），可在四个片上时钟域 (CPU、高速总线和二个独立外设总线)进行动态的功耗调整。此外，可用的外设包括符合BT 656标准的相机接口、三个全双工IIS音频通道、一个AC97接口、一个内置式2通道16位音频流DAC、一个以太网MAC、一个带7个端点的高速(480Mb/s) USB设备接口、一个双端口MMC/SD卡接口、四个USART、二个SPI接口，以及一个双线接口 (I2C兼容)。其EVK1100硬件平台实物如下图五所示。

图五 EVK1100硬件平台

接收控制部分

（1）无线接收模块

无线接收也采用RF905无线收发模块,。此模块通过和无线发射模块配合，负责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。

（2）控制系统

接受部分控制系统采用爱特梅尔（Atmel）公司高性能低功耗的ATmega16单片机，其通过SPI接口实现和Nrf905通信，单片机通过SPI 接口读取nRF905接收到的数据并通过串口将数据发送到上位机软件进行显示和分析。

（3）报警模块

为了防止发生火灾时工作人员因大意失职的情况，我们在接受部分也加入了语音报警功能，这样，处理器经过分析判断采集到的参数，当参数值超过正常指标时在控制中心也实现报警功能，提醒工作人员及时到现场去处理。（本系统只是一个定型样品，条件有限，语音报警部分用蜂鸣器替代）

（4）上位机

上位机软件通过LABVIEW编写，本软件共分为两部分：串口通讯部分和数据显示部分，其界面如下图六所示。

图六 上位机软件界面

单片机将接收到的烟雾浓度和温度的值通过串口通讯发送到上位机软件上，在“当前温度烟雾浓度显示区”显示每一时刻的值，并将一分钟之内采集的参数值汇成一条曲线，这样便于工作人员分析当前环境中参数的变化规律，而且在上位机软件上我们也加入了报警功能，当参数值超过正常指标后上位机软件上的指示灯由绿色变为红色，及时提醒工作人员。此上位机软件还可以将各个时刻的信息全部保存下来，方便工作人员查询。

3.2系统特点

3.2.1安全管理性

本系统作为一个安全管理系统为生命和财产安全提供迅速准确的救助，自动即时动作，报警响应时间很短，LCD大屏幕显示信息，清晰，易于理解。环境中的所有参数都将通过无线准确无误的发送到控制中心，控制中心将所有时刻各个地点的信息都保存下来，这样也便于工作人员查询，发生火灾时也便于消防人员及时变迁。

3.2.2高可靠性

本系统只是一个定性的样品，当经过大量研发和制作后，只需将系统的监测部分安装在公共场合各个有隐患的地方，而控制中心只需安装一个接受装置即可，这样系统就可以随时随地的自主监测，不会遗漏任何安全隐患。

3.2.3低成本性

本系统不仅旨在“环保和创新”的理念，其设计成本也相当低，只需要一款高性能的单片机（推荐使用Atmel公司的）以及一些主流的烟雾温度监测器件和几块无线收发模块即可。

3.2.4节约人力资源

本系统是一个完全自主性的智能系统，可以对环境自动感知，作出“反映”，并进行必要的处理，完全可以替代传统的人力管理，其可以做到“巡视” 、“监查” 、“通知” 、“消防”等工作，而且既准确可靠又迅速。

4、系统软件设计方案

4.1系统软件构架

本系统硬件部分由各个监测模块组成，因此系统软件我们也分别编写各个模块的子程序，最终在整合调试，系统软件构架如下图七所示。

图七 系统软件构架

4.2系统软件流程图

5、系统设计成果

5.1系统总体方案实物图

5.2系统监测发射部分实物图

5.2.1烟雾温度监测模块实物

5.2.2明火监测模块实物

5.3系统接收部分实物图

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