高校學(xué)生宿舍火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計探究

龐淑蘭 王曉輝

摘 要：本文在研究中以高校學(xué)生宿舍火災(zāi)檢測系統(tǒng)為核心，基于433MHz技術(shù)，建設(shè)高校學(xué)生宿舍火災(zāi)檢測系統(tǒng)框架，并提出該系統(tǒng)應(yīng)用功能，實現(xiàn)學(xué)生宿舍火災(zāi)隱患的有效監(jiān)測，并為相關(guān)研究人員提供一定的借鑒和幫助。

關(guān)鍵詞：學(xué)生宿舍；火災(zāi)檢測系統(tǒng)；軟件設(shè)計；硬件設(shè)計

由于擴招政策的落實，學(xué)生數(shù)量急劇增加，使得高校辦學(xué)規(guī)模也逐漸擴大，而學(xué)生宿舍是高校安全事故的多發(fā)區(qū)，常常出現(xiàn)火災(zāi)隱患或是盜竊問題，其中火災(zāi)隱患的危害性更大，學(xué)生安全意識不高，在宿舍內(nèi)常常使用熱得快電氣產(chǎn)品或是吸煙行為，甚至私設(shè)電線，形成火災(zāi)隱患，使得火災(zāi)事故頻發(fā)。在這樣的環(huán)境背景下，探究高校學(xué)生宿舍火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計具有非常重要的現(xiàn)實意義。

一、 高校學(xué)生宿舍火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架

考慮到高校學(xué)生宿舍的環(huán)境條件，本文采用433MHz技術(shù)進行高校學(xué)生宿舍火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)建，相比于傳統(tǒng)的GPRS技術(shù)而言，433MHz技術(shù)作為一項短距離無線通信技術(shù)，建設(shè)成本低，結(jié)構(gòu)簡單清晰，并具有近距離、高數(shù)據(jù)速率以及低功耗等特征，應(yīng)用范圍較廣。為了便于對各個宿舍房間的監(jiān)管，保證數(shù)據(jù)傳輸精確性，本文主要選擇樹形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，在各個樓層安裝一個分支簇和一個路由節(jié)點，而在每個學(xué)生宿舍房間中安裝一個路由階段、若干終端節(jié)點，進而促進房間管理和數(shù)據(jù)搜集，同時在學(xué)生宿舍房間中安裝相應(yīng)的溫度傳感器、紅外傳感器和煙霧傳感器，以達到對學(xué)生宿舍環(huán)境實時監(jiān)控的目的。

根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架，該系統(tǒng)功能為以下幾部分：

第一，無線傳感網(wǎng)絡(luò)主要對各個宿舍火災(zāi)信息進行搜集和處理，包含無線通信模塊、傳感器等組成部分，其中傳感器可以搜集監(jiān)控區(qū)內(nèi)氣體濃度、人員等信息，而無線通信模塊會執(zhí)行上級管理層指令進行各個部件控制，應(yīng)對火災(zāi)情況作出關(guān)閉電源、打開樓道應(yīng)急系統(tǒng)等操作。連接各個樓層緊急通道的繼電器節(jié)點，對緊急通道的應(yīng)急燈、應(yīng)急喇叭進行控制，并利用網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點把搜集到的信息傳輸?shù)絽f(xié)調(diào)器中，由協(xié)調(diào)器傳輸給管理中心。

第二，管理中心會對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行分析和處理，明確火災(zāi)發(fā)生位置，并根據(jù)實際情況判斷火情嚴(yán)重程度，啟動相應(yīng)級別的應(yīng)急方案，儲存警報信息，便于后期應(yīng)急方案的調(diào)整和制定。

第三，宿舍值班室報警裝置直接連接管理中心，可以實現(xiàn)信息的實時傳輸，一旦學(xué)生宿舍發(fā)生火災(zāi)，管理中心會自動打開報警裝置，讓宿舍管理老師了解火災(zāi)情況和位置，便于實施應(yīng)急處理。

二、 火災(zāi)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)設(shè)計

宿舍溫度和煙霧傳感器獲得數(shù)據(jù)后，利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)輸送到433MHz協(xié)調(diào)器中，利用RS232端口把各個宿舍房間的火災(zāi)監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C端管理中心，而管理中心則主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)分析和儲存，終端用戶借助網(wǎng)絡(luò)訪問管理中搜集到火災(zāi)數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)控制中，一旦學(xué)生宿舍發(fā)生火災(zāi)，管理中心利用RS232端口將控制信息傳輸?shù)?33MHz協(xié)調(diào)器中，而協(xié)調(diào)器會把控制信息和控制指令下達到紅外傳感器、各個節(jié)點繼電器中，檢查火災(zāi)區(qū)是否有人，并控制學(xué)生宿舍中電源通斷情況和樓層應(yīng)急系統(tǒng)啟動情況，并自動報警系統(tǒng)，通知相關(guān)管理人員采取緊急應(yīng)急措施。傳統(tǒng)消防聯(lián)動系統(tǒng)在實際應(yīng)用中，利用有線傳輸方式，為了保證運行效率，必須安排專門人員進行定期維護，線路容易老化，維護成本較高，在發(fā)生火災(zāi)的過程中，無法及時發(fā)現(xiàn)，等到火勢蔓延后才被發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用價值不高，很容易導(dǎo)致人員傷亡問題。而在433MHz技術(shù)火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)中，以無線傳輸取替有線傳輸，引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，增加了應(yīng)用性能，及時將火災(zāi)隱患消除，保證系統(tǒng)運行效果。

三、 高校學(xué)生宿舍火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用

在高校學(xué)生宿舍發(fā)生火災(zāi)時，基于433MHz技術(shù)的高校學(xué)生宿舍火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)會啟動火災(zāi)分級應(yīng)急響應(yīng)模式，根據(jù)不同火災(zāi)級別采取應(yīng)對措施，以達到消除火災(zāi)隱患的作用。

（一） 一級火災(zāi)處理

在火災(zāi)初期，火情小，溫度不高，具體為物體陰燃形成大量煙霧，當(dāng)學(xué)生宿舍中的煙霧傳感器感應(yīng)到一分鐘內(nèi)氣體濃度持續(xù)提高，并超過臨界值時，自動判定宿舍發(fā)生起火點，啟動報警裝置和紅外線感應(yīng)器，判斷該區(qū)域內(nèi)是否有人，上報到管理中心，顯示宿舍起火位置，管理人員則到指定宿舍處理火災(zāi)。

（二） 二級火災(zāi)處理

系統(tǒng)檢測到學(xué)生宿舍起火點后，報警時間超過8分鐘后，值班室火情處理按鈕未動，則認(rèn)為值班室無人，應(yīng)急響應(yīng)上升到二級。管理中心自動啟動宿舍報警裝置與紅外感應(yīng)器，播放預(yù)先錄制火災(zāi)警報，啟動樓層逃生通道與應(yīng)急指示燈，由管理中心通過短信或是電話的方式將火情傳達給宿舍管理人員，以便于及時處理。

（三） 三級火災(zāi)處理

若多個宿舍發(fā)生火災(zāi)，且強度超過預(yù)設(shè)值，則為三級火災(zāi)，管理中心自動啟動宿舍報警裝置與紅外感應(yīng)器，啟動樓層逃生通道與應(yīng)急指示燈，向所有樓棟和校安保部門人員發(fā)送報警和具體位置信息。若火勢較大，則撥打119消防電話，播放預(yù)先錄制的聲音，請求支援。同時開啟樓棟內(nèi)的緊急視頻監(jiān)控系統(tǒng)，協(xié)助學(xué)生迅速撤離，減少火災(zāi)損失。

四、 結(jié)束語

為了解決高校學(xué)生宿舍火災(zāi)隱患，除了提高學(xué)生的安全意識和安全知識之外，要從硬件設(shè)備上入手，在高校學(xué)生宿舍內(nèi)安設(shè)火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患問題并發(fā)出警報，及時判斷火情，規(guī)避各種火災(zāi)事故，保證學(xué)生的人身財產(chǎn)安全。

參考文獻：

[1]張力塬，吳廣富，周橫，何金鐘.基于NB-IOT的自供電火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[J].無線電通信技術(shù)，2018，44（5）：506-511.

[2]葛先雷.GPRS高校學(xué)生宿舍火災(zāi)監(jiān)測設(shè)計[J].山西電子技術(shù)，2010（5）：41-42.

作者簡介：龐淑蘭，王曉輝，山東省青島市，青島黃海學(xué)院。