溫室大棚智能火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

郭玉霖 陳奇 張靜雅 岳成浩 李娜

摘要：溫室大棚作為農(nóng)民種植的重要方式，安全對(duì)于大溫室大棚顯得格外重要，對(duì)溫室大棚進(jìn)行智能化管理控制對(duì)于種植行業(yè)來(lái)說(shuō)是一種不可缺少的安全保障。本文對(duì)大棚火災(zāi)預(yù)警的軟件和硬件部分進(jìn)行介紹，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室大棚里的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

關(guān)鍵詞：溫室大棚;火災(zāi);預(yù)警

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2020）08-0170-02

0 引言

隨著社會(huì)不斷進(jìn)步和發(fā)展，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)開始向著新型農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變，大棚種植代替?zhèn)鹘y(tǒng)種植成為了很重要的一部分，溫室大棚在農(nóng)村使用率逐漸升高，成為農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入的重要來(lái)源方式之一。但是目前我國(guó)農(nóng)村防控火災(zāi)能力不高，再加上消防安全基礎(chǔ)非常差，距離城市相對(duì)較遠(yuǎn)，廣大的農(nóng)民的消防安全意識(shí)不高，溫室大棚往往都是靠在一起“接連成片”，另外冬季還是火災(zāi)的高季節(jié)，溫室大棚的建設(shè)材料大多采用鋼管作為骨架，大部分外層使用塑料薄膜連接，還有的農(nóng)民在最外面一層覆蓋上棉被用以保溫。這些材料大多數(shù)是易燃的材料，一旦遇明火將會(huì)被迅速點(diǎn)燃。農(nóng)村的大棚一般長(zhǎng)度在80～90m，戶數(shù)較多，大棚相對(duì)集中，連成一片，夜間發(fā)生火災(zāi)就有可能產(chǎn)生人員傷亡。另外，因?yàn)槎境掷m(xù)時(shí)間比較長(zhǎng)，看守大棚的工作人員，假如大棚一側(cè)的房屋內(nèi)使用明火，如果遇到刮風(fēng)，火星就會(huì)從煙囪飄落，隨風(fēng)掉在大棚上，引發(fā)火災(zāi)。同時(shí)，火勢(shì)隨著風(fēng)更易蔓延，給農(nóng)民帶來(lái)巨大的損失。

1 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的原理

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)[1]是由火災(zāi)報(bào)警和其他輔助設(shè)備組成的系統(tǒng)這個(gè)火災(zāi)探測(cè)器由一個(gè)觸發(fā)器和一個(gè)邊緣報(bào)告設(shè)備。系統(tǒng)能迅速發(fā)現(xiàn)火災(zāi)并及時(shí)采取有效措施，有效撲滅火災(zāi)，減少人員傷亡盡可能減少財(cái)產(chǎn)。如圖所示，通過檢測(cè)諸如氣體、煙霧、溫度、光等物理和化學(xué)現(xiàn)象，通過檢測(cè)信號(hào)和將單片機(jī)數(shù)據(jù)與既定數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而判斷火災(zāi)情況。系統(tǒng)原理圖及組成框圖如圖1所示。

2 硬件設(shè)計(jì)

為了滿足易燃煙霧的安全要求，設(shè)計(jì)的易燃煙霧傳感器不僅可以在較寬的溫度下工作，還具有可燃煙霧的集中、故障控制、延遲警報(bào)、現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程測(cè)量等功能[2]，通過電腦實(shí)時(shí)控制必須，其目的是提高傳統(tǒng)吸煙臂的精度，降低成本，減少體積，結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

系統(tǒng)的核心部件是單片機(jī)，結(jié)合周邊電路，完成信號(hào)記錄、濃度標(biāo)示、時(shí)間顯示、狀態(tài)顯示、音響光警告、按鈕輸入、誤差自動(dòng)控制等多種功能。系統(tǒng)使用功能強(qiáng)的單片機(jī)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，測(cè)量精度高，通用耗電低，電源安全性高，為了保證申報(bào)的準(zhǔn)確性和可靠性，且最佳尺寸要小而便宜，有助于減少單片機(jī)報(bào)警量和降低報(bào)警的成本。

單片機(jī)通過傳感器將現(xiàn)場(chǎng)溫度和空氣中的煙氣等非電信號(hào)轉(zhuǎn)換為通信信號(hào)[3-4]，然后在空調(diào)電路中擴(kuò)大該電信號(hào)等方式滿足售后服務(wù)的要求。最后，將A/D電路中傳感器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，由單片機(jī)判斷，現(xiàn)場(chǎng)是否發(fā)生火災(zāi)，并及時(shí)報(bào)警。

3 軟件設(shè)計(jì)

程序設(shè)計(jì)采用了模塊化設(shè)計(jì)[5]，每個(gè)模塊的所有功能都被調(diào)用到相應(yīng)的子程序，主要有火災(zāi)數(shù)據(jù)采集、火災(zāi)判斷、投訴等部分程序，系統(tǒng)流程圖如圖3所示。

為了大大降低系統(tǒng)的誤判率，系統(tǒng)設(shè)計(jì)多次檢測(cè)，采用多次評(píng)估的操作方法，數(shù)據(jù)采集成功后，通過多次檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)情況進(jìn)行評(píng)估后，根據(jù)多次判斷結(jié)果進(jìn)行最終火災(zāi)評(píng)估，主程序采用無(wú)限循環(huán)體[6]。首先，操作程序?qū)ο到y(tǒng)各個(gè)組成部分的單片機(jī)片端口的輸入端和輸出電路設(shè)置，外廓驅(qū)動(dòng)器和單片機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)置等電路被程序初始化，然后在單片機(jī)內(nèi)核區(qū)塊中主操作程序被初始化，并在單片機(jī)火災(zāi)檢測(cè)報(bào)警控制系統(tǒng)中對(duì)程序進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)通信和查詢判斷。

4 結(jié)語(yǔ)

火災(zāi)給溫室大棚帶來(lái)潛在的威脅， 給農(nóng)民造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。論文對(duì)系統(tǒng)的軟件和硬件結(jié)構(gòu)都進(jìn)行了介紹，該設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、對(duì)大棚火災(zāi)檢測(cè)方便，市場(chǎng)應(yīng)用廣泛，具有較好的使用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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