碩士學(xué)位論文智能建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

1、分類號(hào) 密級(jí) U D C 編號(hào) 中 南 大 學(xué)CENTRAL SOUTH UNIVERSITY碩士學(xué)位論文論 文 題 目 智能建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的研究 與應(yīng)用 MS THESISResearch and Application of Intelligent Construction Fire Auto-alarm System Specialty： Software Engineering Master Degree Candidate： Xie Rong Quan Supervisor： Associate Prof. Chen Xue-Gong School of SoftwareCen

2、tral South UniversityChangsha Hunan P.R.C原 創(chuàng) 性 聲 明本人聲明，所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了論文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得中南大學(xué)或其他單位的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我共同工作的同志對本研究所作的貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明。 作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本人了解中南大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留學(xué)位論文并根據(jù)國家或湖南省有關(guān)部門規(guī)定送交學(xué)位論文，允許學(xué)位論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨?/p>

3、學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用復(fù)印、縮印或其它手段保存學(xué)位論文。同時(shí)授權(quán)中國科學(xué)技術(shù)信息研究所將本學(xué)位論文收錄到中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫，并通過網(wǎng)絡(luò)向社會(huì)公眾提供信息服務(wù)。作者簽名： 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者

4、簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體

5、，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日指導(dǎo)教師評(píng)閱書指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)：一、撰寫（設(shè)計(jì)）過程1、學(xué)生在論文（設(shè)計(jì)）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、學(xué)生掌

6、握專業(yè)知識(shí)、技能的扎實(shí)程度 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 優(yōu) 良 中 及格 不及格4、研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計(jì)方案的合理性 優(yōu) 良 中 及格 不及格5、完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間的出勤情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中

7、 及格 不及格3、論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格建議成績： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級(jí)前的內(nèi)畫“”）指導(dǎo)教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日評(píng)閱教師評(píng)閱書評(píng)閱教師評(píng)價(jià)：一、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良

8、中 及格 不及格建議成績： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級(jí)前的內(nèi)畫“”）評(píng)閱教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見教研室（或答辯小組）評(píng)價(jià)：一、答辯過程1、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要點(diǎn)和見解的敘述情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、對答辯問題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、學(xué)生答辯過程中的精神狀態(tài) 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義

9、或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格評(píng)定成績： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級(jí)前的內(nèi)畫“”）教研室主任（或答辯小組組長）： （簽名）年 月 日教學(xué)系意見：系主任： （簽名）年 月 日摘 要智能建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是為了實(shí)現(xiàn)火災(zāi)確認(rèn)和報(bào)警，防止和減少火災(zāi)發(fā)生的一種集信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)寓一體的智能型、網(wǎng)絡(luò)化火警顯示和安全疏散指示系統(tǒng)。在國內(nèi)外重要建筑和公共場所已經(jīng)成為必不可少的消防安全設(shè)施。本文從分析智能建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的構(gòu)成

10、原理出發(fā)，通過幾種火災(zāi)信息識(shí)別方法的研究，特別是圖像型的火災(zāi)信息識(shí)別進(jìn)行重點(diǎn)剖析。同時(shí)研究基于BP（ Back Propagation）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法實(shí)現(xiàn)圖像型火災(zāi)探測的方法。本論文對火災(zāi)信息識(shí)別的幾種方法：諸如通信數(shù)據(jù)識(shí)別方法；圖像識(shí)別方法一一做了研究，重點(diǎn)研究了圖像型火災(zāi)信息識(shí)別方法。在此研究的基礎(chǔ)上，針對上述幾種火災(zāi)信息識(shí)別的不足，設(shè)計(jì)了火災(zāi)圖像噪聲消除、背景差分法等算法在圖像處理中的應(yīng)用，通過仿真，驗(yàn)證了算法的可行性。提出了火焰具有面積、邊緣變化以及形體變化等信息特征的觀點(diǎn)，通過相應(yīng)的檢測，進(jìn)行了火焰識(shí)別實(shí)驗(yàn)，達(dá)到了較好的結(jié)果?？紤]到火災(zāi)發(fā)生的雙重性，即隨機(jī)性與確定性，同時(shí)又由于智能建筑

11、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)檢測火災(zāi)的一項(xiàng)重要任務(wù)就是將不確定的一面轉(zhuǎn)化成比較準(zhǔn)確的一面。因此，本文利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法能進(jìn)行數(shù)值化的和非數(shù)學(xué)模型的函數(shù)估計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法引入到圖像型的火災(zāi)探測中，給出了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的具體結(jié)構(gòu)和輸入輸出單元的設(shè)計(jì)方案。本文對一系列的火災(zāi)樣本圖像和干擾圖像進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的火災(zāi)探測算法能更有效地減少火災(zāi)的誤報(bào)警率，提高火災(zāi)報(bào)警的準(zhǔn)確率。關(guān)鍵詞：智能建筑，火災(zāi)報(bào)警，火焰圖像，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) ABSTRACTThe intelligent building automatic fire alarm system is an intelligent sy

12、stem with colicky network fire-alarm demonstration and safe evacuation. This system combines Information Technology, Computer Technology with Auto-control Technology. This system aims to realize the fire confirmation and the warning prevention and fire occurrence reduction. Its become a necessary in

13、stallation of fire protection in important buildings and public places at home and abroad. This thesis fixes on the research as follows: Firstly, it studies the methods of fire information recognition, and its key research on the image fire information recognition methods; Secondly, research is made

14、 on the image-centered fire detection methods based on BP (Back Propagation) neural network algorithm. This thesis conducts researches on the methods of fire information recognition, and mainly studies the methods of the image fire information recognition methods. It puts forward a series of fire im

15、age processing methods such as filtering the noise, difference image and so on. The feasibility of the method is proved by the result of simulation. Based on the flame of the information feature of area, edge and shape change, this thesis studies the corresponding detection algorithms, and gets pref

16、erable experimental results through the frame recognition.As for the duality of fire, namely randomness and determinism, the intelligent building automatic fire alarm system has the important task that transforms the randomness accurately in the firm detection. Therefore, this thesis uses the BP neu

17、ral network algorithm. It gives the detail structure of the BP nerve net and the detail design precept of input and output layer. In this paper, a series of sample images of fire and interference images has been experimented. Experimental results show that fire detection algorithm based on the BP ne

18、ural network is more effective to reduce fire false positive rate, and improves the accuracy of the fire alarm.KEYWORDS intelligent building, automatic fire alarm system, flame image，neural network。目 錄第一章 緒論. 1.1 研究背景與意義11.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與水平11.2.1 國外典型產(chǎn)品31.2.2 國內(nèi)典型產(chǎn)品51.3 研究的主要內(nèi)容.51.4 論文的組織結(jié)構(gòu)9第二章 智能建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)

19、警系統(tǒng)構(gòu)成原理102.1 智能建筑的組成及功能102.2 智能建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)112.2.1 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)112.2.2 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)報(bào)警系統(tǒng)基本性能122.3.3 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)基本要求132.3 火災(zāi)探測器原理142.3.1 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制器142.3.2 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的線制162.4 傳統(tǒng)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)172.5 現(xiàn)代火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)182.6 本章小結(jié) 第三章 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)信息識(shí)別方法213.1 火災(zāi)信息處理的基本概念. 21 3.1.1 火災(zāi)信息處理的基本概念. 22 3.1.2 火災(zāi)信號(hào)的基本特征. 223.2 通信數(shù)據(jù)信息識(shí)別方法. 24 3.2.1通

20、信方式的分析識(shí)別. 253.2.2通信數(shù)據(jù)信息識(shí)別26 3.2. 3 數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)分析. 28 3.3 圖像型火災(zāi)識(shí)別技術(shù)303.3.1 基本原理313.3.2 火災(zāi)圖像的預(yù)處理323.3.3 火災(zāi)圖像的分割333.3.4 火災(zāi)圖像的特征提取343.3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析373.4 本章小結(jié)39第四章 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的火災(zāi)圖像探測技術(shù)404.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)404.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)火災(zāi)圖像探測算法404.2.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理404.2.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)414.2.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法學(xué)習(xí)步驟424.3.4 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的火災(zāi)探測實(shí)驗(yàn)444.3 本章小結(jié)46第五章 結(jié)論與展望495.

21、1 研究工作總結(jié)495.2 進(jìn)一步研究發(fā)展方向50參考文獻(xiàn)51致 謝54攻讀學(xué)位期間主要的研究成果55第一章 緒論1.1 研究背景與意義隨著信息社會(huì)的發(fā)展，智能建筑比傳統(tǒng)建筑更能夠?yàn)槿藗兲峁├硐氲墓ぷ骱蜕瞽h(huán)境。因此以1984年1月美國聯(lián)合科技集團(tuán)UTBS在康乃狄格州哈特福德市(Connecticut Hartford)建設(shè)的都市大廈(City Palace)為標(biāo)志，在美國、歐洲及世界其他地區(qū)相繼興起了營造智能建筑的熱潮。當(dāng)前，我國的城市建設(shè)正在經(jīng)歷一個(gè)前所未有的蓬勃發(fā)展階段，同時(shí)也陸續(xù)興建了一些不同智能標(biāo)準(zhǔn)的新型智能建筑。尤其是進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來，智能建筑在我國似雨后春筍般地拔地而起，

22、并將成為21世紀(jì)建筑發(fā)展的主流。智能建筑是綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力的象征和綜合性科技產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展涉及電力、電子、計(jì)算機(jī)軟件工程與通訊等多種行業(yè)。同時(shí)數(shù)字程控交換機(jī)、光纖通訊、衛(wèi)星通訊、區(qū)域網(wǎng)絡(luò)與廣域網(wǎng)絡(luò)等取得長足發(fā)展，都為智能建筑的興起奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。隨著人們防火意識(shí)的增強(qiáng)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，智能建筑火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的探測技術(shù)由單元探測技術(shù)向多元復(fù)合探測技術(shù)發(fā)展，提高了探測的靈敏度和可靠性；信息處理技術(shù)由“固定閾”判斷發(fā)展為將現(xiàn)場采集參數(shù)與儲(chǔ)存數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，并開始引進(jìn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)總線布線技術(shù)由二線制逐步走向CAN、Long Works現(xiàn)場總線技術(shù)，增強(qiáng)了火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的開放

23、性、準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。隨著信息共享性的增強(qiáng)，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的管理必將走向網(wǎng)絡(luò)化，由監(jiān)控中心進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，實(shí)現(xiàn)各部門的聯(lián)動(dòng)。智能化建筑的興起，以及微電子技術(shù)、檢測技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等的飛速發(fā)展，人們對火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)提出了更高的要求，使得火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)也出現(xiàn)了智能化的趨勢1。為了加強(qiáng)新型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展，有必要對智能火災(zāi)探測報(bào)警技術(shù)進(jìn)行研究探討，開發(fā)新的傳感技術(shù)和研究新的火災(zāi)信息處理算法。研究火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的探測、報(bào)警、處理、控制等功能，掌握探測火災(zāi)的規(guī)律，完成火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)的識(shí)別、檢測、維修等功能，以期降低誤報(bào)，杜絕漏報(bào)，減少火災(zāi)給人類生命財(cái)產(chǎn)帶來的損失，減少火災(zāi)給生態(tài)環(huán)境和自然資

24、源造成的破壞具有十分重要的意義2，3。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與水平火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展歷史可以追溯到19世紀(jì)。1890年英國人發(fā)明了第一只用來探測火災(zāi)信息的裝置對溫度敏感的感溫探測器。此后的半個(gè)世紀(jì)感溫探測器只是局部地被應(yīng)用，僅作為一種報(bào)警元件。而作為火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展標(biāo)志的火災(zāi)探測器放射性同位素源的離子感煙探測器，是到了20世紀(jì)50年代開始研究開發(fā)，60年代初才被推廣應(yīng)用。在歐美等發(fā)達(dá)國家，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)備的生產(chǎn)和應(yīng)用歷史較長，應(yīng)用已經(jīng)普及到了家庭。并且制定了比較完善的火災(zāi)報(bào)警規(guī)范?；馂?zāi)報(bào)警技術(shù)發(fā)展與微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)和信息技術(shù)密切相關(guān)，還包含了光電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、自

25、動(dòng)控制技術(shù)、熱工技術(shù)、特殊材料、化工等專業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警發(fā)展趨勢為【4，5】：(1) 以模擬量數(shù)據(jù)傳輸為基礎(chǔ)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)曾經(jīng)是20世紀(jì)80年代興起的新一代的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。例如，西門子的SIGMASYS系統(tǒng)就能實(shí)現(xiàn)這樣的功能；(2) 可尋址開關(guān)量火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)和分級(jí)報(bào)警式火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)作為“初級(jí)智能”的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)獲得普及應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，以火災(zāi)模擬化技術(shù)為基礎(chǔ)的、具有像人的感覺器官那樣高可靠火災(zāi)探測功能的高級(jí)智能化火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)正在研制。采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)消防功能的機(jī)器人、光譜特性和火災(zāi)圖像特征等識(shí)別技術(shù)判別真假火災(zāi)；(3) 采用多級(jí)計(jì)算機(jī)分機(jī)管理方式的先進(jìn)火災(zāi)自

26、動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)獲得應(yīng)用，適應(yīng)了智能化建筑將樓宇內(nèi)防火、電力、空調(diào)、節(jié)能、設(shè)備監(jiān)控管理組合在一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)的需要；(4) 從多線制系統(tǒng)聯(lián)接過渡到總線制；(5) 專用集成電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用技術(shù)將成為智能化火災(zāi)參數(shù)傳感器的核心，促進(jìn)了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的智能化；(6) 以火災(zāi)自動(dòng)探測算法為基礎(chǔ)的煙、溫復(fù)合式火災(zāi)探測器已批量生產(chǎn)并被工程應(yīng)用；(7) 無線遙控式火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警已在國外逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化；(8) 計(jì)算機(jī)多媒體和數(shù)據(jù)庫技術(shù)實(shí)現(xiàn)了報(bào)警語音化和各種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；(9) 以微粒分析和激光技術(shù)為基礎(chǔ)的高精度火災(zāi)參數(shù)分析和超早期火災(zāi)報(bào)警技術(shù)已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化；(10) 國外具有協(xié)議開放技術(shù)的火災(zāi)探測器已形成規(guī)

27、?；a(chǎn)能力6。1.2.1 國外典型產(chǎn)品國外火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警的典型產(chǎn)品眾多。這里重點(diǎn)簡介美國DALLAS公司生產(chǎn)的數(shù)字溫度芯片DS18B20型火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)2000年問世以來，代表了目前火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的國際先進(jìn)水平。其產(chǎn)品具有測點(diǎn)多、造價(jià)低、安裝維修方面、便于擴(kuò)展、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。如圖1-1是產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖：圖1-1 DS18B20系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖1、CAN總線智能節(jié)點(diǎn)模塊DS18B20系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)主要是通過CAN總線智能節(jié)點(diǎn)模塊的實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)模塊采用AT89C55WD做主控芯片，通過CAN總線獨(dú)立控制芯片PHLLPS SJA1000和CAN總線收發(fā)器芯片PHLLPS

28、 82250與CAN總線相連，通過I/O 口和1-Wire單總線相連通?？偣部梢話旖?10110=3300片DS18B20。每個(gè)CAN總線智能節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)模塊地址，這個(gè)地址通過一個(gè)8位的撥碼開關(guān)來實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的互相通信8。2、DS18B20與控制器的連接DS18B20支持寄生電源供電方式，如圖1-2所示。這種方式不需要本地專門提供電源，把芯片的電源和地相接，只用一根1-Wire單總線和主機(jī)通信并獲取電源。DS18B20在單總線為高電平時(shí)從單總線獲得電荷，供應(yīng)芯片電源，同時(shí)一部分電荷也保存在芯片的寄生電容中，在單總線低電平時(shí)供電。單總線的空閑狀態(tài)是高電平，如果單總線保持低電平超過480s，

29、單總線上掛接的所有器件將復(fù)位。另外，單總線器件在某些工作狀態(tài)下（如溫度轉(zhuǎn)換和EEPROM寫入時(shí)）必須保證有足夠的電源和電流。所以，當(dāng)Wire單總線上負(fù)載多個(gè)DS18B20時(shí)，必須在總線上用一個(gè)MOSFET（金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管）提供強(qiáng)上拉。當(dāng)單總線需要上拉時(shí)由控制器通過I/0口對場效應(yīng)管的柵極寫“1”，即加一個(gè)+5V的電壓，使場效應(yīng)管導(dǎo)通，其他時(shí)刻對柵極寫“O”，使場效應(yīng)管截止。圖1-2 DS18B20與控制器接線圖人們在工程實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，每片DS18B20芯片與單總線間接一個(gè)100的電阻可提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性（見圖1-2）。這是因?yàn)?，DS18B20芯片都是通過漏極開路和數(shù)據(jù)線接口（如圖1-3）

30、接電阻后，可有效限制電流，避免場效應(yīng)管擊穿、芯片損壞。另外，當(dāng)單總線有多個(gè)DS18B20分支時(shí)，在分支點(diǎn)處會(huì)引起阻抗失配，從支路末端返回的反射波會(huì)影響總線上其它的器件。在支路上串接電阻將有效地降低阻抗失配，減少反射能量。圖1-3 DS1820內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖1-Wire單總線可以連接控制器I/O 口的一位，也可以連接兩位，發(fā)送和接收分開。后者不存在總線競爭，單總線能接DS18B20芯片數(shù)更多，傳送距離更遠(yuǎn)。3、測溫和報(bào)警DS18B20提供了一系列單字節(jié)命令，可對每個(gè)芯片寫EEPROM，設(shè)置報(bào)警上、下限，溫度分辨率及讀取芯片測量溫度。系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)也要循環(huán)檢測，獲取是否有器件報(bào)警的ROM序列碼。DS18

31、B20還提供了特殊的“二叉樹”搜索命令，啟動(dòng)從低位到高位的搜索，完成從：啟動(dòng)低位高位的搜索。搜索時(shí)芯片每次送出ROM的一位和其補(bǔ)碼?？刂破髫?fù)責(zé)“線與”的搜索方向判斷，判斷64次“線與”等于一個(gè)ROM序列碼。1s鐘時(shí)間內(nèi)至少可獲取75個(gè)器件的ROM序列碼。目前代表國際先進(jìn)水平的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的還有美國愛德華系統(tǒng)技術(shù)公司（Edwards System Technology , 簡稱EST）的EST3系列火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和英國科藝公司（THORN SECURITY）的代表性產(chǎn)品Minerva80系列智能型火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。在國外近期建成的大型綜合性高層建筑和智能性建筑中，采用多級(jí)計(jì)算機(jī)分級(jí)管理方式

32、的先進(jìn)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)獲得應(yīng)用，適應(yīng)了智能化建筑將樓宇防災(zāi)、電力、空調(diào)、節(jié)能、設(shè)備監(jiān)控管理組合在一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)的需要。目前國外已在一塊硅片上集成了相當(dāng)于人眼的光電部份，相當(dāng)于人視覺神經(jīng)的信號(hào)，使傳輸部份和相當(dāng)于人腦的記憶得到再現(xiàn)。這種傳感器的批量生產(chǎn)將進(jìn)一步促進(jìn)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的智能化建設(shè)。1.2.2 國內(nèi)典型產(chǎn)品我國火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展雖然不及國外先進(jìn)水平，但發(fā)展迅速，優(yōu)秀產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。北京世宗智能有限公司的技術(shù)產(chǎn)品ZN900系列火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)采用模擬量火災(zāi)探測技術(shù)和智能化判斷處理方法，使火災(zāi)報(bào)警控制器不斷地查詢每一個(gè)火災(zāi)探測器的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并對收集到的現(xiàn)場數(shù)據(jù)

33、進(jìn)行智能判斷。當(dāng)發(fā)現(xiàn)某個(gè)火災(zāi)探測器數(shù)據(jù)變化量增大，達(dá)成火災(zāi)發(fā)展曲線，火災(zāi)報(bào)警控制器發(fā)出聲光報(bào)警，同時(shí)，點(diǎn)亮火災(zāi)探測器上的確認(rèn)燈，現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行相對比較復(fù)雜的分析處理，大大降低了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)誤報(bào)率9。1、系統(tǒng)特點(diǎn)(1) ZN900系列火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)特點(diǎn)采用先進(jìn)的模擬量檢測技術(shù)和總線制地址編碼傳輸技術(shù)，具有靈敏、穩(wěn)定、抗干擾、抗潮濕等多功能。系統(tǒng)在火災(zāi)報(bào)警控制器和消防設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制器采用96系列16單片機(jī)和模塊化總線制結(jié)構(gòu)，大容量、大屏幕液晶顯示。消防聯(lián)動(dòng)設(shè)備與火災(zāi)報(bào)警探測器的邏輯關(guān)系由集中報(bào)警控制器內(nèi)的電子表格實(shí)現(xiàn)10。(2) 可根據(jù)工程實(shí)踐需要具體設(shè)計(jì)要求進(jìn)行現(xiàn)場編制軟件程序。(3) 系統(tǒng)功

34、能多，除聲光報(bào)警外還有語言報(bào)警，自動(dòng)撥119電話，對講、顯示各種信息，可在80列或132列打印機(jī)和CRT上輸出火災(zāi)發(fā)展階段的曲線。(4) JB-QB-100型以二總線制模擬量火災(zāi)報(bào)警控制器1路容量為99只各種探測器，水流指示器、手動(dòng)報(bào)警器等。二總線上所接的各種探測器和模塊不分極性。編址可在火災(zāi)報(bào)警控制器內(nèi)完成。當(dāng)由集中控制器和幾臺(tái)區(qū)域控制器聯(lián)網(wǎng)時(shí)，可用此6位撥動(dòng)編碼開關(guān)，編制每個(gè)區(qū)域控制器的編程。布線可采用干支或環(huán)形。本機(jī)與集中控制器配套使用時(shí)，實(shí)現(xiàn)在火警狀態(tài)下，火災(zāi)發(fā)生地點(diǎn)與集中控制器（消防中心）進(jìn)行語言報(bào)警對講，不需要用拿話筒。(5) JB-TB-2000-ZN905E模擬量通用火災(zāi)自動(dòng)報(bào)

35、警控制器，其探測驅(qū)動(dòng)板有四路二總線接口。每路接100只各種模擬量探測器和其他設(shè)備，一個(gè)板可接400臺(tái)控制器最多插入5個(gè)探測器驅(qū)動(dòng)板，總?cè)萘繛?0路2000只探測器?；馂?zāi)報(bào)警器采用大屏幕液晶顯示器，能顯示有關(guān)信息和技術(shù)數(shù)據(jù)，如顯示地址號(hào)碼、型號(hào)、靈敏度、環(huán)境變化量等等。通過RS232接口與PC機(jī)銜接，用CRT顯示各種圖案【12，13】。2、主要控制模塊與功能(1) 輸出模塊ZN906 用于控制消防聯(lián)動(dòng)設(shè)備和向消防控制中心返回聯(lián)動(dòng)設(shè)備動(dòng)作與否的信息；模塊受消防聯(lián)動(dòng)控制器控制總線的控制，可現(xiàn)場編程，每個(gè)模塊中有一對常駐開閉觸點(diǎn)，容量為：220V，7A，電源24VDC16。(2) 輸入模塊ZN907

36、用于接收水流指示器，擊碎玻璃按鈕等設(shè)備輸出的開關(guān)信號(hào)?？膳c普通火災(zāi)探測器一樣接到探測總線上，輸入模塊所需信號(hào)為常開開關(guān)信號(hào)。電源為24 VDC。(3) 卷簾門控制模塊ZN909 用于控制卷簾門并反饋動(dòng)作信息。模塊受消防聯(lián)動(dòng)控制器控制總線控制，可現(xiàn)場編程，模塊上有上升、下降控制輸出端及噴水控制輸出端。電源24VDC。3、聯(lián)動(dòng)控制裝置及功能(1) 濕式自動(dòng)噴淋控制器ZN910 用在水流指示器和閘刀開關(guān)信號(hào)的作用，能自動(dòng)起動(dòng)噴淋泵自動(dòng)供水滅火。該控制系統(tǒng)外部配線分為分散控制方式：水流指示器動(dòng)作信號(hào)經(jīng)探測器二總線上ZN907輸入模塊再通過專用二總線加24V電源四總線接到濕式自動(dòng)噴淋控制器，啟動(dòng)噴淋泵，

37、并把部位信號(hào)傳輸?shù)郊袌?bào)警控制器處理。(2) 防排煙控制柜ZN911 用在通風(fēng)空調(diào)、防排煙設(shè)備及電動(dòng)防火閥控制系統(tǒng)。防排煙閥的控制采用總線輸出技術(shù)，每個(gè)控制點(diǎn)可用一個(gè)外控模塊控制，并通過外控模塊返回運(yùn)用信息，模塊編碼可以現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)，最多可控100個(gè)點(diǎn)。(3) 火災(zāi)應(yīng)急廣播控制柜ZN912GB 用在火災(zāi)事故廣播與警報(bào)系統(tǒng)，對揚(yáng)聲器的控制采用總線控制方式?？偩€容量為99個(gè)，有自動(dòng)、手動(dòng)兩面三刀種工作方式，控制方式有單獨(dú)控制及交叉控制方式。(4) 人工報(bào)警控制器ZN913 用在專用二總線連接所有手動(dòng)報(bào)警和消火栓擊碎玻璃按鈕輸入模塊報(bào)警方式。其方式可分為分散式和集中式：分散式即輸入模塊直接接在探測總線上

38、；集中式即輸入模塊接在人工報(bào)警控制器探測總線上。4、系統(tǒng)應(yīng)用形式ZN900系列二總線火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)可以構(gòu)成小區(qū)域、大區(qū)域和區(qū)域+集中火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)形式。相應(yīng)的系統(tǒng)構(gòu)成方式如圖1-4所示。 代表國內(nèi)先進(jìn)產(chǎn)品的還有LA040系列火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。LA040型火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是北京立安山雀智能系統(tǒng)有限責(zé)任公司的典型技術(shù)產(chǎn)品。系統(tǒng)的核心是JBQ100GZ2LLA040型火災(zāi)報(bào)警控制器，可以聯(lián)接該公司生產(chǎn)的不同類型的火災(zāi)探測器、聯(lián)動(dòng)模塊和各種接口。該系統(tǒng)可配置512-12800個(gè)火災(zāi)探測編碼點(diǎn)及控制編碼點(diǎn)，其配置劃分為1-8塊驅(qū)動(dòng)板，每塊驅(qū)動(dòng)板聯(lián)接2回路，每回路控制的地址為2048個(gè)。系統(tǒng)統(tǒng)一共可配

39、接子站與樓層顯示器共84臺(tái)。工作站模擬顯示屏火災(zāi)報(bào)警控制器（主機(jī)）打印機(jī)屏幕、鍵盤數(shù)據(jù)和控制總線數(shù)字量輸入數(shù)字量輸出模擬量輸入（類比輸入）模擬量輸出（類比輸出）脈沖數(shù)字輸入485總線控制總線 圖1-4 集成網(wǎng)絡(luò)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)1.3主要研究內(nèi)容 智能建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)涉及的主要技術(shù)包括14,15：火災(zāi)信息的有效檢測與火災(zāi)模式識(shí)別技術(shù)；火災(zāi)探測信息數(shù)據(jù)處理與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警技術(shù)；消防設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制與消防設(shè)備電氣配線技術(shù)；自動(dòng)消防系統(tǒng)計(jì)算機(jī)管理與監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)；火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)、施工管理和使用維護(hù)技術(shù)。本文研究主題是智能建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的研究和應(yīng)用，研究的主要內(nèi)容包括以下三個(gè)方面：1、研究了

40、智能建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的構(gòu)成原理本文詳細(xì)研究了智能建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的概念、基本結(jié)構(gòu)、基本性能、基本要求，以及火災(zāi)探測器原理、報(bào)警系統(tǒng)的線制和傳統(tǒng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、現(xiàn)代火災(zāi)報(bào)警的主要優(yōu)缺點(diǎn)等內(nèi)容。通過對信息處理的基本概念的分析和目前困擾著火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警的“瓶頸”問題，即如何減少火災(zāi)探測過程中的誤報(bào)率，并提出了自己的一些見解。2、火災(zāi)信息識(shí)別方面 在目前已有的火災(zāi)信息識(shí)別技術(shù)：通信數(shù)據(jù)信息識(shí)別和數(shù)字圖像處理技術(shù)識(shí)別方法研究的基礎(chǔ)上，本文對圖像型火災(zāi)信息識(shí)別方法進(jìn)行了重點(diǎn)研究。研究了火災(zāi)圖像噪聲消除、背景差分法等算法在圖像處理中的應(yīng)用，通過仿真，驗(yàn)證了算法的可行性。針對火焰的面積、邊緣變化以及形體變

41、化等信息特征，研究了相應(yīng)的檢測方法，進(jìn)行了火焰識(shí)別實(shí)驗(yàn)，收到了較好的效果。3、火災(zāi)報(bào)警探測方面由于火災(zāi)的發(fā)生具有雙重性，既有它的隨機(jī)性的一面，又有它的確定性一面。同時(shí)，火災(zāi)信號(hào)檢測要求信號(hào)處理算法能夠適應(yīng)各種環(huán)境條件變化，自動(dòng)調(diào)整參數(shù)以達(dá)到能快速、準(zhǔn)確地探測火災(zāi)，。因此，火災(zāi)報(bào)警探測是一個(gè)非常困難的問題?；谏鲜鰡栴}，同時(shí)考慮到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊系統(tǒng)有能以一種不精確方式處理火災(zāi)信號(hào)中不十分規(guī)則的信息的優(yōu)點(diǎn)16，本文將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法引入到火災(zāi)圖像探測中，在給出了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的具體結(jié)構(gòu)和輸入輸出單元的設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的火災(zāi)報(bào)警探測技術(shù)即視頻探測和氣體識(shí)別驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，并在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警

42、現(xiàn)場就火災(zāi)發(fā)生概率問題進(jìn)行了分析討論。實(shí)驗(yàn)證明該方法能有效地探測出火災(zāi)并報(bào)警。1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)本文共分五章，分別為緒論、智能建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)構(gòu)成原理、火災(zāi)信號(hào)識(shí)別的基本方法、基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法在火災(zāi)探測中的應(yīng)用、結(jié)論與展望。第一章為緒論，主要概述了本文的研究背景和研究意義，然后研究了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與水平，最后給出了本課題的研究內(nèi)容和文章的組織結(jié)構(gòu)。第二章為背景知識(shí)，主要介紹了智能建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警的構(gòu)成原理、主要性能、設(shè)計(jì)要求及傳統(tǒng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)和現(xiàn)代火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的主要優(yōu)缺點(diǎn)等。第三章主要介紹了火災(zāi)信息識(shí)別的幾種基本方法，包括通信數(shù)據(jù)信息識(shí)別方法和數(shù)字圖像處理技術(shù)識(shí)別

43、方法等。針對上述二種方法主要優(yōu)缺點(diǎn)一一進(jìn)行了分析研究和檢測，這二種信息識(shí)別方法雖然廣泛利用于目前的火災(zāi)信息的識(shí)別，但其在時(shí)間的消耗和成本的選優(yōu)上，其優(yōu)、劣勢顯而易見。本文著重從火災(zāi)圖像的火焰面積和尖角特征出發(fā)，重點(diǎn)研究了數(shù)字圖像處理技術(shù)識(shí)別方法第四章主要研究BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用。首先介紹了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本原理，然后對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)做了研究，再次對BP算法的學(xué)習(xí)算法步驟做了詳細(xì)的闡述，最后采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，對火災(zāi)探測進(jìn)行了視頻檢測、氣體辨識(shí)BP網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練與驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場實(shí)例分析，取得了較好的實(shí)驗(yàn)效果。第五章首先對自己的研究工作進(jìn)行了全面的總結(jié)，然后用科學(xué)發(fā)展觀的眼光，

44、探討了智能建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)這一領(lǐng)域的發(fā)展方向。第二章 智能建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)構(gòu)成原理2.1 智能建筑的組成及功能智能建筑是采用系統(tǒng)集成方法將計(jì)算機(jī)、通訊、信息技術(shù)與建筑藝術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。智能建筑的結(jié)構(gòu)可用圖2-1表示。它由智能建筑環(huán)境內(nèi)系統(tǒng)集成中心(SIC, System Integrated Center)，利用綜合布線系統(tǒng)(PDS, Premises Distribution System)，形成標(biāo)準(zhǔn)化強(qiáng)電與弱電接口，連接3A系統(tǒng)即建筑自動(dòng)化系統(tǒng)(BAS, Building Automation System)、通訊自動(dòng)化系統(tǒng)(CAS，Communication System)、辦

45、公自動(dòng)化系統(tǒng)(OAS, Office Automation System)，實(shí)現(xiàn)3A功能即建筑自動(dòng)化、通訊自動(dòng)化和辦公自動(dòng)化功能。 圖2-1 智能建筑結(jié)構(gòu)示意圖1、綜合布線系統(tǒng)綜合布線系統(tǒng)(PDS)是智能建筑連接3A系統(tǒng)各種控制及信號(hào)必備的集成化通常使用傳輸系統(tǒng)，它利用無屏蔽雙絞線(UTP)或光纖實(shí)現(xiàn)建筑物內(nèi)的語言、數(shù)據(jù)、監(jiān)控圖像和樓宇控制信號(hào)的實(shí)現(xiàn)傳輸。PDS由工作區(qū)（終端）子系統(tǒng)、水平布線子系統(tǒng)、垂直干線子系統(tǒng)組成，是命令運(yùn)行的可信賴的保證。PDS克服了傳統(tǒng)布線中各系統(tǒng)互不關(guān)聯(lián)、施工管理復(fù)雜、缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)及適應(yīng)環(huán)境變化靈活性差等缺點(diǎn)。它采用積木式結(jié)構(gòu)、模塊化設(shè)計(jì)、實(shí)施統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，滿足智能建筑

46、高效、可靠、靈活性強(qiáng)的要求17。2、建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)對智能建筑中的暖通、空調(diào)、電力、照明、供排水、消防、電梯、停車場、廢物處理等大量機(jī)電設(shè)備進(jìn)行有條不紊的綜合協(xié)調(diào)，科學(xué)運(yùn)行管理及維護(hù)保養(yǎng)工作19。它為所有機(jī)電設(shè)備提供了安全、可靠、節(jié)能、長壽。3、通訊自動(dòng)化 該系統(tǒng)可分為衛(wèi)星通訊、圖文通訊、語言通訊及數(shù)據(jù)通訊等四個(gè)子系統(tǒng)20：(1) 衛(wèi)星通訊突破了傳統(tǒng)的地域觀念，起到了零時(shí)時(shí)差信息的重要作用；(2) 圖文通訊在當(dāng)今智能化建筑中，可實(shí)現(xiàn)傳真、可視數(shù)據(jù)檢索、電子郵件、電視會(huì)議等多種通訊業(yè)務(wù)。(3) 語言通訊系統(tǒng)可提供預(yù)約呼叫、等候呼叫、自動(dòng)重?fù)?、快速撥?hào)、轉(zhuǎn)向呼叫、直接撥入、用戶

47、賬單報(bào)告、語言郵政(E-mail)等上100種不同特色的通訊服務(wù)；(4) 數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)可供用戶建立區(qū)域網(wǎng)，以聯(lián)接其辦公區(qū)內(nèi)電腦系統(tǒng)及其外部設(shè)備，從而完成電子數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)(EDI)。系統(tǒng)還可使不同型號(hào)的電腦相互之間進(jìn)行通訊。4、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)OAS用于實(shí)現(xiàn)智能建筑中涉及部門多、綜合性強(qiáng)、時(shí)效性高的行政、財(cái)務(wù)、商務(wù)、檔案、報(bào)表、文件等信息管理業(yè)務(wù)。因此，辦公自動(dòng)化系統(tǒng)被譽(yù)為智能建筑忠實(shí)可靠的人事、財(cái)務(wù)、行政、保衛(wèi)、后勤的總管。OA系統(tǒng)是在CA系統(tǒng)基礎(chǔ)上建立起來的信息系統(tǒng)，主要由日常事務(wù)型和決策型兩個(gè)子系統(tǒng)組成。前一個(gè)子系統(tǒng)是通用的，主要是提高人們的工作效率。后一個(gè)子系統(tǒng)與人們從事的工作領(lǐng)域有關(guān)。如

48、：金融領(lǐng)域的專用信息系統(tǒng)、工業(yè)企業(yè)領(lǐng)域的專用信息系統(tǒng)、國家宏觀經(jīng)濟(jì)調(diào)控領(lǐng)域的專用信息系統(tǒng)等21，22。2.2 智能建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)2.2.1 基本結(jié)構(gòu) “火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)”實(shí)際上是“火災(zāi)探測報(bào)警和消防設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)”的簡稱23。其結(jié)構(gòu)示意圖如2-2所示。從圖中可以看出：在火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中，火災(zāi)探測器長年累月地監(jiān)控被警戒的現(xiàn)場和對象。當(dāng)監(jiān)測場所或?qū)ο蟀l(fā)生火災(zāi)時(shí)，火災(zāi)探測器將檢測到火災(zāi)產(chǎn)生的煙霧、高溫、火焰及火災(zāi)特有的氣體等信號(hào)并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過與正常狀態(tài)或參數(shù)模型分析比較，給出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)。產(chǎn)生報(bào)警并通過火災(zāi)報(bào)警控制器上的聲光報(bào)警顯示出來。同時(shí)，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)通過火災(zāi)報(bào)警控制器啟動(dòng)警報(bào)裝

49、置，告誡現(xiàn)場人員投入滅火操作或從火災(zāi)現(xiàn)場迅速逃離疏散；并且啟動(dòng)斷電控制器裝置、防排煙設(shè)備、防火門、防火卷簾、消防電梯、火災(zāi)應(yīng)急照明、消防電話等減災(zāi)裝置，防止火災(zāi)擴(kuò)散蔓延；一旦火災(zāi)被及時(shí)撲滅，系統(tǒng)又恢復(fù)到原來的監(jiān)控狀態(tài)。圖 2-2 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)示意圖2.2.2 基本性能 圖2-3為火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能關(guān)系圖。從圖中可以得知：高層建筑及智能建筑中的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是以火災(zāi)現(xiàn)象為監(jiān)測對象，根據(jù)防火、滅火要求和特點(diǎn)而設(shè)計(jì)、構(gòu)成和工作的。是一種及時(shí)發(fā)現(xiàn)和通報(bào)火情，并采取有效措施控制和撲滅火災(zāi)而設(shè)置在高層建筑或智能化建筑物中的自動(dòng)消防設(shè)施，是將高層建筑或智能化建筑中的火災(zāi)消滅在萌芽狀態(tài)，減少火災(zāi)

50、危害及其損失的有力工具。隨著社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)繁榮，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)作為有效的消防技術(shù)手段之一，也越來越顯示出它的重要性?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)以先進(jìn)的火災(zāi)控測技術(shù)和獨(dú)特的報(bào)警裝置的高分辨率，不但能報(bào)出大樓內(nèi)火警所在的位置和區(qū)域，而且還能進(jìn)一步分辨出是所連接的哪一個(gè)裝置在報(bào)警以及裝置的類型、本大樓消防系統(tǒng)的具體處理方式等；系統(tǒng)可以使大樓的燈光、照明、配電、音響與廣播、電梯等裝置，通過中央監(jiān)控裝置或系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)通信、辦公和保安系統(tǒng)的自動(dòng)化。所以，從消防安全需要出發(fā)，高層建筑或智能化建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)該采用相關(guān)規(guī)范要求的系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式24。一般來說，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)具備以下幾個(gè)方面的性能要求

51、：（1）具有模擬量或智能化火災(zāi)探測方法和總線制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；（2）現(xiàn)場火災(zāi)探測器或傳感器能采集動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)并有效傳輸；（3）報(bào)警控制器具有火災(zāi)識(shí)別模型，火災(zāi)報(bào)警可靠及時(shí)，誤報(bào)率低；（4）系統(tǒng)具有報(bào)警閾值自動(dòng)修正、靈敏度高等判優(yōu)等功能；（5）系統(tǒng)工作穩(wěn)定，兼容光煥發(fā)性強(qiáng)，消防設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制功能豐富，邏輯編程便利；（6）系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)共享、電源與設(shè)備監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和消防設(shè)備管理功能；（7）系統(tǒng)具有良好的人機(jī)界面和應(yīng)用軟件，具有綜合管理和服務(wù)能力。圖2-3 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能關(guān)系圖2.3.3 基本要求 “報(bào)警早，損失少”，早期發(fā)現(xiàn)火災(zāi)和及時(shí)撲救火災(zāi)是設(shè)計(jì)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的出發(fā)點(diǎn)和終極點(diǎn)。其目的是能將損失控制在最小范圍內(nèi)，滿足高層建筑或智能化建筑消防安全方面的性能要求。正是基于這種思想和高層智能化建筑以自救為主的消防指導(dǎo)原則，我國的消防技術(shù)規(guī)范高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GB500451995)（2002年版）、建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GBJ16-1987)（2002年版）、建筑內(nèi)裝修設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GB5022-1995)和火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB501161998)等都對火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)及其技術(shù)產(chǎn)品提出了以下的一些要求：(1) 確保建筑物內(nèi)火災(zāi)探測和報(bào)警功能有效，保證不出現(xiàn)漏報(bào)真實(shí)火災(zāi)；(2) 克服環(huán)境因素對系統(tǒng)的影響，減少系統(tǒng)的誤報(bào)率；(3) 確保系統(tǒng)工作可靠穩(wěn)定，信號(hào)傳輸準(zhǔn)確及時(shí)；(