计算机信息工程学院 届毕业设计文献综述
毕业设计题目 文献综述题目
专业
姓名 班级 学号
指导教师
职称
文献综述
摘要：
本文分析了现有家居安防报警系统中存在的不足，设计了一种操作方便、运行可靠的智能型无线家居安防报警系统。它集防盗贼入侵、防火灾等功能于一体。报警系统前端采用复合式无线传感器实现对住宅的各种模拟信号(人体发出的红外信号、入侵信号、烟雾浓度等)进行自动监测，克服了以往有线式报警系统布线困难，不易扩展而且布线后影响房间美观的缺陷。传感器在监测到灾情时输出报警信号，通过无线方式发送给报警主机，主机根据险情类别，通过模块发送报警短信息到用户手机以及相关安防人员。用户只需要有一部手机即可接收报警信息，还可以发送短信息控制命令重启无线传感器，真正做到了无距离限制。
目前，智能型火灾报警系统控制装置的优点大多由微处理器组成。智能型火灾报警控制控制装置发展具有以下特点：
（1）系统规模大。随着火灾自动报警控制装置技术的发展，火灾自动报警控制装置的容量不断大。系统可编地址，火灾报警系统显示发生地点，并发出声光报警，目前有的火灾报警控制装置的最大地址数（回路数）达到上万个。
（2）探测对象多样话。火灾自动报警控制装置除了有火灾报警功能外，还有防盗报警，燃气泄漏报警功能等。
（3）功能模块化，软件化。火灾自动报警控制装置采用可编址功能模块，对制造，设计，维修有很大方便。大部分功能通过软件设定，便于系统减低误报率。
（4）系统集散化。它本身是集散系统，功能集中，系统分散，一旦某一部分发生故障，不会对其他部分造成影响。联网功能增强，应用网络技术，不但火灾自动报警控制装置可以相互连接，而且可以和建筑物自动控制系统联网，增强了综合防灾能力，多个建筑物的控制系统也可以连接起来，相互传递信，便于发挥智能建筑的优越性。
（5）功能智能化。在火灾自动报警系统控制装置中采用模拟火灾探测器，具有高灵敏度和蓄积时间设定能力。有的火灾探测器内置微处理器，具有信号处理能力，形成分布式智能系统。应用分布式智能技术，可以减少误报的可能性。在火灾自动报警控制系统中采用人工智能，火灾数据库，模糊逻辑理论，人工神经网络等技术。
[1]
关键字：无线家居 无线传感器 zigbee技术
1．智能家居火灾报警检测技术产生背景
烟雾探测器的工作原理就是通过监测烟雾的浓度来实现火灾防范的，烟雾探测器内部采用离子式烟雾传感，离子式烟雾传感器是一种技术先进，工作稳定可靠的传感器，被广泛运用到各种消防报警系统中，性能远优于气敏电阻类的火灾报警器。它在内外电离室里面有放射源镅241，电离产生的正、负离子，在电场的作用下各自向正负电极移动。在正常的情况下，内外电离室的电流、电压都是稳定的。一旦有烟雾窜逃外电离室。干扰了带电粒子的正常运动，电流、电压就会有所改变，破坏了内外电离室之间的平衡，于是无线发射器发出无线报警信号，通知远方的接收主机，将报警信息传递出去。
光电型烟雾探测器也是点型探测器，光电型烟雾探测器工作原理是利用起火时产生的烟雾能够改变光的传播特性这一基本性质而研制的。根据烟粒子对光线的吸收和散射作用。光电感烟探测器又分为遮光型和散光型两种。根据接入方式和电池供电方式等的不同，
又可分为联网型烟感，独立型烟感，无线型烟感。
2．智能家居火灾报警检测技控技术概述
我们对室内的温度，烟雾进行检测，我们用到烟雾探测器和温度探测器。
1，烟雾探测器
吸气式烟雾探测火灾报警系统由空气采样管网、火灾报警装置及显示控制单元组成, 通过分布在探测区域的采样管网上的采样孔, 将空气样品抽吸到探测报警器内进行分析, 并显示出所保护区域的烟雾浓度和报警、故障状态。吸气式烟雾探测系统一改传统点式探测系统等待烟雾飘散到探测器被动进行探测的方式, 而是采用主动对空气进行采样探测, 当保护区内的空气样品被吸气式烟雾探测系统内部的吸气泵吸入采样管道, 送到探测器进行分析, 如果发现烟雾颗粒, 即发出报警。吸气式烟雾探测系统的工作流程如图2所示
:
图2 吸气式烟雾探测过程[2]
2温度探测器
感温探测器中常用的有机械温度传感器与电子传感器两种。机械温度传感器主要是利用金属受热后形变或熔化产生的开关信号, 电子温度传感器常用的有热敏电阻与集成电路温度传感器。集成电路温度传感器一般静态电流较大、价格高, 因此选用热敏电阻作为感温探测器的传感器。半导热敏电阻具有灵敏度高、重复性好、工艺性强的特点, 便于工业化生产, 成本较低。有PTC、NTC、CTR( 负温临界) 三种, 其中NTC( 负温度系数) 热敏电阻研究最早、生产最成熟、热惰性小、寿命长, 应用最广泛。 NTC热敏电阻在封装形式上有多种, 如陶瓷封装及玻璃封装, 其缺点为金属管脚间距小且裸露, 实际使用场所( 厨房、餐厅等) 环境较恶劣, 油烟、水汽污染严重, 易造成管脚短路误报火警。且陶瓷封装NTC热敏电阻有一定的方向性, 当水平热气流与热敏电阻的轴线垂直时探测器响应灵敏, 当水平热气流与热敏电阻的轴线平行时探测器响应迟钝。为克服这些缺点, 选择了环氧树脂封装形式的NTC热 敏电阻, 引出线采用PVC平行线, 只要对管脚的焊接点涂覆绝缘漆即可实现在被水汽、油烟沾染时也能可靠工作,且对各个方向的热气流响应较一致。对NTC热敏电阻的性能影响较大的参数有: R值及精 度、材料常数B及精度、热时间常数τ。为降低功耗, 零功率电阻R25应选择较大的值。为保证器件一致性, 阻值精度及材料常数B尽量选择高的。B值为NTC热敏电阻的热敏指数, 为两个温度下零功率电阻值的自然对数之差与此两个温度倒数之差的比值。
B值较大时, 阻值随温度的变化斜率较陡, 适用于要求在较窄的温度范围内具有高分辨率的应用。反之, B较小时, 曲线陡度也较小, 可提供更宽的工作温度范围。热时间常数τ: 在零功率条件下, 当温度发生突变时,热敏电阻体温度变化了始末两个温度差的63.2%所需的时间。与热敏电阻的热容量C成正比, 与其耗散系数δ成反比。[3]
3. 智能家居空火灾报警测技技术发展前景
火灾探测技术是火灾预防技术的重要内容，它前后经历了约一个多世纪的发展过程。l890年英国就
出现了利用金属材料热反应性能，研制出感温元件的测报火灾的装置。本世纪初奥地利物理学家施卫德勒(Schwidler)研究发现了电离子具有吸附气溶胶粒子的现象，并被用于电子仪器仪表工业。二战期 间，瑞士西伯乐斯(Cerberus)公司研制出世界上第一只离子感烟火灾探测器，距今也有60多年了。二战结束后，随着电子、微电子技术的不断进步，火灾探测报警技术得到迅速发展。我国的火灾电子自动探测报警技术，起步于“文革”期间。近二三十年来，我国火灾报警产业化的发展非常迅速，现在一般性通用型的各类探测报警设备都能生产。
(1)早期、超早期火灾探测报警这项技术发展趋势是针对近年来日益增多的高风险、高灾害损失保护对象而提出的。一些特殊场所，如计算机中心、电力调度指挥中心、核电站、航空港和宇航中心等，一旦发生火灾，不仅会给目标本身造成巨大经济损失，更严重的是可能波及其整个系统停止运行， 由此带来更大的经济损失和社会政治影响。关于超早期火灾探测报警技术的研究与产品开发，早在80年代，美、日、英、德和瑞士、澳大利亚等就开始了。目前已开发成功激光式高灵敏度感烟火灾探测报警系统。该系统采用激光散射化，并根据测定的单位体积空间内粒子原理监视被保护空间的空气成分的变的增多量来判断是否有异常情况或火灾。这些粒子可能是烟粒子也可能是未形成火灾前或火灾早期阶段生成物的粒子。为了争取火灾前和火灾初期的宝贵时间实现报警，以利采取紧急防灾减灾措施，现已成功开发早期探测报警装置，但它目前的局限性一是探测限于烟粒子。二是使用限于洁净空间。另一方面，设计规范、标准和检测工作尚未跟上，工程环境适应性的应用研究工作还
做得不够，制造成本相对较高，因此在一定程度上影响了该技术的推广。
(2)从以搜集时间信息为主作为报警依据转为以物性信息与时间信息相结合作为报警依据，目前不论哪一类火灾报警器(严格地讲是传感器)，不论是开关量的，还是模拟量的，搜集的燃烧生成物的传感信号，包括烟粒子、高温、气体浓度，以及由他们转换成的光电信号，都是来源于混合型的物性信号，再加上这些信号信息随时间变化的时间信号信息，这种“不纯”的信息(光电信号)是真正的火灾信息受了各种干扰信息混杂后的结果，因此目前不论哪一种火灾探测器所接受的信息都不可避免地包含着不可靠性的信息成分，所以总会存在一定的误报率。目前国内一些科研开发机构、火灾实验室的专家们正在致力火灾物量信息的基础研究工作。例如选择不同激光对各类典型物质燃烧生成物进行光谱分析捕获识别真假火灾的细微特征参数，也有的开展燃烧生成物形成过程中的电磁波，亚声波，嗅觉味觉仿生信号等研究对早期火灾的原始物性信息特征进行探索，企望能在这方面获得应用上的突破，然后在此基础上进行多信息多参数的复合判断，从而达到提高火灾探测报警技术的高准确性和高可靠性的目的。[4]
参考文献：
1 叶阳 《火灾报警系统于联动控制系统》河南省洛阳市机械工业第四设研究院
2．陈文平(福建省国防工业设计院 福州 350005) 有关吸气式烟雾探测火灾报警系统设计的探讨
3.孙峻岭 中国电子科技集团公司第41研究所, 安徽蚌埠233006智能感温火灾探测器的温度检测电路
4.何京 《科普天地》 火灾探测报警技术的发展趋势
计算机信息工程学院 届毕业设计文献综述
毕业设计题目 文献综述题目
专业
姓名 班级 学号
指导教师
职称
文献综述
摘要：
本文分析了现有家居安防报警系统中存在的不足，设计了一种操作方便、运行可靠的智能型无线家居安防报警系统。它集防盗贼入侵、防火灾等功能于一体。报警系统前端采用复合式无线传感器实现对住宅的各种模拟信号(人体发出的红外信号、入侵信号、烟雾浓度等)进行自动监测，克服了以往有线式报警系统布线困难，不易扩展而且布线后影响房间美观的缺陷。传感器在监测到灾情时输出报警信号，通过无线方式发送给报警主机，主机根据险情类别，通过模块发送报警短信息到用户手机以及相关安防人员。用户只需要有一部手机即可接收报警信息，还可以发送短信息控制命令重启无线传感器，真正做到了无距离限制。
目前，智能型火灾报警系统控制装置的优点大多由微处理器组成。智能型火灾报警控制控制装置发展具有以下特点：
（1）系统规模大。随着火灾自动报警控制装置技术的发展，火灾自动报警控制装置的容量不断大。系统可编地址，火灾报警系统显示发生地点，并发出声光报警，目前有的火灾报警控制装置的最大地址数（回路数）达到上万个。
（2）探测对象多样话。火灾自动报警控制装置除了有火灾报警功能外，还有防盗报警，燃气泄漏报警功能等。
（3）功能模块化，软件化。火灾自动报警控制装置采用可编址功能模块，对制造，设计，维修有很大方便。大部分功能通过软件设定，便于系统减低误报率。
（4）系统集散化。它本身是集散系统，功能集中，系统分散，一旦某一部分发生故障，不会对其他部分造成影响。联网功能增强，应用网络技术，不但火灾自动报警控制装置可以相互连接，而且可以和建筑物自动控制系统联网，增强了综合防灾能力，多个建筑物的控制系统也可以连接起来，相互传递信，便于发挥智能建筑的优越性。
（5）功能智能化。在火灾自动报警系统控制装置中采用模拟火灾探测器，具有高灵敏度和蓄积时间设定能力。有的火灾探测器内置微处理器，具有信号处理能力，形成分布式智能系统。应用分布式智能技术，可以减少误报的可能性。在火灾自动报警控制系统中采用人工智能，火灾数据库，模糊逻辑理论，人工神经网络等技术。
[1]
关键字：无线家居 无线传感器 zigbee技术
1．智能家居火灾报警检测技术产生背景
烟雾探测器的工作原理就是通过监测烟雾的浓度来实现火灾防范的，烟雾探测器内部采用离子式烟雾传感，离子式烟雾传感器是一种技术先进，工作稳定可靠的传感器，被广泛运用到各种消防报警系统中，性能远优于气敏电阻类的火灾报警器。它在内外电离室里面有放射源镅241，电离产生的正、负离子，在电场的作用下各自向正负电极移动。在正常的情况下，内外电离室的电流、电压都是稳定的。一旦有烟雾窜逃外电离室。干扰了带电粒子的正常运动，电流、电压就会有所改变，破坏了内外电离室之间的平衡，于是无线发射器发出无线报警信号，通知远方的接收主机，将报警信息传递出去。
光电型烟雾探测器也是点型探测器，光电型烟雾探测器工作原理是利用起火时产生的烟雾能够改变光的传播特性这一基本性质而研制的。根据烟粒子对光线的吸收和散射作用。光电感烟探测器又分为遮光型和散光型两种。根据接入方式和电池供电方式等的不同，
又可分为联网型烟感，独立型烟感，无线型烟感。
2．智能家居火灾报警检测技控技术概述
我们对室内的温度，烟雾进行检测，我们用到烟雾探测器和温度探测器。
1，烟雾探测器
吸气式烟雾探测火灾报警系统由空气采样管网、火灾报警装置及显示控制单元组成, 通过分布在探测区域的采样管网上的采样孔, 将空气样品抽吸到探测报警器内进行分析, 并显示出所保护区域的烟雾浓度和报警、故障状态。吸气式烟雾探测系统一改传统点式探测系统等待烟雾飘散到探测器被动进行探测的方式, 而是采用主动对空气进行采样探测, 当保护区内的空气样品被吸气式烟雾探测系统内部的吸气泵吸入采样管道, 送到探测器进行分析, 如果发现烟雾颗粒, 即发出报警。吸气式烟雾探测系统的工作流程如图2所示
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图2 吸气式烟雾探测过程[2]
2温度探测器
感温探测器中常用的有机械温度传感器与电子传感器两种。机械温度传感器主要是利用金属受热后形变或熔化产生的开关信号, 电子温度传感器常用的有热敏电阻与集成电路温度传感器。集成电路温度传感器一般静态电流较大、价格高, 因此选用热敏电阻作为感温探测器的传感器。半导热敏电阻具有灵敏度高、重复性好、工艺性强的特点, 便于工业化生产, 成本较低。有PTC、NTC、CTR( 负温临界) 三种, 其中NTC( 负温度系数) 热敏电阻研究最早、生产最成熟、热惰性小、寿命长, 应用最广泛。 NTC热敏电阻在封装形式上有多种, 如陶瓷封装及玻璃封装, 其缺点为金属管脚间距小且裸露, 实际使用场所( 厨房、餐厅等) 环境较恶劣, 油烟、水汽污染严重, 易造成管脚短路误报火警。且陶瓷封装NTC热敏电阻有一定的方向性, 当水平热气流与热敏电阻的轴线垂直时探测器响应灵敏, 当水平热气流与热敏电阻的轴线平行时探测器响应迟钝。为克服这些缺点, 选择了环氧树脂封装形式的NTC热 敏电阻, 引出线采用PVC平行线, 只要对管脚的焊接点涂覆绝缘漆即可实现在被水汽、油烟沾染时也能可靠工作,且对各个方向的热气流响应较一致。对NTC热敏电阻的性能影响较大的参数有: R值及精 度、材料常数B及精度、热时间常数τ。为降低功耗, 零功率电阻R25应选择较大的值。为保证器件一致性, 阻值精度及材料常数B尽量选择高的。B值为NTC热敏电阻的热敏指数, 为两个温度下零功率电阻值的自然对数之差与此两个温度倒数之差的比值。
B值较大时, 阻值随温度的变化斜率较陡, 适用于要求在较窄的温度范围内具有高分辨率的应用。反之, B较小时, 曲线陡度也较小, 可提供更宽的工作温度范围。热时间常数τ: 在零功率条件下, 当温度发生突变时,热敏电阻体温度变化了始末两个温度差的63.2%所需的时间。与热敏电阻的热容量C成正比, 与其耗散系数δ成反比。[3]
3. 智能家居空火灾报警测技技术发展前景
火灾探测技术是火灾预防技术的重要内容，它前后经历了约一个多世纪的发展过程。l890年英国就
出现了利用金属材料热反应性能，研制出感温元件的测报火灾的装置。本世纪初奥地利物理学家施卫德勒(Schwidler)研究发现了电离子具有吸附气溶胶粒子的现象，并被用于电子仪器仪表工业。二战期 间，瑞士西伯乐斯(Cerberus)公司研制出世界上第一只离子感烟火灾探测器，距今也有60多年了。二战结束后，随着电子、微电子技术的不断进步，火灾探测报警技术得到迅速发展。我国的火灾电子自动探测报警技术，起步于“文革”期间。近二三十年来，我国火灾报警产业化的发展非常迅速，现在一般性通用型的各类探测报警设备都能生产。
(1)早期、超早期火灾探测报警这项技术发展趋势是针对近年来日益增多的高风险、高灾害损失保护对象而提出的。一些特殊场所，如计算机中心、电力调度指挥中心、核电站、航空港和宇航中心等，一旦发生火灾，不仅会给目标本身造成巨大经济损失，更严重的是可能波及其整个系统停止运行， 由此带来更大的经济损失和社会政治影响。关于超早期火灾探测报警技术的研究与产品开发，早在80年代，美、日、英、德和瑞士、澳大利亚等就开始了。目前已开发成功激光式高灵敏度感烟火灾探测报警系统。该系统采用激光散射化，并根据测定的单位体积空间内粒子原理监视被保护空间的空气成分的变的增多量来判断是否有异常情况或火灾。这些粒子可能是烟粒子也可能是未形成火灾前或火灾早期阶段生成物的粒子。为了争取火灾前和火灾初期的宝贵时间实现报警，以利采取紧急防灾减灾措施，现已成功开发早期探测报警装置，但它目前的局限性一是探测限于烟粒子。二是使用限于洁净空间。另一方面，设计规范、标准和检测工作尚未跟上，工程环境适应性的应用研究工作还
做得不够，制造成本相对较高，因此在一定程度上影响了该技术的推广。
(2)从以搜集时间信息为主作为报警依据转为以物性信息与时间信息相结合作为报警依据，目前不论哪一类火灾报警器(严格地讲是传感器)，不论是开关量的，还是模拟量的，搜集的燃烧生成物的传感信号，包括烟粒子、高温、气体浓度，以及由他们转换成的光电信号，都是来源于混合型的物性信号，再加上这些信号信息随时间变化的时间信号信息，这种“不纯”的信息(光电信号)是真正的火灾信息受了各种干扰信息混杂后的结果，因此目前不论哪一种火灾探测器所接受的信息都不可避免地包含着不可靠性的信息成分，所以总会存在一定的误报率。目前国内一些科研开发机构、火灾实验室的专家们正在致力火灾物量信息的基础研究工作。例如选择不同激光对各类典型物质燃烧生成物进行光谱分析捕获识别真假火灾的细微特征参数，也有的开展燃烧生成物形成过程中的电磁波，亚声波，嗅觉味觉仿生信号等研究对早期火灾的原始物性信息特征进行探索，企望能在这方面获得应用上的突破，然后在此基础上进行多信息多参数的复合判断，从而达到提高火灾探测报警技术的高准确性和高可靠性的目的。[4]
参考文献：
1 叶阳 《火灾报警系统于联动控制系统》河南省洛阳市机械工业第四设研究院
2．陈文平(福建省国防工业设计院 福州 350005) 有关吸气式烟雾探测火灾报警系统设计的探讨
3.孙峻岭 中国电子科技集团公司第41研究所, 安徽蚌埠233006智能感温火灾探测器的温度检测电路
4.何京 《科普天地》 火灾探测报警技术的发展趋势