溫室大棚智能火災預警系統設計

郭玉霖 陳奇 張靜雅 岳成浩 李娜

摘要：溫室大棚作為農民種植的重要方式，安全對于大溫室大棚顯得格外重要，對溫室大棚進行智能化管理控制對于種植行業來說是一種不可缺少的安全保障。本文對大棚火災預警的軟件和硬件部分進行介紹，可以實現對溫室大棚里的環境參數進行實時監控。

關鍵詞：溫室大棚;火災;預警

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）08-0170-02

0 引言

隨著社會不斷進步和發展，傳統農業開始向著新型農業轉變，大棚種植代替傳統種植成為了很重要的一部分，溫室大棚在農村使用率逐漸升高，成為農民經濟收入的重要來源方式之一。但是目前我國農村防控火災能力不高，再加上消防安全基礎非常差，距離城市相對較遠，廣大的農民的消防安全意識不高，溫室大棚往往都是靠在一起“接連成片”，另外冬季還是火災的高季節，溫室大棚的建設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，還有的農民在最外面一層覆蓋上棉被用以保溫。這些材料大多數是易燃的材料，一旦遇明火將會被迅速點燃。農村的大棚一般長度在80～90m，戶數較多，大棚相對集中，連成一片，夜間發生火災就有可能產生人員傷亡。另外，因為冬季持續時間比較長，看守大棚的工作人員，假如大棚一側的房屋內使用明火，如果遇到刮風，火星就會從煙囪飄落，隨風掉在大棚上，引發火災。同時，火勢隨著風更易蔓延，給農民帶來巨大的損失。

1 火災報警系統的原理

火災自動報警系統[1]是由火災報警和其他輔助設備組成的系統這個火災探測器由一個觸發器和一個邊緣報告設備。系統能迅速發現火災并及時采取有效措施，有效撲滅火災，減少人員傷亡盡可能減少財產。如圖所示，通過檢測諸如氣體、煙霧、溫度、光等物理和化學現象，通過檢測信號和將單片機數據與既定數據進行比較，從而判斷火災情況。系統原理圖及組成框圖如圖1所示。

2 硬件設計

為了滿足易燃煙霧的安全要求，設計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、現場遠程測量等功能[2]，通過電腦實時控制必須，其目的是提高傳統吸煙臂的精度，降低成本，減少體積，結構框圖如圖2所示。

系統的核心部件是單片機，結合周邊電路，完成信號記錄、濃度標示、時間顯示、狀態顯示、音響光警告、按鈕輸入、誤差自動控制等多種功能。系統使用功能強的單片機，系統運行穩定，測量精度高，通用耗電低，電源安全性高，為了保證申報的準確性和可靠性，且最佳尺寸要小而便宜，有助于減少單片機報警量和降低報警的成本。

單片機通過傳感器將現場溫度和空氣中的煙氣等非電信號轉換為通信信號[3-4]，然后在空調電路中擴大該電信號等方式滿足售后服務的要求。最后，將A/D電路中傳感器輸出的模擬信號轉換為數字信號，由單片機判斷，現場是否發生火災，并及時報警。

3 軟件設計

程序設計采用了模塊化設計[5]，每個模塊的所有功能都被調用到相應的子程序，主要有火災數據采集、火災判斷、投訴等部分程序，系統流程圖如圖3所示。

為了大大降低系統的誤判率，系統設計多次檢測，采用多次評估的操作方法，數據采集成功后，通過多次檢測數據對現場火災情況進行評估后，根據多次判斷結果進行最終火災評估，主程序采用無限循環體[6]。首先，操作程序對系統各個組成部分的單片機片端口的輸入端和輸出電路設置，外廓驅動器和單片機數據存儲設置等電路被程序初始化，然后在單片機內核區塊中主操作程序被初始化，并在單片機火災檢測報警控制系統中對程序進行數據采集、數據通信和查詢判斷。

4 結語

火災給溫室大棚帶來潛在的威脅， 給農民造成巨大經濟損失。論文對系統的軟件和硬件結構都進行了介紹，該設計結構簡單、對大棚火災檢測方便，市場應用廣泛，具有較好的使用價值。

參考文獻

[1] 崔騫.智能建筑火災自動報警與消防聯動系統探討[J].消防科學與技術，2015（2）：25-27.

[2] 李嘉琪，孫曄，何文軒，等.基于單片機的火災自動報警系統設計[J].科技創新與應用，2016（7）：38-40.

[3] 李中望.一種智能火災報警系統的設計方案[J].安防科技，2013（3）：35-38.

[4] 王忠民.基于單片機的語音數字聯網火災報警器設計[J].現代電子技術，2014（5）：51-54.

[5] 程望斌，劉凌等.基于單片機的火災煙霧報警系統設計[J].湖南理工學院學報，2014（3）：41-44.

[6] 昝杰.溫度和煙霧監測及遠程報警系統的設計與實現[D].成都：電子科技大學，2015.