多传感器融合技术火灾报警器设计解决方案.pptx

基于传感器融合技术的智能 火灾报警系统的设计 研究背景 当代社会，火灾的频频发生，给人民生命和财产造成了巨大的损失。 传统的火灾探测只是运用单一的传感器来探测火灾参数并对参数信息进行简单的处理后发出报警信号，这己无法满足现代社会对火灾报警技术的要求。所以，研究新型的火灾探测技术就显得尤为重要。 多传感器信息融合技术应用于火灾自动报警系统, 可以大大地提高整个系统的智能性, 有效地提高火灾监测的灵敏度, 从而实现火灾的早期预警。 多传感器融合技术 多传感器数据融合就是综合利用多传感器信息, 采用计算机技术对按时间序列获得的多传感器观测数据, 在一定准则下进行分析、综合、支配和使用, 通过它们之间的协调和性能互补的优势, 克服单个传感器的不确定性和局限性, 提高整个传感器系统的有效性能, 获得对被测对象的一致性解释与描述, 进而实现相应的决策与估计, 使系统获得比它的各组成部分更充分的信息。 多传感器融合技术 多传感器数据融合分三种层次结构, 即数据层、特征层、决策层融合。 一般选择的多个传感器是异质的, 数据只能在特征层或者决策层融合。 由于被测对象多为具有不同特征的非电量, 首先将它们通过传感器转换成为电信号, 经过A/D 转换将现场参数变为可由微处理器处理的数字量。 数字化后的电信号经过预处理, 以滤除数据采集过程中现场环境下的干扰和噪声, 经处理后的目标信号作特征提取, 根据所提取的特征信号, 进行数据融合, 最终输出结果。 多传感器融合技术 多传感器融合系统具有以下优点: ( 1) 提高系统的可靠性和鲁棒性; ( 2) 扩展时间上和空间上的观测范围; ( 3) 增强数据的可信任度, 增强系统的分辨能力。 火灾预警系统的构成 系统的总体设计 探测部分有CO传感器，烟雾传感器，热释电红外传感器和温度传感器组成。温度传感器采用DALLAS公司的DSl 8820，CO气体传感器采用NAP．505，烟雾传感器采用NIS一09A，火焰传感器采用热释电红外传感器D204S，利用这几个传感器同时对现场进行探测，将探测到的信息送入单片机进行A／D转换，智能化处理，最后给出火灾报警信息 温度探测部分 在智能火灾报警系统中，采用DALLAS公司生产的可编程单总线数字温度计DSl8820，它的特点如下： 采用单总线的接口方式，既可通过串行口，也可通过其他I／O口与微处理器连接，无须经过其它的转换电路，直接输出被测温度，经济性好、抗干扰能力强和使用方便； 测量温度范围宽，测量精度高，DSl8820的测量温度范围为．55℃~+125℃； 供电方式灵活，DSl8820可以通过内部寄生电路从数据线上获取电源： 测量参数可配置，DSl8820的测量分辨率可通过程序设定为9~12位； 掉电保护功能，DSl8820内部含有EEPROM，在系统掉电以后，它仍可保存分辨率及报警温度的设定值。 温度探测部分 由于DSl8820只有一条数据线用以接收命令并回传所测温度数据，微型化、低功耗、直接将测到得结果以串行数字信号输出，易于微处理器连接，传输距离远，很适合于在恶劣的环境下进行现场温度测量。 烟雾探测部分 烟雾探测部分采用离子式感烟传感器NIS-09A。这种传感器是低放射性的标准传感器，相比于其他同类传感器来说，NIS-09A的放射源降低到56％，并且放射源己完全被密封。NIS-09A功耗极小，结构简单，比光电型烟雾传感器更便宜，输出不依赖与烟雾的颜色。NIS-09A的特点如下： 功耗极低，可用电池驱动使用几年； 结构简单，比光电式烟雾传感器更便宜； 输出不依赖于烟雾的颜色； 和光电式烟雾传感器俄相比，耐用性更好； 放射能很小 CO探测部分 本次设计的一氧化碳气体探测部分采用电化学气体传感器NAP-505A。电化学气体传感器是由根据发生氧化(还原)反应的工作电极，发生还原(氧化)反应的对向电极以及用来监视工作电极的电位变化的参照电极所构成。 CO探测部分 在容器内的相对两壁安置工作电极和参比电极，其内充满电解质溶液构成一个密封结构，再在作用电极和对比电极之问加以恒定电位差而构成恒压电路。电极和电解质溶液的界面保持一定电位进行电解，通过改变其设定电位，有选择的使气体进行氧化或还原，从而能定量检测出各种气体。 火焰探测部分 火灾预警的数据融合方法 多传感器数据融合方法有加权平均法、卡尔曼滤波、贝叶斯估计、统计决策理论、产生式规则、模糊逻辑、Shafer-Dempster 证据推理、神经网络等。本系统的数据融合方法采用了经典的自适应加权融合估计算法, 这种数据融合方法不要求知道传感器测量数据的任何先验知识,只是靠传感器所提供的测量数据, 就可得出均方误差最小的数据融合值。 火灾预警的数据融合方法 火灾预警的数据融合方法 火灾预