一种模糊控制的智能火情报警系统技术方案

本发明专利技术涉及一种模糊控制的智能火情报警系统，包括传感器模块、数据通讯模块、火灾判定模块以及声光报警模块四部分。其中，传感器模块用于实现外部环境信息采集；并基于数据传输模块，将外部环境信息送达火灾判定模块。在此基础上，火灾判定模块基于模糊控制算法实现对正常状态，非正常状态，火灾状态的最佳判断，并将控制信号传输至声光报警模块的单片机控制系统。最后单片机控制系统采用嵌入式开发技术，对单片机进行开发利用，接收火灾判定模块的模糊控制器输出的判断信号，在火灾状态与存在火灾隐患状态下驱动声光报警模块进行声光报警，从而提高无人值守场所火灾报警能力。从而提高无人值守场所火灾报警能力。从而提高无人值守场所火灾报警能力。

【技术实现步骤摘要】
一种模糊控制的智能火情报警系统


[0001]本专利技术涉火情探测报警领域，具体为一种模糊控制的智能火情报警系统。

技术介绍

[0002]在我国，随着经济的发展和生活水平的提高，工业与民用建设日趋增多，火灾发生的可能性也随之大幅提高。另外，现代建筑物中塑料制品和玻璃的大量应用使火场内外部的求援行为困难重重。现代建筑，尤其是在大型酒店、宾馆、商场、图书馆、博物馆、档案馆、办公楼及其他公共场所，对于火灾报警系统也提出了更高的要求。一旦发生火灾将很难及时救助，势必要给国家和个人带来不可估量的损失。
[0003]目前国内火灾报警系统主要应用于大型仓库、商场、高级写字楼等大型场所，基本都是针对单一安全隐患设计，多采用集中区域报警控制方式，结构功能单一，同时考虑到成本问题，多数建筑内部使用的报警装置均安装在楼道或者主要仓室等地方，室内特别是私人办公室很少见到火灾报警装置，并且大多数建筑使用的是传统按压式报警系统，该装置需要人为按压才能进行火灾报警，具有一定的滞后性与危险性。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的缺陷，为实现多点采集所处环境的温度和烟雾数据多点采集，快速判断火情状况，提高火情探测的精准度，本专利技术提供一种模糊控制的智能火情报警系统。
[0005]本专利技术采用的技术方案为：一种模糊控制的智能火情报警系统，该模糊控制的智能火情报警系统包括传感器模块、数据通讯模块、火灾判定模块和声光报警模块；传感器模块与数据通讯模块连接，传感器模块由温度传感器和烟雾传感器两部分构成，能够对外部环境温度、烟雾数据进行采集，并传输环境温度、烟雾数据的模拟信号至数据通讯模块；数据通讯模块与火灾判定模块的模糊控制器连接，数据通讯模块能够对环境温度、烟雾数据的模拟信号进行数字化处理，将温度数据与烟雾数据的模拟信号转换为数字信号，并基于其内部的通信协议，将温度、烟雾的数字信号传输至火灾判定模块的模糊控制器；火灾判定模块与声光报警模块连接，火灾判定模块的模糊控制器通过对温度、烟雾的数字信号进行数据模糊化处理、模糊推理及数据清晰化处理，形成环境火灾情况判定结果，并将环境火灾情况判定结果的判断信号传输至声光报警模块；声光报警模块将火灾判定模块的判断信号传输至其单片机控制系统，判断信号异常时触发声光报警，判断信号正常时维持工作状态。
[0006]进一步，所述温度传感器采用DS18B20温度传感器；所述烟雾传感器采用MQ
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2烟雾传感器。
[0007]进一步，所述数据通讯模块通过ADC0809模数转换器将模拟信号转换为数字信号；ADC0809模数转换器为8位逐次逼近型A/D转换器，由一个8路模拟开关、一个地址锁存译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。
[0008]进一步，所述模糊控制器选用双输入单输出模糊控制器，输入两个量，其中一个量为实时环境数据e与传感器长时间检测到信号均值m进行计算差值E，另一个量为利用传感器的间隔采样点xi、采样对应值D（i）和采样时间t计算偏差变化率EC；所述数据模糊处理为对采集到的环境烟雾数据和温度数据论域语言变量进行划分，并确定等腰三角形的隶属函数为每一语言变量采用的隶属函数形式，实现数据的模糊化；所述模糊推理环节采用强度转移法，结合差值E、偏差变化率EC、语言变量、隶属函数求取每一条条件语句的强度，然后对条件语句求取模糊推理结果；所述数据清晰化环节则通过模糊推理结果利用重心法求取清晰值b，清晰值b即等于火灾报警控制量L。
[0009]进一步，所述偏差变化率EC利用最小二乘法拟合环境温度和烟雾上升或者下降的斜率进行求取，具体算法可表示为：其中xi为传感器的间隔采样点，D（i）为采样对应值，t为采样时间。
[0010]进一步，所述语言变量分为三级，具体为：SF火情隐患低、MF火情隐患中等、LF火情隐患高；SF火情隐患低、MF火情隐患中等和LF火情隐患高的取值根据气温状况进行设定。
[0011]进一步，所述声光报警模块的单片机控制系统由单片机芯片、复位电路、晶振时序电路、灯光提示电路以及蜂鸣报警器五部分构成；所述复位电路能够配合单片机执行复位操作或按键手动复位操作；所述晶振时序电路由一个频率为12MHZ的石英晶振Y1以及两个30pf的电容C1、C2构成；所述灯光提示电路由两个发光二极管和两个电阻构成；所述蜂鸣报警器由三极管和蜂鸣器构成。
[0012]本专利技术的有益效果是：该模糊控制的智能火情报警系统采用多点分布式温度烟雾传感器布置，模糊控制技术，单片机控制技术相结合的方式，使用温度传感器和烟雾传感器在所处环境分布式布置，多点采集所处环境的温度数据和烟雾数据，提高了系统的传感能力；并采用模糊控制对所处环境的火情状况精准判断，减少了火灾状况和正常状况之间非正常状态引发火灾的风险；同时使用单片机控制技术对具有火灾风险的状况是发出声光报警信号，提高了对火灾的监测报警能力。系统构建成本低，对火情精准探测以及能够及时发出报警信号。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的模块示意图；图2、图3分别为本专利技术温度传感器和烟雾传感器电路图；图4为本专利技术火灾判定模块的判定流程图；图5为本专利技术模糊化示意图。
具体实施方式
[0014]下面将结合本专利技术实施例的附图、对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本
专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。
[0015]如图1所示，本专利技术是一种模糊控制的智能火情报警系统，该模糊控制的智能火情报警系统包括传感器模块、数据通讯模块、火灾判定模块和声光报警模块。
[0016]传感器模块与数据通讯模块信息传输连接，感器模块由温度传感器和烟雾传感器两部分构成，通过温度传感器和烟雾传感器能够对外部环境温度、烟雾数据进行采集，并传输环境温度、烟雾数据的模拟信号至数据通讯模块。
[0017]数据通讯模块与火灾判定模块的模糊控制器信息传输连接，数据通讯模块能够对环境温度、烟雾数据的模拟信号进行数字化处理，将温度数据与烟雾数据的模拟信号转换为数字信号，并基于其内部的通信协议，将温度、烟雾的数字信号传输至火灾判定模块的模糊控制器。
[0018]火灾判定模块与声光报警模块信息传输连接，火灾判定模块的模糊控制器通过对温度、烟雾的数字信号进行数据模糊化处理、模糊推理、及数据清晰化处理，形成环境火灾情况判定结果，并将环境火灾情况判定结果的判断信号传输至声光报警模块。
[0019]声光报警模块将火灾判定模块的判断信号传输至其单片机控制系统，判断信号异常时触发声光报警，判断信号正常时维持工作状态。
[0020]传感器模块、数据通讯模块、火灾判定模块和声光报警模块的硬件组成：所述传感器模块的温度感应器DS18B20和烟雾传感器MQ
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2结构分别如图2、图3所示，温度传感器DSP18B20中，DQ为数据输入/输出端（即单线总线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模糊控制的智能火情报警系统，其特征在于：该模糊控制的智能火情报警系统包括传感器模块、数据通讯模块、火灾判定模块和声光报警模块；传感器模块与数据通讯模块连接，传感器模块由温度传感器和烟雾传感器两部分构成，能够对外部环境温度、烟雾数据进行采集，并传输环境温度、烟雾数据的模拟信号至数据通讯模块；数据通讯模块与火灾判定模块的模糊控制器连接，数据通讯模块能够对环境温度、烟雾数据的模拟信号进行数字化处理，将温度数据与烟雾数据的模拟信号转换为数字信号，并基于其内部的通信协议，将温度、烟雾的数字信号传输至火灾判定模块的模糊控制器；火灾判定模块与声光报警模块连接，火灾判定模块的模糊控制器通过对温度、烟雾的数字信号进行数据模糊化处理、模糊推理及数据清晰化处理，形成环境火灾情况判定结果，并将环境火灾情况判定结果的判断信号传输至声光报警模块；声光报警模块将火灾判定模块的判断信号传输至其单片机控制系统，判断信号异常时触发声光报警，判断信号正常时维持工作状态。2.权利要求1所述的模糊控制的智能火情报警系统，其特征在于：所述温度传感器采用DS18B20温度传感器；所述烟雾传感器采用MQ
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2烟雾传感器。3.据权利要求1所述的模糊控制的智能火情报警系统，其特征在于：所述数据通讯模块通过ADC0809模数转换器将模拟信号转换为数字信号；ADC0809模数转换器为8位逐次逼近型A/D转换器，由一个8路模拟开关、一个地址锁存译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。4.据权利要求1所述的模糊控制的智能火情报警系统，其特征在于：所述模糊控制器选用双输入单输出模糊控制器，输入两个量，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：何光层，常景，陈宇民，叶志祥，杨俊峰，桑文君，刘崇基，周寒英，董治洲，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司保山供电局，
类型：发明
国别省市：