基于物联网LoRa技术的村镇天然气泄漏检测及火灾报警系统
这是一篇关于泄漏检测,火灾报警,LoRa,路由算法,物联网的论文, 主要内容为随着我国农村“煤改气”计划的推进,我国对农村地区天然气使用安全问题越来越重视。目前市面上存在很多基于Wi Fi等短距离无线技术的燃气泄漏及火灾报警系统,这些报警系统在城市居民区已经得到广泛应用,并为预防燃气泄漏引发的火灾及爆炸事故发挥出显著成效。但是,针对农村地区居住相对分散、网络覆盖率低等问题,现有的依赖短距离无线通信的报警系统并不能满足当前需求。针对这一问题,本课题基于LoRa远距离通信技术设计了一种适用于村镇的天然气泄漏检测及火灾报警系统。该系统结合LoRa无线通信、GPRS移动通信、万维网、嵌入式等技术,构成了由终端节点、集中器及监控端组成的报警系统。在系统设计中,首先通过ATK-LORA-01＿V3.0模块及多种传感器设计开发用于信息采集及声光报警的终端节点,完成LoRa远距离无线组网的硬件需求;其次通过模块化编程方法设计系统各模块软件,考虑到集中器多任务并发的问题,采用多线程服务器框架设计集中器程序,并且使用读写锁解决多线程访问同一对象时产生的高并发问题,实现多线程的同步化。在软件设计中,应用跨平台开发程序QT设计监控端界面,实现管理者及用户对报警信息的实时监控。由于LoRa自组网不同于传统无线网络拥有固定路由,它会随着节点的增加及失效呈现动态变化,所以结合LoRa的传输特性,研究LoRa自组网络的拓扑结构,并通过改进的Dijkstra算法制定适用于该协议的路由算法。在算法改进中,首先在传统Dijkstra算法的基础上引入有关端到端的距离及能量权值函数,提高路由算法的负载均衡性,然后引入红黑树算法,减少Dijkstra算法运行过程中遍历次数,将算法时间复杂度由O(n2)降低至O(n),提高网络路由效率及生命周期。通过搭建实验平台,利用消防烟枪等实验设备对系统进行测试。在测试中,选取不同环境多组测试点对系统的通信功能、报警功能、控制功能及历史数据查询功能进行测试。测试结果表明,基于LoRa自组网构建的村镇燃气泄漏及火灾报警系统在事故发生时,能够在规定时间内发出警报,实现远距离报警等功能,具有组网容易、网络覆盖率高、实时性强及低成本的特点,具有一定的市场价值及应用前景。
基于Web Server的火灾自动报警远程监测系统设计与开发
这是一篇关于WebServer,监测系统,火灾报警,动态网页技术的论文, 主要内容为火灾自动报警远程监测是消防技术领域的一个重要研究热点。报警控制器是火灾自动报警系统的核心,负责采集火警、探测器故障等信息。为提高火灾报警控制器工作可靠性,扩大监测范围,必须建立火灾自动报警远程监测系统。本文正是针对报警控制器的远程监测问题,开发设计现场设备端的嵌入式Web服务器和远程监测平台端的监测Web服务器。 首先,对国内外远程监控技术进行深入研究,详细分析各种监测系统组成方式及其存在的问题,以火灾报警控制器的远程监测为例,给出监测系统的一种新型结构。其次,分析火灾自动报警监测系统功能要求,研究项目开发的技术基础,包括嵌入式技术、动态网页技术、网络通信技术、数据库系统及其访问技术。其三,根据火灾自动报警远程监测系统设计思路和需求,提出基于Web Server技术的解决方案,并构建了系统模型。其四,将系统分为嵌入式Web服务器和远程监测平台,分别对通信模块、底层设备信息处理模块、服务界面模块及数据库模块等组成模块进行了分析,给出了嵌入式Web服务器的硬件组成,详细阐述其软件模块及远端监测平台的设计及实现方法。最后,对嵌入式Web服务器和监测平台以及系统整体进行测试,测试结果表明:嵌入式Web服务器和监测Web服务器运行状况良好,可以正确、及时地获取底层报警控制器的相关信息,达到预期目标。 本课题设计的嵌入式Web服务器实现了对火灾报警控制器的网络化改造,构建基于B/S结构的远程监测平台,实现了火灾报警系统的远程集中监测。虽然本监测系统是针对火灾报警控制器而设计的,但是亦可为设计开发其他机电设备的远程监测系统所借鉴。
基于数据融合技术的火灾报警系统研究与设计
这是一篇关于火灾报警,ZigBee,NB-IOT,数据融合技术,人员定位的论文, 主要内容为火灾作为生活中十分常见的灾害,对人民生命安全和财产安全的伤害是巨大的,为此有必要在人员密集的公共场所和线路复杂的破旧老楼中安装智能化火灾报警系统,最大限度地保证人民的生命和财产安全。市面上现有的火灾报警系统主要分为三类:感烟型、感温型和火焰型,但现有的火灾报警系统存在采用单一参数报警检测容易造成误报漏报、有线传输线路容易老化、无法对受困人员进行定位等问题。针对以上问题,本文设计了一款基于数据融合技术的火灾报警系统。本文依托于吉林省发展和改革委员会产业技术研究与开发项目“基于BIM的高层建筑火灾救援与大数据逃生规划系统应用研究”,开展基于数据融合技术的火灾报警系统研究与设计。本设计采用ZigBee技术和NB-IOT技术进行无线传感,以提高系统数据传输的可靠性;火灾探测方面采用烟雾浓度、温度、CO浓度等多种传感器数据融合技术进行参数采集,得出不同情况下发生火灾的形式与概率,以提高系统火灾检测的准确性;受困人员定位方面,采用4个ZigBee模块进行组网,定位算法采用RSSI(Received Signal Strength Indication)算法,通过三个参考节点和一个移动节点对被困人员位置坐标进行计算,以提高系统无线定位的精确性;物联网平台方面,选用中国移动One NET物联网平台进行数据上传和存储,支持MQTT协议接入,以提高系统可视分析的便捷性。系统整体设计分为数据融合算法设计、系统硬件部分设计、系统软件部分设计以及物联网云平台的搭建四大部分。系统硬件电路设计包括主控模块、无线传输模块、传感器模块等,系统软件程序设计包括开发环境设计、上位机展示界面设计和物联网云设计。系统采用数据融合技术进行火灾信息采集,通过RSSI三边算法对被困人员定位,采用物联网平台进行数据的存储与展示,具有实时性、及时性,可在火灾发生的第一时间进行报警、救援,达到了消防联动的目的。经过软硬件功能测试,系统各项符合国家规定,并且能够达到预期效果。
基于Web Server的火灾自动报警远程监测系统设计与开发
这是一篇关于WebServer,监测系统,火灾报警,动态网页技术的论文, 主要内容为火灾自动报警远程监测是消防技术领域的一个重要研究热点。报警控制器是火灾自动报警系统的核心,负责采集火警、探测器故障等信息。为提高火灾报警控制器工作可靠性,扩大监测范围,必须建立火灾自动报警远程监测系统。本文正是针对报警控制器的远程监测问题,开发设计现场设备端的嵌入式Web服务器和远程监测平台端的监测Web服务器。 首先,对国内外远程监控技术进行深入研究,详细分析各种监测系统组成方式及其存在的问题,以火灾报警控制器的远程监测为例,给出监测系统的一种新型结构。其次,分析火灾自动报警监测系统功能要求,研究项目开发的技术基础,包括嵌入式技术、动态网页技术、网络通信技术、数据库系统及其访问技术。其三,根据火灾自动报警远程监测系统设计思路和需求,提出基于Web Server技术的解决方案,并构建了系统模型。其四,将系统分为嵌入式Web服务器和远程监测平台,分别对通信模块、底层设备信息处理模块、服务界面模块及数据库模块等组成模块进行了分析,给出了嵌入式Web服务器的硬件组成,详细阐述其软件模块及远端监测平台的设计及实现方法。最后,对嵌入式Web服务器和监测平台以及系统整体进行测试,测试结果表明:嵌入式Web服务器和监测Web服务器运行状况良好,可以正确、及时地获取底层报警控制器的相关信息,达到预期目标。 本课题设计的嵌入式Web服务器实现了对火灾报警控制器的网络化改造,构建基于B/S结构的远程监测平台,实现了火灾报警系统的远程集中监测。虽然本监测系统是针对火灾报警控制器而设计的,但是亦可为设计开发其他机电设备的远程监测系统所借鉴。
基于物联网LoRa技术的村镇天然气泄漏检测及火灾报警系统
这是一篇关于泄漏检测,火灾报警,LoRa,路由算法,物联网的论文, 主要内容为随着我国农村“煤改气”计划的推进,我国对农村地区天然气使用安全问题越来越重视。目前市面上存在很多基于Wi Fi等短距离无线技术的燃气泄漏及火灾报警系统,这些报警系统在城市居民区已经得到广泛应用,并为预防燃气泄漏引发的火灾及爆炸事故发挥出显著成效。但是,针对农村地区居住相对分散、网络覆盖率低等问题,现有的依赖短距离无线通信的报警系统并不能满足当前需求。针对这一问题,本课题基于LoRa远距离通信技术设计了一种适用于村镇的天然气泄漏检测及火灾报警系统。该系统结合LoRa无线通信、GPRS移动通信、万维网、嵌入式等技术,构成了由终端节点、集中器及监控端组成的报警系统。在系统设计中,首先通过ATK-LORA-01＿V3.0模块及多种传感器设计开发用于信息采集及声光报警的终端节点,完成LoRa远距离无线组网的硬件需求;其次通过模块化编程方法设计系统各模块软件,考虑到集中器多任务并发的问题,采用多线程服务器框架设计集中器程序,并且使用读写锁解决多线程访问同一对象时产生的高并发问题,实现多线程的同步化。在软件设计中,应用跨平台开发程序QT设计监控端界面,实现管理者及用户对报警信息的实时监控。由于LoRa自组网不同于传统无线网络拥有固定路由,它会随着节点的增加及失效呈现动态变化,所以结合LoRa的传输特性,研究LoRa自组网络的拓扑结构,并通过改进的Dijkstra算法制定适用于该协议的路由算法。在算法改进中,首先在传统Dijkstra算法的基础上引入有关端到端的距离及能量权值函数,提高路由算法的负载均衡性,然后引入红黑树算法,减少Dijkstra算法运行过程中遍历次数,将算法时间复杂度由O(n2)降低至O(n),提高网络路由效率及生命周期。通过搭建实验平台,利用消防烟枪等实验设备对系统进行测试。在测试中,选取不同环境多组测试点对系统的通信功能、报警功能、控制功能及历史数据查询功能进行测试。测试结果表明,基于LoRa自组网构建的村镇燃气泄漏及火灾报警系统在事故发生时,能够在规定时间内发出警报,实现远距离报警等功能,具有组网容易、网络覆盖率高、实时性强及低成本的特点,具有一定的市场价值及应用前景。
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