摘要：隨著自動檢測技術的不斷完善，火災自動報警系統(tǒng)得到了廣泛的應用。然而，與傳統(tǒng)報警系統(tǒng)設計模式不同，無線復合技術由于其信號穩(wěn)定、不受場地、訊號限制、安裝簡便等特征而受到廣泛的關注，尤其是在舊有建筑防火系統(tǒng)改造中發(fā)揮了不可忽視的作用。本文針對上述背景，以射頻識別為基本技術手段對火災自動報警系統(tǒng)中的無線復合技術進行開發(fā)與應用，旨在能夠為后續(xù)的相關研究與技術落地提供必要基礎與指導性意見。

關鍵詞：火災；自動報警系統(tǒng)；無線符合技術；應用研究

隨著現(xiàn)代城市化的不斷發(fā)展，建筑密度及建筑內部空間人均分布逐年提升，這對于建筑自身的火災防范提出了更高要求。就火災安全防范及其規(guī)避的基本原則而言“早發(fā)現(xiàn)，早處置”是客觀降低人民生命與財產損失的唯一途徑。基于上述背景與要求，自動或者報警系統(tǒng)得到了廣泛的關注與應用。從設計與施工實踐的角度來看，自動報警系統(tǒng)需要形成較高的敏感度與準確度，在火災的早期預警、噴淋系統(tǒng)聯(lián)合應用等方面發(fā)揮著不可替代的作用。然而，傳統(tǒng)的火災自動報警系統(tǒng)布線麻煩、點位設計復雜、中心處理器相應不佳等現(xiàn)象時有發(fā)生，且在火災發(fā)生的過程中有可能由于線路的損傷而使其失去應用的功能及作用。

針對這一背景與現(xiàn)狀，大量的專家學者認為通過無線傳輸方式形成新的火災自動報警體系是一種有效的解決途徑。其不僅能夠形成更為靈活的點位布置，且能夠在布線、成本、可靠性等方面存在一定的優(yōu)勢。近年來，針對無線方式的系統(tǒng)連接模式設計與應用也常有報道。從實踐的角度來看，此種模式取得了一定的成績，基本連接方式與應用范疇也形成了一定的結論。下一步，采用何種設計方式能夠進一步保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性成為了研究的重點。

一、無線復合技術原理及其設計

從上述的研究背景中我們不難發(fā)現(xiàn)，針對無線復合技術構建的火災自動報警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸安全與穩(wěn)定性是其構建與實際應用的基礎。本文認為通過射頻識別的方式能夠對不同設備終端形成有效區(qū)分，故而提供更為可靠的無線傳輸模式。

此方法采用低功耗、小型化的CC1110芯片設計開發(fā)，技術上采用先進的RFID技術組建高層民用建筑火災環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)在采集終端利用無線傳感器網絡和射頻識別技術對環(huán)境信息進行采集和識別，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給分站接入節(jié)點，分站接入節(jié)點通過串口或無線傳輸將數(shù)據(jù)送入上位機，上位機軟件采用C/S架構相結合的技術允許任何一臺連接入網的客戶端通過賬號查看所測點環(huán)境的實時信息。同時，上位機軟件對環(huán)境的實時信息進行識別、判斷和報警。在實際的設計過程中分為三個部分，即終端部分、傳輸部分以及中心部分。

終端部分：主要由數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊所構成。其中采集模塊按照消防及火災防范的基本方法與要求分為濕度傳感器、煙霧傳感器等。同時預留2個傳感器結構，在后續(xù)的技術升級及要求提升過程中予以應用。輸出傳輸模塊則主要以射頻芯片為構建核心，配合包括電源、晶振模塊、天線等附屬設施形成有效的無線數(shù)據(jù)發(fā)送模式。

傳輸部分：此部分設計是本文研究的重點。在實際的構建過程中，為了進一步提升無線復合數(shù)據(jù)傳輸效率，采用分站接入點的方式來加以構建。分站接入節(jié)點由RS232串口模塊、無線通信模塊及其他外圍電路、電源模塊組成。分站節(jié)點利用RFID識別將無線接收到的各個傳感器終端發(fā)來的數(shù)據(jù)，通過rs232串口發(fā)送到軟件服務器進行處理。本系統(tǒng)軟件設計在開發(fā)環(huán)境VS2012下完成，其主要任務是能夠實現(xiàn)識別高層建筑火情的可編程控制，對高層建筑的火警進行實時監(jiān)控和報警，設計采用模塊化編程，通信協(xié)議為自定義。軟件設計包括初始化模塊、傳感器模塊、無線通信模塊三部分。

中心部分：中心部分主要是對不同終端所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行匯聚，并采用C/S構建形成有效的可視化與可查詢模式，通過此種模式夠的構建一方面能夠形成火災事故與具體點位的自動報警，通過系統(tǒng)內部預設的參數(shù)闕值與檢測上傳數(shù)值進行比對，提出報警層級。與此同時，在層級建設方面利用射頻模式對點位進行區(qū)別。當報警等級不高時可以配合視頻監(jiān)控檢驗與人工檢驗的方式來進行校正。

二、無線復合技術在系統(tǒng)中的應用效果分析

在自動火災報警系統(tǒng)的建設過程中，其數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性及實時性是形成系統(tǒng)有效性的關鍵因素。尤其是在無限復合技術應用的過程中，其無線信號強弱與可達性成為了關鍵。針對上述問題，本文在實際搭建系統(tǒng)設備的基礎上對相關應用參數(shù)進行試驗論證與分析，并旨在對其應用效果進行評價與分析，具體內容如下：

第一，針對數(shù)據(jù)傳輸有效性的效果分析。所謂的傳輸有效性是指在數(shù)據(jù)傳輸過程中的數(shù)據(jù)全面性，包括不同監(jiān)控建個的數(shù)據(jù)系統(tǒng)以及單數(shù)據(jù)包內的數(shù)據(jù)完整性等兩個方面。為了切實模擬實際工況情況，本文在實驗的過程中分別設定了50、100、200三個煙霧體積分數(shù)水平以及20、30、40、50℃等四個溫度水平。在不同水平的測試下其數(shù)據(jù)有效性與傳統(tǒng)有線連接方式相比均無顯著差異，并均在99%以上。說明其數(shù)據(jù)傳輸有效性效果良好。

第二，針對數(shù)據(jù)傳輸實時性的效果分析。所謂的時效性主要是指數(shù)據(jù)獲取建個以及實際上傳所需要的時間差別。在實際的測試過程中設定間隔周期為10s，在經過1h（360組）試運行后，其數(shù)據(jù)差異化絕對值加權為97s，平均時效性差異為0.27s，符合時效性的相關規(guī)范。

第三，針對數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性的效果分析。所謂的穩(wěn)定性主要是指墻體、距離等參數(shù)對相關數(shù)據(jù)的傳輸效果的影響。以上文確定的標準時效性闕值為參考，其無線傳輸?shù)淖钸h距離為323m（無遮擋），最大穿墻距離（無縫隙）12.9m，實際工況下（建筑內部），最大傳輸距離為119m，上述參數(shù)均反映該系統(tǒng)能夠滿足建筑內火災自動報警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸要求。

第四，針對數(shù)據(jù)傳輸安全性的效果分析。當漸發(fā)型火災發(fā)生時，無論是何種連接方式的火災自動報警系統(tǒng)，其有效率均超過95%，二者并不存在顯著的安全性差異。因此，所謂的安全性差異主要表現(xiàn)為爆發(fā)性火災方面，由于其瞬發(fā)性會對線路行程破壞，故而影響數(shù)據(jù)的正常傳輸。在此種模式下，無線復合技術表現(xiàn)出其應用的優(yōu)勢。在仿真測試中我們發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)有線傳輸在此種模式下的有效率僅為72%左右，而無線復合技術應用下的火災自動報警系統(tǒng)則依舊可以保持在90%以上。故而，在安全性效果層面無線復合技術具有顯著的優(yōu)勢。

本文從技術需求、無線復合自動火災報警系統(tǒng)設計及其使用效果等三個方面展開研究，旨在為后續(xù)的實際建設提供必要助力。

參考文獻：

[1]張立寧，安晶，張麗華.新型無線復合式火災自動報警系統(tǒng)設計[J].消防科學與技術，2016，06：825827.

[2]劉偉鵬.無線火災自動報警系統(tǒng)的設計與應用研討[J].山西建筑，2010，04：197199.

[3]艾紅斌.語音自動報警技術在火災報警系統(tǒng)中的應用[J].單片機與嵌入式系統(tǒng)應用，2013，06：6870.

作者簡介：馬海兵（1989），男，漢族，河北保定望都縣人，本科，設計員，助理工程師，主要研究方向：電氣工程技術。