基于数据融合技术和WSN的民用智能火灾报警系统的研制
发布时间：2024-04-21 17:33
火灾报警系统是是城市安全基础设施之一。火灾发生后不仅会直接伤害人们的财产安全,还会伤害人身安全。目前,自动火灾报警系统出现适用应用规模小、智能化程度低、连接方式老化等问题,通过无线传感网络(WSN)技术结合国家消防自动报警系统设计标准“GB50116-2013”,提出基于多传感器信息融合技术的民用火灾智能报警系统,以解决当下居民区频繁发生火灾,有效降低现役火灾报警系统的误报和漏报率。主要内容如下:1.设计了智能火灾报警系统的硬件电路,包括了环境采集器、无线通讯、集中控制器。其中涉及了主控芯片最小系统、环境数据采集电路、无线传输电路等。实现智能远程采集与监控。2.设计了智能火灾报警系统的软件,包括了环境采集器程序设计、集中控制器程序设计、基于NRF24L01和GPRS相互结合的网络通讯方案,实现了系统集中控制管理。3.提出一种基于多传感器信息融合技术来处理环境数据的算法,在信息融合技术中,考虑到数据的特殊性和输出的可靠性,采用BP神经网络、模糊决策相互结合的方式来处理火灾数据。4.设计了基于Android平台的用户火灾报警APP,包括了服务器的接口建立、通过JAVA语言实现的数据库、设计...
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外火灾报警系统研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.2.3 存在的问题和技术发展趋势
1.3 论文研究内容及创新点
1.3.1 论文研究内容
1.3.2 论文创新点
第2章 智能火灾报警系统总体设计与应用原理概述
2.1 系统总体需求分析
2.1.1 功能需求分析
2.1.2 系统的技术要求
2.2 智能火灾报警系统总体概述
2.2.1 有线火灾报警系统与无线火灾报警系统对比
2.3 系统通讯方式
2.3.1 通讯技术对比
2.3.2 系统通讯方式
2.4 网络服务器
2.4.1 网络服务器结构
2.4.2 网络服务器工作原理
2.5 安卓APP客户端
2.5.1 Android系统概述
2.5.2 Android技术结构框
2.6 火灾数据处理算法分析与比较
2.6.1 直观阀值比较法
2.6.2 智能火灾探测算法
2.6.3 探测算法分析比较
2.7 本章小结
第3章 智能火灾报警系统硬件设计
3.1 系统硬件结构总体设计
3.2 环境数据采集器硬件设计
3.2.1 微控制器硬件设计
3.2.2 温度采集模块硬件设计
3.2.3 烟雾浓度采集模块硬件设计
3.2.4 一氧化碳(CO)浓度采集模块硬件设计
3.2.5 火焰采集模块硬件设计
3.3 集中控制器硬件设计
3.3.1 TFT-LCD显示电路
3.3.2 报警电路
3.3.3 按键电路
3.3.4 GPRS模块电路
3.3.5 NRF24L01 无线通信电路
3.4 其他模块电路设计
3.4.1 电源电路设计
3.4.2 电平转换电路设计
3.4.3 JTAG/SWD电路设计
3.5 硬件PCB设计及实物
3.6 本章小结
第4章 智能火灾报警系统软件设计
4.1 系统软件结构总体设计
4.2 软件设计语言与开发环境
4.2.1 软件开发语言
4.2.2 软件开发环境
4.3 环境数据采集器程序设计
4.3.1 温度探测程序设计
4.3.2 其他环境信息探测程序设计
4.4 集中控制器软件设计
4.4.1 TFT-LCD液晶显示程序
4.4.2 报警功能程序设计
4.5 GPRS无线通信程序设计
4.5.1 SIM900A的 AT指令
4.5.2 GPRS模块初始化流程
4.5.3 GPRS模块网络配置
4.6 NRF24L01 无线模块程序设计
4.6.1 TX发送端软件设计
4.6.2 RX接收端软件设计
4.7 本章小结
第5章 基于MSIF技术的火灾处理算法设计
5.1 火灾发展过程研究
5.2 多传感器数据融合技术
5.2.1 多传感器数据融合结构
5.2.2 数据层融合
5.2.3 特征层融合
5.2.4 决策层融合
5.3 本章小结
第6章 基于Android的远程监控技术与实现
6.1 服务器与数据库相关技术与实现
6.1.1 服务器接口建立
6.1.2 数据库的实现
6.2 Android开发相关技术
6.2.1 Android app开发环境
6.3 安卓APP程序设计
6.3.1 Android 目录结构
6.3.2 Android UI设计
6.4 客户端与服务器数据通讯
6.4.1 数据交互方式
6.4.2 数据交互过程
6.5 本章小结
第7章 系统总体调试和仿真分析
7.1 系统总体调试
7.1.1 环境参数采集测试
7.1.2 TFT-LCD液晶数据显示测试
7.1.3 GPRS通讯测试
7.1.4 Android手机APP系统测试
7.2 系统仿真分析
7.2.1 特征层仿真分析
7.2.2 决策层仿真分析
7.3 本章小结
第8章 总结与展望
8.1 总结
8.2 工作展望
致谢
参考文献
附录 A
附录 B
本文编号：3961222
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外火灾报警系统研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.2.3 存在的问题和技术发展趋势
1.3 论文研究内容及创新点
1.3.1 论文研究内容
1.3.2 论文创新点
第2章 智能火灾报警系统总体设计与应用原理概述
2.1 系统总体需求分析
2.1.1 功能需求分析
2.1.2 系统的技术要求
2.2 智能火灾报警系统总体概述
2.2.1 有线火灾报警系统与无线火灾报警系统对比
2.3 系统通讯方式
2.3.1 通讯技术对比
2.3.2 系统通讯方式
2.4 网络服务器
2.4.1 网络服务器结构
2.4.2 网络服务器工作原理
2.5 安卓APP客户端
2.5.1 Android系统概述
2.5.2 Android技术结构框
2.6 火灾数据处理算法分析与比较
2.6.1 直观阀值比较法
2.6.2 智能火灾探测算法
2.6.3 探测算法分析比较
2.7 本章小结
第3章 智能火灾报警系统硬件设计
3.1 系统硬件结构总体设计
3.2 环境数据采集器硬件设计
3.2.1 微控制器硬件设计
3.2.2 温度采集模块硬件设计
3.2.3 烟雾浓度采集模块硬件设计
3.2.4 一氧化碳(CO)浓度采集模块硬件设计
3.2.5 火焰采集模块硬件设计
3.3 集中控制器硬件设计
3.3.1 TFT-LCD显示电路
3.3.2 报警电路
3.3.3 按键电路
3.3.4 GPRS模块电路
3.3.5 NRF24L01 无线通信电路
3.4 其他模块电路设计
3.4.1 电源电路设计
3.4.2 电平转换电路设计
3.4.3 JTAG/SWD电路设计
3.5 硬件PCB设计及实物
3.6 本章小结
第4章 智能火灾报警系统软件设计
4.1 系统软件结构总体设计
4.2 软件设计语言与开发环境
4.2.1 软件开发语言
4.2.2 软件开发环境
4.3 环境数据采集器程序设计
4.3.1 温度探测程序设计
4.3.2 其他环境信息探测程序设计
4.4 集中控制器软件设计
4.4.1 TFT-LCD液晶显示程序
4.4.2 报警功能程序设计
4.5 GPRS无线通信程序设计
4.5.1 SIM900A的 AT指令
4.5.2 GPRS模块初始化流程
4.5.3 GPRS模块网络配置
4.6 NRF24L01 无线模块程序设计
4.6.1 TX发送端软件设计
4.6.2 RX接收端软件设计
4.7 本章小结
第5章 基于MSIF技术的火灾处理算法设计
5.1 火灾发展过程研究
5.2 多传感器数据融合技术
5.2.1 多传感器数据融合结构
5.2.2 数据层融合
5.2.3 特征层融合
5.2.4 决策层融合
5.3 本章小结
第6章 基于Android的远程监控技术与实现
6.1 服务器与数据库相关技术与实现
6.1.1 服务器接口建立
6.1.2 数据库的实现
6.2 Android开发相关技术
6.2.1 Android app开发环境
6.3 安卓APP程序设计
6.3.1 Android 目录结构
6.3.2 Android UI设计
6.4 客户端与服务器数据通讯
6.4.1 数据交互方式
6.4.2 数据交互过程
6.5 本章小结
第7章 系统总体调试和仿真分析
7.1 系统总体调试
7.1.1 环境参数采集测试
7.1.2 TFT-LCD液晶数据显示测试
7.1.3 GPRS通讯测试
7.1.4 Android手机APP系统测试
7.2 系统仿真分析
7.2.1 特征层仿真分析
7.2.2 决策层仿真分析
7.3 本章小结
第8章 总结与展望
8.1 总结
8.2 工作展望
致谢
参考文献
附录 A
附录 B
本文编号：3961222
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