基于多传感器信息融合的人防工程火灾检测系统设计

发布时间：2017-09-12 05:42

  本文关键词：基于多传感器信息融合的人防工程火灾检测系统设计

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【摘要】：随着国民经济的飞速发展,人防工程已经由过去单纯的战备任务,转变为与城市建设和人民生活相结合,并产生了很好的经济效益和战备效益。但是人防工程狭长的内部结构特点,决定了人防工程火灾的巨大危害性。为了提高火灾检测效率,克服传统传感器对火灾检测方法单一、不及时等问题,本文利用多传感器信息融合技术,设计了一个人防工程火灾检测系统。针对人防工程火灾发生特征,结合人防工程内部结构,考虑到火灾检测处理信息量大,要求运行速度快等,本文采用了PC机上位机和单片机下位机相结合的二级测控结构,利用神经网络和模糊推理融合的智能算法,以RS485总线来实现PC和单片的连接和通信的火灾检测系统。本设计选用STC12C5A60S2单片机作为微处理器,控制DS18B20温度传感器、MQ-5烟雾传感器、MQ-7一氧化碳传感器,共同组成探测单元,负责对人防工程的温度、烟雾和CO信息进行检测和预处理,完成了RS485与单片机的串口电路设计以及单片机、传感器、以及外围电路的设计。通过对多信息融合技术的分析和学习,设计了一种人工神经网络和模糊推理并联结合的智能融合算法。利用MATLAB和VC++混合编程的方法,实现了神经网络和模糊推理在火灾报警中的联合应用。经实验仿真,本设计能够实现对火灾的检测与报警,提高了火灾检测的准确性和及时性。
【关键词】：火灾检测 STC12C5A60S2 信息融合
【学位授予单位】：河北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212.9;TP274
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 研究背景和意义10-11
• 1.2 研究现状11-12
• 1.3 设计思路12
• 1.4 主要研究工作12-13
• 1.5 本章小结13-14
• 第2章 人防工程火灾检测系统的总体结构14-20
• 2.1 火灾检测的原理14-16
• 2.1.1 火灾的特征14-15
• 2.1.2 火灾特征参量的选取15-16
• 2.2 现场概况及报警区域的划分16-17
• 2.3 系统结构设计17-18
• 2.4 火灾探测器单元的布置18-19
• 2.5 本章小结19-20
• 第3章 系统硬件设计20-31
• 3.1 系统主要器件的选择20-24
• 3.1.1 微控制器的选择20-21
• 3.1.2 传感器的选择21-24
• 3.2 火灾探测单元电路设计24-26
• 3.2.1 STC12C5A60S2接口电路设计24
• 3.2.2 温度传感器电路设计24-25
• 3.2.3 烟雾和CO传感器电路设计25-26
• 3.3 通信单元电路设计26-27
• 3.4 外围电路设计27-30
• 3.4.1 按键复位电路设计27-28
• 3.4.2 报警器电路设计28
• 3.4.3 显示电路设计28-29
• 3.4.4 按键电路设计29-30
• 3.4.5 串口下载电路设计30
• 3.5 本章小结30-31
• 第4章 系统软件设计31-37
• 4.1 软件设计思路31-32
• 4.2 通信模块软件设计32-34
• 4.3 MATLAB与VC++混合编程方法34-36
• 4.3.1 智能算法的M文件34-35
• 4.3.2 MATLAB与VC++的连接35-36
• 4.4 本章小结36-37
• 第5章 火灾检测系统的算法设计37-55
• 5.1 多传感器信息融合的方法37-40
• 5.1.1 信息融合方法的分类37-38
• 5.1.2 模糊推理和神经网络的概述38-39
• 5.1.3 模糊推理和神经网络的融合39-40
• 5.2 火灾检测信息融合系统的结构40-41
• 5.3 信息融合系统信息层的设计41-42
• 5.3.1 信息层的工作原理41
• 5.3.2 信息层局部决策的设计41-42
• 5.4 信息融合系统特征层的设计42-50
• 5.4.1 模糊特征提取器的设计42-46
• 5.4.2 神经网络特征提取器的设计46-50
• 5.5 信息融合系统决策层的设计50
• 5.6 MATLAB仿真50-54
• 5.6.1 模糊控制器的仿真50-54
• 5.6.2 神经网络的仿真54
• 5.7 本章小结54-55
• 第6章 结论与展望55-57
• 6.1 结论55
• 6.2 展望55-57
• 参考文献57-60
• 致谢60-61
• 攻读硕士学位期间发表论文情况61

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