在本文撰寫前,經過市場調研及相關論文的查閱,了解到,現在市場上關于智能逃生門的設計,產品眾多、類別多樣,但是,多部分僅是改變門機械結構,本文所設計的智能安防系統中的逃生門設計并未有相關設計,所以,本設計加入傳感器的判斷和單片機的控制,增強其智能性。本設計將會實現以下幾點功能:首先是,實現對室內煙霧參數的實時采集,對空間多點氣體進行動態實時監測。其次,在發現火災、防盜系統被觸發或者達到一定閾值后實現多種方式的報警。另外,在通信設備上,采用4G短信息和流量發送的通訊方式減少距離限制;數據傳輸后在后臺數據庫將數據儲存,用于后期的信息處理與復查;在界面設計上遵循友好性,選取合理的處理器,做到成本低廉,更加實用。
1、系統設計原則
要求單片機系統應具有相對較高的可靠性、具有一定的性價比、并且方便操作與系統維護、可擴展性等特點。[9]
第一方面:相比于硬件系統來說,單片機的應用將會功耗低、外形簡潔,其最大的優點就在于它的性價比更高。單片機就具有高性價比的特點,因此,在設計的過程中需要保持系統的高性能,還要保障其成本要低,可以盡量使用少的外部電路,如無必要盡量使用高集成度得器件增加其性能和運行速度。
第二方面:在系統得設計階段要充分考慮使用者操作過程中的感受,要符合人機交互的方便性,比如:屏幕字體設計,不同年齡段的操作者要配備不同的字體格式,年齡長者可能會更喜愛大字體,而年輕的操作者則可能對字體要求沒有那么明顯。另外系統的設計要確保維修方便,當產品出現故障時,要有方便的檢修手段和維修手段,并做到定期進行系統的檢查和維護工作,保障系統可以長期運行。
第三方面:提高系統的可靠性包括:
(1)有條件同時進行軟硬件濾波。
(2)有條件系統設計自診斷功能。
(3)電源供電設計進行合理布線,供電電源需進行抗干擾措施。
(4)了解系統最大運行功率,合理設置電源設備。
第四方面:當需要新功能加入的時候,需要留取對外的接口方便未來操作,再添加新的模塊時要保證整體的穩定性,各模塊之間要相互配合緊密,都具有一定可靠性,可以快速、準確地進行輸出結果。
2、系統組成與工作原理
以單片機為控制核心,采用煙霧和火焰測量,通信技術,數據處理等關鍵技術,以火焰傳感器和煙霧傳感器作為測量元件,構成智能火災監測系統;另外人體熱釋紅外傳測量,光電開關判斷測量,通信技術,繼電器開關等關鍵技術,以熱釋紅外傳感器和光電開關作為測量元件,構成智能防盜系統,見下圖所示。
本系統以單片機為主控制設備,其中數據的傳輸、顯示都通過單片機來控制實現。由煙霧傳感器和火焰傳感器實現采集相應的狀態信息,單片機接收到外部設備反饋的信號后進行模數轉換再通過內部數據處理,處理過后將數據與閾值進行比較,如果高于閾值,則進行相應的智能逃生門的動作,還有信息的傳輸。此外人體熱釋紅外傳感器和光電開關則進行防盜系統的數據采集,當檢測到采集數據與正常值不同時,進行信息的傳輸與報警功能。數據顯示則由顯示模塊實時將動態的煙霧濃度顯示出來,還有系統的工作狀態。
在整個系統中運用了UART串口通信方式,為了增加火災監測系統的可靠應,還融入了多傳感器的算法,使系統更加可靠、穩定。
無線傳輸則是由SIM900A射頻構成的GPRS無線網關和遠程服務中心等部分組成,GPRS作為移動網關接入外部Internet,從而實現操作者的遠程控制。
