中国消防电子技术现状与产业发展方向Word文档下载推荐.doc
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增加系统可靠性是现代火灾探测报警技术的发展方向。
智能式火灾探测报警系统按其智能的分配可分为三种系统。
一是探测智能、二是监控智能、三是探测智能和控制智能兼有。
后者是智能化程度更高的系统，其可靠性更高，但缺点是成本高。
人们对于火灾自动报警系统期望在于：
首先要求系统早期发现火灾，其次是消除误报和降低系统的成本费。
火灾智能报警系统最终可能发展机器人智能报警系统。
当前火灾探测领域广泛使用的就是智能型探测器探测方式。
它是将火灾探测及信号处理都集中在探测器内部，在探测器内设有微处理器，这样探测罪就不再是单纯的传感器。
探测器不需要再向控制器传送传感信号，而只需传递一系列的数字信号。
当今时代微处理技术发展非常快，低价位、低功耗高性能的小型单片机比比皆是，这就为我们发展智能型探测器提供了充分的物质保障，所以智能火灾探测器是消防领域的发展方向。
采用单片机后，许多以前需要硬件完成的功能，现在可以通过软件程序控制实现，使探测器测量与控制较硬件更加容易，电路结构更加简单，增加了电路的可靠性。
随着火灾探测方面的新技术的出现与应用，我们可以在电路结构不做大的调整的前提下，随时更新探测器软件，加入最新的火灾探测的算法，对探测器进行升级，使之报警更准确，性能更可靠。
例如国产JF988火灾报警系统，探测器采用软编址方式，取消了拨码开关。
具有内置动态调零能力，能够自动修正环境造成的本底漂移。
现代火灾自动报警系统迅速发展的另一方面是复合探测器和多种新型探测器不断涌现，探测性能越来越完善。
多传感器/多判据探测器技术发展，从响应火灾不同现象的多个传感器获得信号，并从这些信号寻出多样的报警和诊断判据。
一些特殊材料燃烧后产生的烟雾很小或烟粒子颜色是黑色，采用光电探测方式时，响应幅度很低，但由于有较大的温度变化，如果采用单一方式探测，会有一定的局限性，不能适应各种火源，如单光电感烟探测器对SH3、SH4两种试验火均较难响应。
可以把两种或两种以上探测方式融在一起，制成复合探测器，增强探测器功能，同时弥补各探测方式的缺点。
如光电感温复合探测器，可利用温度补偿光电对黑烟不敏感的缺点。
由于其内部有微处理器，每个探测器都有信号处理软件，就地采集就地处理，不需经过线路传输，信号的真实程度得到提高。
采用复合探测形式，不仅对烟雾探测，同时对温升进行测量，通过一定算法将烟值与温度变化量结合，达到报警目的，充分利用燃烧的各种参数有机结合，达到探测火灾的目的，因此复合探测技术是发展智能火灾探测器的关键技术之一。
如国产的一种光电感温两复合探测器，除了满足感烟和感温的各项检验指标之外，在火灾灵敏度实验中，实现了对SHl、SH2、SH3、SH4四种试验火均响应。
1．2
工控机作为中央处理器的控制器
目前市场上绝大多数的火灾自动报警控制器，其中心处理单元均采用单片机控制，单片机以其价格的绝对优势，加之硬件简单，便于维修等被广泛应用，可谓物美价廉。
但随着系统容量的增加，单片机的处理速度及容量显然不够，对于复杂系统的软件编程繁琐、操作不便，尤其是要进行报警平面图的显示时，这种控制器无法实现，必须要配一台计算机。
由此以工控机作为中央处理器的控制器应运而生，它以中文Windows2000作为操作平台，采用高级语言编程，使得控制器具有良好的界面和更好的兼容性，克服了上述不足，其容量更大，功能更强，能很好地适应市场需求。
例如国产某一种产品特点如下：
（1）系统报警容量大，可达19000多点。
（2）由于采用Windows2000操作平面，因此界面美观，易于操作。
（3）关于历史记录保存、平面图管理的优势尤为明显。
1．3
嵌入式产品方式
随着市场需求的发展，对报警控制器的要求也越来越高。
首先，在功能上要求控制器应尽可能详细地显示各种信息，通常这要求其液晶显示器至少达到640x480普通PC机的显示分辨率，以及灵活友好的人机显示界面；
第二，在速度上要具有高速处理功能，一般要达到30～60MIPS，才能满足对几千点报警探测器的多重处理及控制器网络化输出的要求，文件信息量也须达到1M～4Mbyts的规模要求；
第三，要具有较低的成本，一般要远低于PC机的价位，才能满足市场竞争的要求，同时还要便于生产及质量控制。
以上这几点用PC机或单片机来解决都有较大难度，而随着嵌入式系统的发展及成熟，使其能顺利解决以上问题，而成为现代控制器的最佳核心处理器的选择。
智能消防报警控制器的嵌入式系统随着微电子技术而发展，嵌入式系统芯片以集成度高，价格低，越来越适合市场应用。
例如国产SD2200系统目前用ARM7设计整个处理单元，其直接成本仅300元人民币左右，而全数字高集成贴片几乎不用人工调试调整。
以上各点均体现了嵌入式系统应用于火灾报警控制器的种种优越之处。
此外，嵌入式系统应用可进一步拓展火灾自动报警监控联网技术产品的应用范围。
1．4
空气采样感烟探测技术
空气采样感烟探测技术自70年代中期由澳大利亚首创后，在国外已得到广泛应用，并逐步进入我国消防市场。
该技术在探测方式上，完全突破被动式感知火灾烟气、温度和火焰等参数特性的局面，跳跃到主动进行空气采样，快速、动态地识别和判断可燃物质受热分解或燃烧释放到空气中的各种聚合物分子和烟粒子。
国际上将空气采样式感烟火灾探测器定义为：
通过管道抽取被保护空间的空气样本到中心检测室，以监视被保护空间内烟雾存在与否的火灾探测器。
该探测器能够通过测试空气样本了解烟雾的浓度，并根据预先确定的响应阈值给出响应的报警信号。
1．5
红外光束线型感烟探测器
是应用烟粒子吸收或散射红外光束强度发生变化的原理而工作的。
探测器的工作原理与光电感烟探测器类似，只是烟不必进入点型光电感烟探测器的采样室中，在保护空间任何地点上的烟都可能使红外光束衰减。
线型光束探测器在一个长达100米的路径上可代替若干个点型感烟探测器，具有保护面积大、安装位置较高、在相对湿度较高和强电场环境中反映速度快等优点，适宜保护较大的室内、外场所，尤其适宜保护难以使用点型探测器甚至根本不可能使用点型探测器的场所。
1．6
分布式光纤火灾预警系统
国内已研制成功一种分布式光纤火灾预警系统，由若干个光纤传感单元、具有长度标度的单芯光缆、光纤测量系统以及微机信号分析识别与处理系统组成。
与一般应用于电缆沟和桥架的光纤火灾测温系统不同，它的优点是能广泛安装在建筑物中，精度可达到5m，可精确地对在建筑物中的某个部位进行及时的火灾定位，且其成本也低于传统的火灾检测系统。
1．7
报警联动一体化
以带联动控制功能的报警控制器为控制中心，既联系火灾探测器，又联系现场消防设备，联动关系是在报警控制器内部实现的。
这种方式是近几年发展起来的，系统简单，但目前国内仅限少数厂家能生产。
自动灭火系统独立设置与安装的情况场合并不多见，以往仅设置火灾自动报警系统而无自动灭火系统的情况与场合也越来越少。
一般常见火灾自动报警与自动灭火联动控制系统，有两者组合和两者合一类型，后者是当前发展的方向。
国内外先进的通用火灾报警（联动）控制器均是集报警和联动控制于一体，可实现手动或自动联动、跨区联动、设置防火区域，使火灾报警和联动控制达到最佳的配合，符合最新火灾报警和联动控制国家消防标准。
1.
8
CAN总线的分布式火灾报警控制系统
CAN是英文Contro，JerAreaNetwork的缩写，译为控制器局域网络。
CAN总线是德国Bosch公司1985年推出的高级串行数据通信协议，最初的目的是为解决现代汽车中电子监控设备之间的数据交换。
1993年国际标准化组织IS0颁布为国际标：
隹（1S011898）。
CAN是一种多主式总线，通信介质可以是双绞线或光纤，通信速率可达1Mbps。
其通信接口由硬件实现，完成物理层和数据链路层功能。
其独特的设计和高度可靠性，非常适于分布式实时控制，因此越来越受到工业界的重视，广泛应用于各种工业自动化和测控领域，成为最有前途的现场总线之一。
RS-485总线是在火灾报警系统中最早应用的一种总线，在监控范围较广、传输距离较远的情况下，RS-485总线的局限性已逐渐体现出来。
用CAN总线取代RS-485总线是一种较为彻底的解决方案。
基于CAN总线的火灾报警控制系统采用了目前较为流行的分布式控制结构。
遵循管理集中，危险分散的原则。
通过TCP/IP协议和系统提供的软件接口，实现火灾报警系统与其他楼宇管理子系统的集成。
再如国内已有几家研制成功基于CAN总线的分布式火灾报警控制系统。
例如国产DFS火灾报警系统，控制器与总线控制器之间通过CAN总线连接，单条CAN总线上最多可以连接31个总线控制器。
又如国产JF988火灾报警系统，在控制器各单元之间以及联网的多台采用了内部和外部两个CAN总线进行连接。
将CAN总线应用于大型火灾报警系统是目前发展的趋势。
不过由于研制和使用时间较短，目前市场上大多数产品的报警性能并没有完全发挥出CAN总线强大的差错控制、故障处理和低廉成本等特性，CAN总线下位网络的设计不太完善和统一。
有一家单位提出了一套完整的基于CAN总线大型火灾报警系统下位网络的设计方案，并在火灾报警系统产品中实现，设计了一种分布智能型火灾报警系统，其主和副CAN总线、探测器双绞线和连接三者的下位机模块（包括：
主副CAN转换器、回路板和楼层显示器）统称为CAN总线下位网络。
上位机可以是工业控制PC机，它控制CAN总线配置卡连接CAN总线构成火警控制器。
CAN总线采用双绞线形式，这里以10KB/s的速度传输信息，距离可达到4.4km。
因为一般CAN总线上通常只能连接110个节点，若只有这么多节点去完成整个系统的探测、预报、联动、显示、报警等所有功能，显然是不够的。
必须将整个CAN总线的下层设计咸面向对象的各种功能模块。
在单个功能模块不够用的情况下，再添加副CAN总线扩充，例如由”主副CAN转换器”转发主CAN总线上的信息给副CAN总线下的各个节点。
从上述方法设计出来的CAN总线下位网络，其产品在实际工作中就具备稳定性和通用性。
1．9
网络通信系统结构
网络通信系统结构可在集中智能或分布智能系统基础上形成，它是将计算机数据通信技术应用于火灾报警控制罪，使控制器之间能够通过Ethernet、Token、Ring、TokenBus等网络通信协议，以及专用通信线或总线（RS232、422总线、485总线）交换数据信息，实现火灾自动报警系统层次功能设定、远程数据调用管理和网络通信服务等功能。
因此，网络通信系统结构配以分布智能数据处理方式，能适应智能建筑火灾自动报警系统的发展需要，并能适应智能建筑楼宇设备监控与管理系统和城市消防数据通信系统的建设与发展的需要。
消防自动化系统纳入建筑设备自动化系统之中的广度与深度国内外差异很大。
一般而言，国内智能建筑中消防自动化系统大多呈独立状态，自成体系，并未纳入BAS中。
这种自成体系的消防系统与楼宇、保安等系统相互独立，互联性差，当发生全局事件时，不会形成他系统配合联动和集中解决事件的功能。
第二种国内智能建筑中消自动化系统也呈独立状态，自咸体系，但已具备与楼宇自控系统联的功能。
这种类型情况比较复杂，大多为进口产品系统及少数国产统，其中确已实现与楼宇自控系统联网功能。
火灾报警控制器实现数据通信标准化是火灾自动报警系统与能建筑数据共享和有机联系的基础。
智能建筑火警信息数据共享可变火灾自动报警系统自咸封闭体系现状，促进相应技术和产品发展实现楼宇集中管理系统直接采集火灾参数、监测火灾状况和联动控制消防设备。
例如国产GST系列产品具有配接专用连接探测器及模块的光纤接口，可实行远程（430公里）探测器及模块到控制器之间的信号传输。
控制器之间也可通过专门设计的RS-232光纤接口，实现远程耳网通讯；
它是一种具有互操作性的LONWORKS开放性网络。
1．10
火灾自动报警联网监控技术
随着城市建设的发展，火险隐患不断增加，重特大火灾发生几率呈上升趋势。
目前，在各建筑物内安装的火灾探测报警系统及消防话施，在早期发现火灾警情和预防火灾方面发挥了重要作用，但在实际使用过程中暴露出的产品质量、设备管理、警情处理等方面问题也巨益突出，严重影响了火灾探测报警设备功能的正常发挥。
以现代通信和网络传输技术为基础发展起来的火灾自动报警联网监控技术，可以确保火灾探测报警系统和消防安全设施正常运行并发挥其应有作用，通过传输火灾探测报警系统的设备运行数据和报警信息，为消防监管和灭火救援部门提供强有力支持，实现缩短报警时间，准确迅速扑救火灾，提高整体防灾减灾技术水平。
火灾自动报警联网监控技术在国外发达国家和地区较早得到应用，我国此项技术的应用研究起步于上世纪90年代中期，但在近些年得到快速发展。
目前已有多家科研院所和厂家致力于研发适合我国消防领域特点的火灾自动报警监控联网技术及相关产品，在部分城市建立了火灾报警监控网络系统，在消防监控和灭火救援方面发挥了重要作用。
火灾报警监控网络系统一般由火灾报警监控终端（亦称为火警传输设备，简称监控终端）、报警监控通信网、报警监控中心三部分组成。
火灾自动报警监控联网技术是消防安全报警技术的组成部分，是对现有火灾探测报警技术及功能的延伸和拓展，实现消防监管部门对各建筑物内火灾探测报警系统的城市规模大区域监控管理，将火灾探测报警和消防监管、通信指挥、灭火救援有机结合起来，最大限度减少火灾造成的人民生命和财产损失。
随着城市建设规模的不断扩大和消防安全意识不断增强，火灾自动报警监控联网技术必将得到进一步推广应用，成为消防安全报警领域中新的增长点。
现代通信技术、计算机网络和信息技术的快速发展为研究开发新一代火灾自动报警监控联网技术产品提供了有力支持。
消防监管部门对火灾报警监控联网系统日益重视，尤其是公共安全行业标准《火灾自动报警系统监控网络通信协议》的颁布实施以及正在制定中的国家标准《火警传输设备》，为火灾自动报警监控联网技术的规范化全面发展创造了有利条件。
作为火灾自动报警监控联网的新技术；
嵌入式终端产品方式和多信息技术的应用格外引人注目。
目前消防报警产品市场上生产和销售的火灾探测报警系统设备多不具备联网通信功能。
建立城市规模的火灾自动报警监控联网系统，需要为消防安全单位的火灾探测报警系统额外配备监控终端，重新进行安装、布线、调试，程序繁琐复杂。
而嵌入式模块化设计的监控终端，可以采用OEM方式直接供给火灾探测报警系统的生产厂家，与其系统融为一体，在使用中不影响原有火灾探测报警系统的结构、功能状态和电气性能，并进一步拓宽延伸其系统功能，实现联网通信，直接向监管中心或消防中心提供详细准确的报警部位、报警类型、系统运行状态、故障信息、工作记录等信息，并可实现设备远程数据维护功能。
此种直接向企业提供火灾报警监控联网嵌入式OEM产品的方式，可以避免火灾探测报警系统生产厂家的重复性技术研发投入，进而利于降低其产品成本。
现代数字声像编码技术和宽带通信接入技术的发展，为火灾自动报警监控联网提供了更完美的解决方案——多信息火灾自动报警监控联网技术。
多信息火灾自动报警监控联网技术，可以提供火灾探测报警系统设备的运行、现场情况的图像、音频同步信息，内容详尽，效果直观，可实现全方位消防监控管理，极大地提高了报警效率和监管水平。
并且，在发生紧急事件时，多信息监管技术的提供信息直观性和报警操作交互性可以极大地简化报警环节，缩短报警时间，最终实现早期预警、自动报警，对消防部队快速；
隹确扑救火灾起到重要作用，真正体现火灾自动报警监控联网技术的应用意义。
多信息技术是未来火灾自动报警监控联网技术的主要发展方向。
1．11
大空间场所消防探测及灭火
合肥科大立安公司利用图像型遥感探测技术较好地解决了大空间场所消防探测及灭火这一世界难题。
实现了大空间建筑早期火灾的探测和三维空间定位。
目前大空间火灾探测及消防水炮灭火系统可用于房间高度大于8米的场所，如展览中心、体育馆、大型剧院、会议中心、机场、机库、大型物资仓库以及环境恶劣的工业场所等。
1．12
工业消防安全技术
我国第一个工业消防专业技术公司——首安公司，开发成功了工业消防专用成套设备：
同轴缆式模拟量线型感温探测器、远程红外可燃气体探测器、多频三波段火焰探测器、工业消防专用细水雾灭火系统等；
以适用先进的成套技术，为客户提供可靠、经济的”工程消防解决方案”；
在国内工业消防领域已夺取一席之地并迅速扩大地盘，与诸多国外著名厂商竞争。
石油化工企业、海上采油平台、油田油库储罐以及油轮码头等易燃、易爆场所的消防安全令人担忧，长期以来都采用点型可燃气体气敏探测器构成报警系统，效果不好。
近年来国内外专家都在探索其他可燃气体探测报警的新途径。
沈阳消防科研所采用红外光束原理初步开发成功了“大面积线型可燃气体探测器”。
分布式光纤温度探测报警系统，比较适合电缆隧道的防火。
上述技术和产品国内都已研制成功并投入批量生产。
高灵敏吸气式激光粒子计数型火灾报警系统、分布式光纤温度探测报警系统、计算机火灾探测与防盗保安实时监控系统等新技术问世并获得应用。
在诸多新技术新产品中，一种将通常用的离子感烟改进为用CO传感器组合的复合探测器，由于空气中的CO含量变化早于烟雾和火焰的生成，因此，它响应速度更高（可测出1—20ppm的变化），应用前景十分良好，国产智能一氧化碳与烟温复合火灾探测系统已经研制成功。
笔者认为这种新技术及其系统产品是现今火灾自动报警系统发展方向。
2．
技术差距及发展方向预测
2．1采用智能技术处理传感器提供的火灾信息
这一方面国内外技术差距较大。
近年来国内不少企业应用数理计算和计算机技术，开展了火灾探测算法的研究，有的应用模糊逻辑算法、人工神经网络信号处理，以及采用多传感器硬件复合配套，以获得更多的火灾信息作为火灾判断的依据。
在产品设计思想上将火灾探测器的火灾信息收集传感的功能与火灾判别判定功能相分离。
前者主要依靠技术精度高的硬件来实现，而后者主要依靠智能化的软件来实现。
通过努力，这一方面国内外技术差距正在缩小。
2．2
以搜集时间信息为主作为报警依据转为以物质信息与时间信息相结合作为报警依据
目前任何一种火灾探测器所接受的信息都不可避免包含着不可靠的信息成分，所以总会存在一定的误报率。
目前国内一些科研开发机构、火灾实验室正在致力火灾物质信息的基础研究工作。
例女口选择不同激光对各类典型物质燃烧生成物进行光谱分析，捕获识别真假火灾的细微特征参数；
也有的开展燃烧生成物形成过程中的电磁波、亚声波、嗅觉味觉仿生信号等研究，对早期火灾的原始物质信息特征进行探索，企望能在这方面获得应用上的突破，然后在此基础上进行多信息多参数的复合判断，从而达到提高火灾探测报警技术的高准确性和高可靠性的目的。
由于基础研究工作投入力度和火灾实验室条件限制，这一方面国内外技术差距更大，但通过努力，这一方面国内外技术差距也在缩小。
2．3
目前世界上出现了3种吸气式高灵敏度火灾探测报警系统，其中有一种还比较适合电缆隧道的防火，即
“HighSensitivityArtifi-cial-intelligenceSmokeDetectionSystem”，以下简称HSASD，主要采用了“光学神经网络灰尘识别技术”“前馈神经网络数据处理技术”，它可以让机器对灰尘等污染物进行识别，对环境进行自动不停的学习，使灵敏度能随环境的变化而变化，不会产生误报现象，所以电缆隧道恶劣的环境也不可能影响它的正常工作，而且由于该系统采用PVC或ABS管取样，所以可将机器安装在地区建筑物内，或用其他方法，只对机器本身做一下处理，因此不受隧道潮湿等环境因素的影响。
这种用于工业消防的空气采样感烟探测技术，国内技术差距还不小。
2．4
火灾探测报警的网络化
信息网络化技术是一项重要的共性科学技术，也是21世纪科技发展的特征之一。
对消防产业而言，如何把计算机数据通讯技术及时地应用到火灾探测报警系统，以便利用并通过网络协议，充分享用社会信息资源，及时交换系统内部和外部之间的数据信息，从而构成一个动态的城市化、社区化的具有多层次的火灾探测报警救援、管理、服务网络信息系统。
这一方面国内外技术差距很大，尽管国内已开发成功城市消防网络管理系统产品，但国内火灾自动报警系统通讯协议无统一标准，各厂家自搞一套、自成一体，通讯协议不开放，数据格式不统一，传输非标准，技术层面的信息交换不畅通，成为技术良性发展和产品研发的重大障碍和”瓶颈”，甚至同一企业不同系列的产品所采用的通讯协议也不同，系统维护保养缺乏标准及可持续的技术支持，用户操作使用困难。
这一重大障碍必须突破，由于涉及各企业切身利益，国家有关部门可组织国内大型生产企业，有步骤地规范和统一火灾自动报警系统通讯协议，借鉴国际上广泛公认的标准总线和通讯协议，利用现有软件、硬件技术，使协议与国际接轨，同时也应以国内技术相对先进、产品性能相对可靠的生产企业的现行标准作为基础技术支持,使使国内消防电子产业的发展得到合理的衔接、过渡和更新。
2．5工业消防
易燃、易爆、高危险、高灾害的工业场所的火灾探测报警，这是一项国内长期存在、但至今尚未解决好的火灾探测报警重大难题。
如国外有一种FIRERAY线型红外反射光束感烟探测器，将发射机和接收机合二为一，信号经一块棱镜反射后用于探测烟雾的分析，有自动快速对；
隹和自动补偿功能，同时有防爆型供选择。
如日本TAKEX火感探测器覆盖范围达8米，只要出现7cm长的火苗便可触发报警。
又如火探自动探测灭火装置是国际上近年来发展起来的一种新型自动灭火装置，系统简单，安装方便，不需敷设管路和配置复杂的火灾报警及联动控制设备，探火及灭火自成体
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