【正文】 明確的說(shuō)明。在國(guó)內(nèi)外重要建筑和公共場(chǎng)所已經(jīng)成為必不可少的消防安全設(shè)施。在此研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)上述幾種火災(zāi)信息識(shí)別的不足，設(shè)計(jì)了火災(zāi)圖像噪聲消除、背景差分法等算法在圖像處理中的應(yīng)用，通過(guò)仿真，驗(yàn)證了算法的可行性。本文對(duì)一系列的火災(zāi)樣本圖像和干擾圖像進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。This thesis conducts researches on the methods of fire information recognition, and mainly studies the methods of the image fire information recognition methods. It puts forward a series of fire image processing methods such as filtering the noise, difference image and so on. The feasibility of the method is proved by the result of simulation. Based on the flame of the information feature of area, edge and shape change, this thesis studies the corresponding detection algorithms, and gets preferable experimental results through the frame recognition.As for the duality of fire, namely randomness and determinism, the intelligent building automatic fire alarm system has the important task that transforms the randomness accurately in the firm detection. Therefore, this thesis uses the BP neural network algorithm. It gives the detail structure of the BP nerve net and the detail design precept of input and output layer. In this paper, a series of sample images of fire and interference images has been experimented. Experimental results show that fire detection algorithm based on the BP neural network is more effective to reduce fire false positive rate, and improves the accuracy of the fire alarm.KEYWORDS intelligent building, automatic fire alarm system, flame image，neural network。尤其是進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來(lái)，智能建筑在我國(guó)似雨后春筍般地拔地而起，并將成為21世紀(jì)建筑發(fā)展的主流。隨著信息共享性的增強(qiáng)，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的管理必將走向網(wǎng)絡(luò)化，由監(jiān)控中心進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，實(shí)現(xiàn)各部門的聯(lián)動(dòng)。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與水平火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展歷史可以追溯到19世紀(jì)。在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)備的生產(chǎn)和應(yīng)用歷史較長(zhǎng)，應(yīng)用已經(jīng)普及到了家庭。在此基礎(chǔ)上，以火災(zāi)模擬化技術(shù)為基礎(chǔ)的、具有像人的感覺(jué)器官那樣高可靠火災(zāi)探測(cè)功能的高級(jí)智能化火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)正在研制。該系統(tǒng)2000年問(wèn)世以來(lái)，代表了目前火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的國(guó)際先進(jìn)水平。總共可以掛接310110=3300片DS18B20。DS18B20在單總線為高電平時(shí)從單總線獲得電荷，供應(yīng)芯片電源，同時(shí)一部分電荷也保存在芯片的寄生電容中，在單總線低電平時(shí)供電。當(dāng)單總線需要上拉時(shí)由控制器通過(guò)I/0口對(duì)場(chǎng)效應(yīng)管的柵極寫“1”，即加一個(gè)+5V的電壓，使場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通，其他時(shí)刻對(duì)柵極寫“O”，使場(chǎng)效應(yīng)管截止。在支路上串接電阻將有效地降低阻抗失配，減少反射能量。系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)也要循環(huán)檢測(cè)，獲取是否有器件報(bào)警的ROM序列碼。1s鐘時(shí)間內(nèi)至少可獲取75個(gè)器件的ROM序列碼。這種傳感器的批量生產(chǎn)將進(jìn)一步促進(jìn)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的智能化建設(shè)。系統(tǒng)特點(diǎn)(1) ZN900系列火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)特點(diǎn)采用先進(jìn)的模擬量檢測(cè)技術(shù)和總線制地址編碼傳輸技術(shù)，具有靈敏、穩(wěn)定、抗干擾、抗潮濕等多功能。(3) 系統(tǒng)功能多，除聲光報(bào)警外還有語(yǔ)言報(bào)警，自動(dòng)撥119電話，對(duì)講、顯示各種信息，可在80列或132列打印機(jī)和CRT上輸出火災(zāi)發(fā)展階段的曲線。當(dāng)由集中控制器和幾臺(tái)區(qū)域控制器聯(lián)網(wǎng)時(shí)，可用此6位撥動(dòng)編碼開(kāi)關(guān)，編制每個(gè)區(qū)域控制器的編程。每路接100只各種模擬量探測(cè)器和其他設(shè)備，一個(gè)板可接400臺(tái)控制器最多插入5個(gè)探測(cè)器驅(qū)動(dòng)板，總?cè)萘繛?0路2000只探測(cè)器。(2) 輸入模塊ZN907 用于接收水流指示器，擊碎玻璃按鈕等設(shè)備輸出的開(kāi)關(guān)信號(hào)。模塊受消防聯(lián)動(dòng)控制器控制總線控制，可現(xiàn)場(chǎng)編程，模塊上有上升、下降控制輸出端及噴水控制輸出端。(2) 防排煙控制柜ZN911 用在通風(fēng)空調(diào)、防排煙設(shè)備及電動(dòng)防火閥控制系統(tǒng)。(4) 人工報(bào)警控制器ZN913 用在專用二總線連接所有手動(dòng)報(bào)警和消火栓擊碎玻璃按鈕輸入模塊報(bào)警方式。 代表國(guó)內(nèi)先進(jìn)產(chǎn)品的還有LA040系列火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。系統(tǒng)統(tǒng)一共可配接子站與樓層顯示器共84臺(tái)?；馂?zāi)信息識(shí)別方面 在目前已有的火災(zāi)信息識(shí)別技術(shù)：通信數(shù)據(jù)信息識(shí)別和數(shù)字圖像處理技術(shù)識(shí)別方法研究的基礎(chǔ)上，本文對(duì)圖像型火災(zāi)信息識(shí)別方法進(jìn)行了重點(diǎn)研究。同時(shí)，火災(zāi)信號(hào)檢測(cè)要求信號(hào)處理算法能夠適應(yīng)各種環(huán)境條件變化，自動(dòng)調(diào)整參數(shù)以達(dá)到能快速、準(zhǔn)確地探測(cè)火災(zāi)。 論文的組織結(jié)構(gòu)本文共分五章，分別為緒論、智能建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)構(gòu)成原理、火災(zāi)信號(hào)識(shí)別的基本方法、基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法在火災(zāi)探測(cè)中的應(yīng)用、結(jié)論與展望。針對(duì)上述二種方法主要優(yōu)缺點(diǎn)一一進(jìn)行了分析研究和檢測(cè)，這二種信息識(shí)別方法雖然廣泛利用于目前的火災(zāi)信息的識(shí)別，但其在時(shí)間的消耗和成本的選優(yōu)上，其優(yōu)、劣勢(shì)顯而易見(jiàn)。59工程碩士學(xué)位論文 第二章 智能建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)構(gòu)成原理第二章 智能建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)構(gòu)成原理 智能建筑的組成及功能智能建筑是采用系統(tǒng)集成方法將計(jì)算機(jī)、通訊、信息技術(shù)與建筑藝術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。PDS由工作區(qū)（終端）子系統(tǒng)、水平布線子系統(tǒng)、垂直干線子系統(tǒng)組成，是命令運(yùn)行的可信賴的保證。它為所有機(jī)電設(shè)備提供了安全、可靠、節(jié)能、長(zhǎng)壽。辦公自動(dòng)化系統(tǒng)OAS用于實(shí)現(xiàn)智能建筑中涉及部門多、綜合性強(qiáng)、時(shí)效性高的行政、財(cái)務(wù)、商務(wù)、檔案、報(bào)表、文件等信息管理業(yè)務(wù)。后一個(gè)子系統(tǒng)與人們從事的工作領(lǐng)域有關(guān)。從圖中可以看出：在火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中，火災(zāi)探測(cè)器長(zhǎng)年累月地監(jiān)控被警戒的現(xiàn)場(chǎng)和對(duì)象。圖 22 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)示意圖 基本性能 圖23為火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能關(guān)系圖?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)以先進(jìn)的火災(zāi)控測(cè)技術(shù)和獨(dú)特的報(bào)警裝置的高分辨率，不但能報(bào)出大樓內(nèi)火警所在的位置和區(qū)域，而且還能進(jìn)一步分辨出是所連接的哪一個(gè)裝置在報(bào)警以及裝置的類型、本大樓消防系統(tǒng)的具體處理方式等；系統(tǒng)可以使大樓的燈光、照明、配電、音響與廣播、電梯等裝置，通過(guò)中央監(jiān)控裝置或系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)通信、辦公和保安系統(tǒng)的自動(dòng)化。其目的是能將損失控制在最小范圍內(nèi)，滿足高層建筑或智能化建筑消防安全方面的性能要求。因此，對(duì)于從事消防系統(tǒng)工程和建筑電氣技術(shù)工作的工程技術(shù)人員而言，系統(tǒng)掌握高層建筑及智能化建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的組成原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，熟悉火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)主要設(shè)備裝置的電路原理、技術(shù)性能是極其重要的。(2) 火災(zāi)報(bào)警 這是火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的關(guān)鍵部份。(4) 自動(dòng)巡檢 自動(dòng)巡檢功能好像公安巡邏民警巡查社會(huì)治安狀況一樣，當(dāng)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)長(zhǎng)期處于監(jiān)控狀態(tài)，為了檢查系統(tǒng)工作是否正常，控制器設(shè)置檢查鍵。系統(tǒng)運(yùn)行某個(gè)部件出現(xiàn)故障時(shí)，為了保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，就對(duì)故障部件實(shí)行手動(dòng)關(guān)閉（隔離）?；馂?zāi)報(bào)警控制器代號(hào)號(hào)碼號(hào)JBCQG20主參數(shù)結(jié)構(gòu)特征代號(hào)分類特征代號(hào)應(yīng)用范圍特征代號(hào)號(hào)碼號(hào)號(hào)消防產(chǎn)品分類代號(hào)號(hào)⑥⑤④③②①圖24 火災(zāi)報(bào)警控制器型號(hào)編制方法 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的線制 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的線制是指探測(cè)器和控制器之間的連線數(shù)量及其相應(yīng)的技術(shù)，連線數(shù)量的多少關(guān)系到設(shè)計(jì)的工作量、施工的難度、系統(tǒng)的可靠性、系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制和工程的成本。編碼地址和探測(cè)器的平面配置圖互相對(duì)應(yīng)，只要知道了編碼地址也就知道探測(cè)器的部位。(2) 電子編碼。近年來(lái)有的廠家在出廠時(shí)，就將探測(cè)器的唯一地址碼設(shè)置好。為了減少導(dǎo)線損耗的影響，常常采用的是間接傳輸方式：即有頻率傳輸和數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)取?現(xiàn)代火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)在消防產(chǎn)品中的大量應(yīng)用，集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化程度的不斷提高，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式越來(lái)越靈活多樣，很難精確劃分幾種固定模式。為了后續(xù)章節(jié)研究的需要，這里作重點(diǎn)簡(jiǎn)介。指模擬量探測(cè)器接口電路一般包括前置放大、多路轉(zhuǎn)換、采樣保持、A/D變換等部分，如圖27所示。多路轉(zhuǎn)換器是一個(gè)電子模擬開(kāi)關(guān)，多個(gè)輸入端口分別與各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)相相連，輸出只有一個(gè)，通過(guò)二進(jìn)制化代碼尋址對(duì)各檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行巡回檢測(cè)。當(dāng)控制器裝置需要較大的驅(qū)動(dòng)功率時(shí)，用微處理器輸出的數(shù)字信號(hào)直接控制繼電器動(dòng)作，再允許輸出大功率的繼電器觸點(diǎn)啟動(dòng)被控設(shè)備動(dòng)作。重點(diǎn)介紹了火災(zāi)探測(cè)報(bào)警自動(dòng)化、火災(zāi)信息傳輸、消防聯(lián)動(dòng)控制、火災(zāi)通信指揮及管理網(wǎng)絡(luò)化、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)集成等方面的技術(shù)和火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警等其他子系統(tǒng)。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于人們的日常生活和國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各項(xiàng)領(lǐng)域?；靖艣r見(jiàn)圖31。系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性高，能適應(yīng)超大規(guī)模系統(tǒng)的需要；(4) 大屏幕液晶中文顯示清晰、生動(dòng)，并可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)溫度對(duì)液晶輝度進(jìn)行調(diào)節(jié)，具有良好的人機(jī)界面，通用性、可編程性強(qiáng)，豐富的操作提示，便于操作和維護(hù)；(5) 采用了薄膜面板工藝、機(jī)電一體化設(shè)計(jì)，使得外形美觀、結(jié)構(gòu)緊湊；(6) 設(shè)計(jì)符合GB47171993《火災(zāi)報(bào)警控制器通用技術(shù)條件》和GB168061997《消防聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備通用技術(shù)條件》等各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。(10) 該系統(tǒng)能與長(zhǎng)沙市119火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)消防網(wǎng)絡(luò)相連。 圖32為火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖?；馂?zāi)發(fā)生的隨機(jī)性，表現(xiàn)形式為慢速陰燃、固體燃料明火燃燒以及快速發(fā)展的液體油池火等等。 趨勢(shì)特征實(shí)踐表明：非火災(zāi)時(shí)探測(cè)器輸出的信號(hào)具有明顯的穩(wěn)態(tài)值，而火災(zāi)發(fā)生時(shí)其輸出信號(hào)則有比較明顯的、持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的正向或負(fù)向變化趨勢(shì)特征。通過(guò)對(duì)不同尺寸、不同結(jié)構(gòu)的房間采用不同種材料進(jìn)行各種火災(zāi)試驗(yàn)，結(jié)果表明：火災(zāi)初期（陰燃）煙信號(hào)的頻率集中在0~15Hz，溫度的頻率在0~55Hz，而在出現(xiàn)明火之后，火焰的頻率為812Hz。當(dāng)前用于火災(zāi)信息識(shí)別的方法有很多種，這里主要研究包括通信數(shù)據(jù)信息識(shí)別、基于數(shù)字圖像技術(shù)的識(shí)別等方法。其涉及的領(lǐng)域非常廣泛，如信號(hào)濾波、信號(hào)中的干擾或噪聲的抑制、信號(hào)平滑、信號(hào)銳化、信號(hào)增強(qiáng)、信號(hào)的數(shù)學(xué)化、信號(hào)的恢復(fù)和重建、信號(hào)的編碼和譯碼、信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)、信號(hào)的加密和解密、信號(hào)的辨識(shí)或目標(biāo)識(shí)別等等。波特率的辨識(shí)方式波特率的辨識(shí)分析即為串/并行脈沖檢測(cè)識(shí)別，步驟如下：Step1：實(shí)時(shí)采樣發(fā)送數(shù)據(jù)端口發(fā)出的高低電平，記錄電平變化時(shí)間長(zhǎng)度T；Step2：按B（波特率）=1/T（時(shí)間長(zhǎng)度）計(jì)算每次變化的比特位數(shù)B；Step3：根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸中起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位及停止位的特定變化規(guī)律，取Bx中最小值B；Step4：將與波特率對(duì)照表進(jìn)行對(duì)比，得到監(jiān)測(cè)接口波特率值。非固定模式串W格式為10XXXXXXXXY1，其中X和Y的取值在 0～1進(jìn)行界定。經(jīng)上述8步計(jì)算后，得到16位表示數(shù)據(jù)0X61，0X73，0X64，0X66，即字符中“ASDF”。然而這些信號(hào)在非火災(zāi)情況下也可能發(fā)生，有時(shí)其變化規(guī)律與火災(zāi)發(fā)生時(shí)出現(xiàn)的特征極其相似。則公式（33）的k(n1,n2)值表征了信號(hào)x(n)在離散時(shí)間n1和n2段的斜率 公式(33)此外由于火災(zāi)的發(fā)生將導(dǎo)致某火災(zāi)信號(hào)產(chǎn)生連續(xù)一段時(shí)間的變化，這是火災(zāi)信號(hào)與瞬時(shí)干擾脈沖等信號(hào)的差異所在。該模塊包括規(guī)則輸入語(yǔ)句的設(shè)計(jì)、規(guī)則的組織方式，進(jìn)而組織和分析規(guī)則。在進(jìn)行規(guī)則匹配時(shí)，只有上一層匹配符合后，才會(huì)進(jìn)行下一層匹配，而不是對(duì)每一價(jià)目數(shù)據(jù)包使用所有規(guī)則逐條進(jìn)行檢測(cè)。圖33，圖34分別為火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)局部區(qū)位圖、局部顯示屏圖。圖35為該醫(yī)院與報(bào)警網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)聯(lián)接圖。 表31 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)打印表序號(hào)設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算機(jī)接收數(shù)據(jù)錯(cuò)誤數(shù)百公比間斷數(shù)合計(jì)最長(zhǎng)連續(xù)數(shù)間隔數(shù)得分?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)排序17，N，1820602300327，N，26705301737，N，3450606411347，N，4250100282657，N，5385424301167，N，6450110371978，N，1110111100388，N，2250111282598，N，3311121002108，N，42