【正文】 經(jīng)網(wǎng)絡算法能進行數(shù)值化的和非數(shù)學模型的函數(shù)估計的優(yōu)點，將BP神經(jīng)網(wǎng)絡算法引入到圖像型的火災探測中，給出了神經(jīng)網(wǎng)絡的具體結構和輸入輸出單元的設計方案。研究火災自動報警系統(tǒng)的探測、報警、處理、控制等功能，掌握探測火災的規(guī)律，完成火災報警系統(tǒng)數(shù)據(jù)的識別、檢測、維修等功能，以期降低誤報，杜絕漏報，減少火災給人類生命財產(chǎn)帶來的損失，減少火災給生態(tài)環(huán)境和自然資源造成的破壞具有十分重要的意義[2，3]。系統(tǒng)模塊采用AT89C55WD做主控芯片，通過CAN總線獨立控制芯片PHLLPS SJA1000和CAN總線收發(fā)器芯片PHLLPS 82250與CAN總線相連，通過I/O 口和1Wire單總線相連通。測溫和報警DS18B20提供了一系列單字節(jié)命令，可對每個芯片寫EEPROM，設置報警上、下限，溫度分辨率及讀取芯片測量溫度。(2) 可根據(jù)工程實踐需要具體設計要求進行現(xiàn)場編制軟件程序。(3) 卷簾門控制模塊ZN909 用于控制卷簾門并反饋動作信息。該系統(tǒng)可配置51212800個火災探測編碼點及控制編碼點，其配置劃分為18塊驅動板，每塊驅動板聯(lián)接2回路，每回路控制的地址為2048個。第三章主要介紹了火災信息識別的幾種基本方法，包括通信數(shù)據(jù)信息識別方法和數(shù)字圖像處理技術識別方法等。系統(tǒng)還可使不同型號的電腦相互之間進行通訊。隨著社會的進步和經(jīng)濟繁榮，火災自動報警系統(tǒng)作為有效的消防技術手段之一，也越來越顯示出它的重要性。因此，盡量減少故障報警是提高火災自動報警系統(tǒng)準確率的極其重要的一環(huán)。最早的編碼器用8位撥碼開關設置地址碼，撥碼開關按二進制方式進行編碼，其中第8位不用。模擬量探測器的誕生，使得用軟件處理火災信號的能力大大地提高，產(chǎn)生了許多新的算法，推動了火災自動報警技術的進步。在這一章里全面介紹了智能建筑火災自動報警系統(tǒng)的概念、基本結構、基本性能、基本要求和火災探測器原理、報警系統(tǒng)的線制，以及傳統(tǒng)火災報警系統(tǒng)、現(xiàn)代火災報警的主要優(yōu)缺點等主要內容。需要時每個控制器還可擴展116個485通信口；(9) 實時的模擬量曲線、512條事件記錄、白天/黑夜靈敏度自動調整功能、步行測試和輸出測試功能、微型熱敏打印機實現(xiàn)事件實時打印。了解火災信號的頻譜性對于我們后面確定火災探測器的頻率響應范圍和火災視頻算法有重要意義。非固定串模式匹配算法方式現(xiàn)在我們以8 位數(shù)據(jù)位、奇校驗位、1位停止位的參數(shù)組合舉例來說明該匹配全過程。利用規(guī)則解析規(guī)則解析就是對輸入的規(guī)則（即現(xiàn)場規(guī)則）：如火警(fire/alarm)、故障(shield)等進行存儲及剖析。表3—1為監(jiān)測接收某型號火災報警控制器發(fā)送的數(shù)據(jù)。在圖像型火災識別技術中，數(shù)字圖像處理部分是火災探測系統(tǒng)的核心，直接影響到報警系統(tǒng)的準確率。我們設輸入數(shù)據(jù)序列為，I為自然數(shù)集合或子集，窗口長度為n，則濾波器輸出為： 公式（39）其中Med表示取的中值。設原圖像為，則閥值分割后的圖像為： 公式（312）這樣：g(x，y)=1時，則有火災發(fā)生；g(x，y)=0時則無火災發(fā)生。與此相對應，如果M10/M01同時有規(guī)律地變化（如同時增大），則證明有高亮度的物體攝像機方向移動，這樣可以排除干擾。火焰的邊緣變化分析在實際操作中，由于火苗發(fā)生竄動，火焰的尖角信息多體現(xiàn)在火焰圖像的上半部分，因此我們用矩陣法先計算區(qū)域目標的重心。將現(xiàn)有當前圖像與參考圖像進行比較，計算二者差的圖像的公式為【37，38】： 公式（311）為一個差值圖像序列，表示與參考圖像的差別。其基本原理：是對數(shù)字圖像中的某一點像素，用該點周圍小區(qū)域中的其他各點的灰度值的中值來代替該點灰度值。利用圖像型火災探測技術對早期火災進行識別，可以較好地區(qū)別其它干擾現(xiàn)象，準確及時地發(fā)現(xiàn)火災。同時還和城市“19”火災報警網(wǎng)絡系統(tǒng)相連，“119”火災報警網(wǎng)絡系統(tǒng)也同樣收到了火警信號，并視情予以處理。公式表示為RW(n) ＝ 公式(32)采用探測器輸出信號值的相對變化特征其中幅度變化的絕對值更便于判斷火災是否發(fā)生。下面從波特率的辨識方式；數(shù)據(jù)信息的0/1量化串方式；非固定串模式匹配算法方式進行分別研究。非結構性火災探測與其他典型的信號檢測相比顯得較困難，其原因是由于火災信號檢測屬于非結構性問題：①人知道如何處理與判斷火災，但較難用數(shù)學語言精確描述；②存在一些實際范例，可供人們學習；③最終的火災信號的識別與判斷是一種聯(lián)想、預測過程。(2) 插卡式設計，單機可帶多個回路卡，一個回路卡可帶二回路，每回路最多可帶127個編碼點，擴展性強；(3) 所有現(xiàn)場部件均集成CPU，采用分布智能、火災智能算法、先進的迷宮結構、表面貼裝工藝和可靠的總線通信技術，且每個編碼器件的靈敏度可根據(jù)現(xiàn)場條件進行主機設置。指微處理器輸出的數(shù)字信號通過D/A（數(shù)/模）變換，變?yōu)槟M信號，去驅動控制裝置動作。傳統(tǒng)的火災自動報警系統(tǒng)規(guī)模大小分為區(qū)域報警系統(tǒng)、集中報警系統(tǒng)、控制中心報警系統(tǒng)三種基本形式[27]?？刂破?23n 圖25 多線制火災自動報警系統(tǒng)連線制總線制系統(tǒng)20世紀80年代以來，大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，使得每個探測器給定一個特定的編碼地址成為可能。當備用電池的電壓低于20V時，控制器報故障，這時應關閉維修，以防蓄電池過放而被損壞，影響火災自動報警的正常運轉和監(jiān)控。同時，火災自動報警系統(tǒng)通過火災報警控制器啟動警報裝置，告誡現(xiàn)場人員投入滅火操作或從火災現(xiàn)場迅速逃離疏散；并且啟動斷電控制器裝置、防排煙設備、防火門、防火卷簾、消防電梯、火災應急照明、消防電話等減災裝置，防止火災擴散蔓延；一旦火災被及時撲滅，系統(tǒng)又恢復到原來的監(jiān)控狀態(tài)。建筑設備自動化系統(tǒng)建筑設備自動化系統(tǒng)對智能建筑中的暖通、空調、電力、照明、供排水、消防、電梯、停車場、廢物處理等大量機電設備進行有條不紊的綜合協(xié)調，科學運行管理及維護保養(yǎng)工作[19]。實驗證明該方法能有效地探測出火災并報警。相應的系統(tǒng)構成方式如圖14所示。主要控制模塊與功能(1) 輸出模塊ZN906 用于控制消防聯(lián)動設備和向消防控制中心返回聯(lián)動設備動作與否的信息；模塊受消防聯(lián)動控制器控制總線的控制，可現(xiàn)場編程，每個模塊中有一對常駐開閉觸點，容量為：220V，7A，電源24VDC[16]。當發(fā)現(xiàn)某個火災探測器數(shù)據(jù)變化量增大，達成火災發(fā)展曲線，火災報警控制器發(fā)出聲光報警，同時，點亮火災探測器上的確認燈，現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行相對比較復雜的分析處理，大大降低了火災自動報警系統(tǒng)誤報率[9]。另外，當單總線有多個DS18B20分支時，在分支點處會引起阻抗失配，從支路末端返回的反射波會影響總線上其它的器件。這里重點簡介美國DALLAS公司生產(chǎn)的數(shù)字溫度芯片DS18B20型火災自動報警系統(tǒng)。隨著人們防火意識的增強以及計算機技術的發(fā)展，智能建筑火災報警系統(tǒng)的探測技術由單元探測技術向多元復合探測技術發(fā)展，提高了探測的靈敏度和可靠性；信息處理技術由“固定閾”判斷發(fā)展為將現(xiàn)場采集參數(shù)與儲存數(shù)據(jù)進行對比，并開始引進神經(jīng)網(wǎng)絡技術；隨著現(xiàn)場總線技術的發(fā)展，數(shù)據(jù)總線布線技術由二線制逐步走向CAN、Long Works現(xiàn)場總線技術，增強了火災報警系統(tǒng)的開放性、準確性和實時性。本論文對火災信息識別的幾種方法：諸如通信數(shù)據(jù)識別方法；圖像識別方法一一做了研究，重點研究了圖像型火災信息識別方法。在國內外重要建筑和公共場所已經(jīng)成為必不可少的消防安全設施。尤其是進入20世紀90年代以來，智能建筑在我國似雨后春筍般地拔地而起，并將成為21世紀建筑發(fā)展的主流。在此基礎上，以火災模擬化技術為基礎的、具有像人的感覺器官那樣高可靠火災探測功能的高級智能化火災自動報警系統(tǒng)正在研制。當單總線需要上拉時由控制器通過I/0口對場效應管的柵極寫“1”，即加一個+5V的電壓，使場效應管導通，其他時刻對柵極寫“O”，使場效應管截止。這種傳感器的批量生產(chǎn)將進一步促進火災自動報警系統(tǒng)的智能化建設。每路接100只各種模擬量探測器和其他設備，一個板可接400臺控制器最多插入5個探測器驅動板，總容量為20路2000只探測器。(4) 人工報警控制器ZN913 用在專用二總線連接所有手動報警和消火栓擊碎玻璃按鈕輸入模塊報警方式。同時，火災信號檢測要求信號處理算法能夠適應各種環(huán)境條件變化，自動調整參數(shù)以達到能快速、準確地探測火災。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，是命令運行的可信賴的保證。從圖中可以看出：在火災報警系統(tǒng)中，火災探測器長年累月地監(jiān)控被警戒的現(xiàn)場和對象。因此，對于從事消防系統(tǒng)工程和建筑電氣技術工作的工程技術人員而言，系統(tǒng)掌握高層建筑及智能化建筑火災自動報警系統(tǒng)的組成原理、結構特點，熟悉火災自動報警系統(tǒng)主要設備裝置的電路原理、技術性能是極其重要的?；馂膱缶刂破鞔柼柎a號JBCQG20主參數(shù)結構特征代號分類特征代號應用范圍特征代號號碼號號消防產(chǎn)品分類代號號⑥⑤④③②①圖24 火災報警控制器型號編制方法 火災自動報警系統(tǒng)的線制 火災自動報警系統(tǒng)的線制是指探測器和控制器之間的連線數(shù)量及其相應的技術，連線數(shù)量的多少關系到設計的工作量、施工的難度、系統(tǒng)的可靠性、系統(tǒng)的運行機制和工程的成本。為了減少導線損耗的影響，常常采用的是間接傳輸方式：即有頻率傳輸和數(shù)字信號傳輸?shù)?。多路轉換器是一個電子模擬開關，多個輸入端口分別與各個檢測點相相連，輸出只有一個，通過二進制化代碼尋址對各檢測點進行巡回檢測?；靖艣r見圖31?；馂陌l(fā)生的隨機性，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。其涉及的領域非常廣泛，如信號濾波、信號中的干擾或噪聲的抑制、信號平滑、信號銳化、信號增強、信號的數(shù)學化、信號的恢復和重建、信號的編碼和譯碼、信號的調制和解調、信號的加密和解密、信號的辨識或目標識別等等。然而這些信號在非火災情況下也可能發(fā)生，有時其變化規(guī)律與火災發(fā)生時出現(xiàn)的特征極其相似。圖33，圖34分別為火災自動報警系統(tǒng)局部區(qū)位圖、局部顯示屏圖。綜上所述，上述提及到的串/并行脈沖檢測技術及數(shù)據(jù)挖掘的通信數(shù)據(jù)信息分析方法，較好地實現(xiàn)了火災報警控制系統(tǒng)通信數(shù)據(jù)信息的分析與識別功能，在現(xiàn)代數(shù)據(jù)分析技術日趨完善的過程中，將會有更多的和更加方便靈活的方法應用到火災自動報警系統(tǒng)中的火災信息識別之中。圖像的濾波常用的方法有線性濾波和中值濾波。在圖像處理過程中，圖像分割可以定義為將數(shù)字圖像分割成不相交（不重疊）區(qū)域的過程。對方程(313)兩邊取對數(shù)，公式(313)變成： 公式(314)令，將公式變形，再分析其線性度，即擬合成直線的相關系數(shù)見公式(315) 公式(315)式中： 顯而易見：Y與T成直線關系。具體來說，首先根據(jù)“探測準則”和“頂點判斷”條件搜索出火焰的尖角頂點。圖像采集系統(tǒng)是數(shù)字圖像處理系統(tǒng)中重要部分，由成像系統(tǒng)、采樣系統(tǒng)和量化器三部分組成。因此，在實際使用中，我們采用的濾波窗口大小。所以說，火災圖像的識別問題可以簡要表述為：在圖像預處理后，即可方便地計算出描述物體尺寸和形狀的一些特性，如物體的面積、周長、長度、寬度、矩形度、圓形度、不變矩、相似度和形狀描述等，進而進行圖像識別[30]。其中包含了模糊識別、聚類分析、模板分類、專家系統(tǒng)等。其中（火警、故障、屏蔽、監(jiān)管、聯(lián)動等）的數(shù)據(jù)包是我們關注的重點；其他系統(tǒng)/部件（如火災探測報警系統(tǒng)、消防聯(lián)動控制系統(tǒng)、感煙探測器、手動報警按鈕等）也應一一涉及。Step2： ilength（L串長度），滿足條件時則繼續(xù)第Step3，不行則跳至Step8；Step3 ：從L串中由左～右取出12位數(shù)據(jù)，放入S串內；Step4： 比較S0、SS11的數(shù)值是否分別相等于0、1，如果分別相等則跳至Step5，否則跳至Step7；Step5：計算S2~S9中的“1”的個數(shù)，檢驗出如果是奇數(shù)，則判定S10是否等于0，相等則跳至Step6，不相等的話則跳至Step7；檢驗出如果是偶數(shù)，則判定S10是否等于1，相等則跳至Step6，不相等跳至Step7；Step6 ：取S6～S9作為8位數(shù)據(jù)的前（低）4位，S2～S5作為8位數(shù)據(jù)的后（高）4位，計算此8位數(shù)據(jù)實際值value，將該值進行數(shù)據(jù)存儲，且將變量DataNum（接收數(shù)據(jù)數(shù)量）+1，置i = i+11，返回Step2；Step7 ：從S串中第2位起查找字符“10”，若發(fā)現(xiàn)位置為j，則置i=i+j，將變量WrongBits（錯誤位置數(shù)量）+j，跳至Step2；若未能發(fā)現(xiàn)，則將變量WrongBits+11，置i=i+11，跳至Step2。上述火災信號的特點是我們在火災信息識別時必須考慮的重要因素。從目前系統(tǒng)運行的狀況來看，火災報警的準確率在98﹪以上，誤報率能控制在1﹪左右。信號是信息的載體，在通過傳感器、中間變換器等所測得的信號中，即包含著有關被測對象的有用信息，同時由于識別過程中受到檢測系統(tǒng)內、外部各種因素的影響，還夾雜著一些不需要的成分。系統(tǒng)中，火災探測器、消防聯(lián)動設備等必須通過輸出接口才能與微處理器相連。其原理是：將探測器或模塊的兩根總線輸入端與電子編碼器的總線輸出端相連，電子編碼器可對探測器的地址碼、設備類型、靈敏度等進行設定、讀出和刪除；也可以對模塊的地址碼、設備類型、狀態(tài)參數(shù)進行設定、讀出和刪除。(5) 自動打印和記錄功能控制器能保存供火災調查用的永久性的火警和故障信息，并可隨時調用。一般來說，火災自動報警系統(tǒng)應具備以下幾個方面的性能要求：（1）具有模擬量或智能化火災探測方法和總線制系統(tǒng)結構；（2）現(xiàn)場火災探測器或傳感器能采集動態(tài)數(shù)據(jù)并有效傳輸；（3）報警控制