【正文】 出它的重要性。從圖中可以得知：高層建筑及智能建筑中的火災自動報警系統(tǒng)是以火災現(xiàn)象為監(jiān)測對象，根據(jù)防火、滅火要求和特點而設計、構成和工作的。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)。當監(jiān)測場所或對象發(fā)生火災時，火災探測器將檢測到火災產(chǎn)生的煙霧、高溫、火焰及火災特有的氣體等信號并轉換成電信號，經(jīng)過與正常狀態(tài)或參數(shù)模型分析比較，給出火災報警信號。其結構示意圖如22所示。如：金融領域的專用信息系統(tǒng)、工業(yè)企業(yè)領域的專用信息系統(tǒng)、國家宏觀經(jīng)濟調(diào)控領域的專用信息系統(tǒng)等[21，22]。前一個子系統(tǒng)是通用的，主要是提高人們的工作效率。因此，辦公自動化系統(tǒng)被譽為智能建筑忠實可靠的人事、財務、行政、保衛(wèi)、后勤的總管。系統(tǒng)還可使不同型號的電腦相互之間進行通訊。通訊自動化 該系統(tǒng)可分為衛(wèi)星通訊、圖文通訊、語言通訊及數(shù)據(jù)通訊等四個子系統(tǒng)[20]：(1) 衛(wèi)星通訊突破了傳統(tǒng)的地域觀念，起到了零時時差信息的重要作用；(2) 圖文通訊在當今智能化建筑中，可實現(xiàn)傳真、可視數(shù)據(jù)檢索、電子郵件、電視會議等多種通訊業(yè)務。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(diào)、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(diào)，科學運行管理及維護保養(yǎng)工作[19]。PDS克服了傳統(tǒng)布線中各系統(tǒng)互不關聯(lián)、施工管理復雜、缺乏統(tǒng)一標準及適應環(huán)境變化靈活性差等缺點。 圖21 智能建筑結構示意圖綜合布線系統(tǒng)綜合布線系統(tǒng)(PDS)是智能建筑連接3A系統(tǒng)各種控制及信號必備的集成化通常使用傳輸系統(tǒng)，它利用無屏蔽雙絞線(UTP)或光纖實現(xiàn)建筑物內(nèi)的語言、數(shù)據(jù)、監(jiān)控圖像和樓宇控制信號的實現(xiàn)傳輸。智能建筑的結構可用圖21表示。第五章首先對自己的研究工作進行了全面的總結，然后用科學發(fā)展觀的眼光，探討了智能建筑火災自動報警系統(tǒng)這一領域的發(fā)展方向。本文著重從火災圖像的火焰面積和尖角特征出發(fā)，重點研究了數(shù)字圖像處理技術識別方法第四章主要研究BP神經(jīng)網(wǎng)絡算法在火災自動報警系統(tǒng)的應用。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。第一章為緒論，主要概述了本文的研究背景和研究意義，然后研究了火災自動報警系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與水平，最后給出了本課題的研究內(nèi)容和文章的組織結構。實驗證明該方法能有效地探測出火災并報警。因此，火災報警探測是一個非常困難的問題。火災報警探測方面由于火災的發(fā)生具有雙重性，既有它的隨機性的一面，又有它的確定性一面。研究了火災圖像噪聲消除、背景差分法等算法在圖像處理中的應用，通過仿真，驗證了算法的可行性。通過對信息處理的基本概念的分析和目前困擾著火災自動報警的“瓶頸”問題，即如何減少火災探測過程中的誤報率，并提出了自己的一些見解。工作站模擬顯示屏火災報警控制器（主機）打印機屏幕、鍵盤數(shù)據(jù)和控制總線數(shù)字量輸入數(shù)字量輸出模擬量輸入（類比輸入）模擬量輸出（類比輸出）脈沖數(shù)字輸入485總線控制總線 圖14 集成網(wǎng)絡火災報警系統(tǒng) 智能建筑火災自動報警系統(tǒng)涉及的主要技術包括[14,15]：火災信息的有效檢測與火災模式識別技術；火災探測信息數(shù)據(jù)處理與火災自動報警技術；消防設備聯(lián)動控制與消防設備電氣配線技術；自動消防系統(tǒng)計算機管理與監(jiān)控數(shù)據(jù)網(wǎng)絡通信技術；火災監(jiān)控系統(tǒng)工程設計、施工管理和使用維護技術。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。LA040型火災自動報警系統(tǒng)是北京立安山雀智能系統(tǒng)有限責任公司的典型技術產(chǎn)品。相應的系統(tǒng)構成方式如圖14所示。其方式可分為分散式和集中式：分散式即輸入模塊直接接在探測總線上；集中式即輸入模塊接在人工報警控制器探測總線上?？偩€容量為99個，有自動、手動兩面三刀種工作方式，控制方式有單獨控制及交叉控制方式。防排煙閥的控制采用總線輸出技術，每個控制點可用一個外控模塊控制，并通過外控模塊返回運用信息，模塊編碼可以現(xiàn)場實現(xiàn)，最多可控100個點。該控制系統(tǒng)外部配線分為分散控制方式：水流指示器動作信號經(jīng)探測器二總線上ZN907輸入模塊再通過專用二總線加24V電源四總線接到濕式自動噴淋控制器，啟動噴淋泵，并把部位信號傳輸?shù)郊袌缶刂破魈幚?。電?4VDC。(3) 卷簾門控制模塊ZN909 用于控制卷簾門并反饋動作信息。可與普通火災探測器一樣接到探測總線上，輸入模塊所需信號為常開開關信號。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]?；馂膱缶鞑捎么笃聊灰壕э@示器，能顯示有關信息和技術數(shù)據(jù)，如顯示地址號碼、型號、靈敏度、環(huán)境變化量等等。(5) JBTB2000ZN905E模擬量通用火災自動報警控制器，其探測驅動板有四路二總線接口。布線可采用干支或環(huán)形。編址可在火災報警控制器內(nèi)完成。(4) JBQB100型以二總線制模擬量火災報警控制器1路容量為99只各種探測器，水流指示器、手動報警器等。(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。系統(tǒng)在火災報警控制器和消防設備聯(lián)動控制器采用96系列16單片機和模塊化總線制結構，大容量、大屏幕液晶顯示。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]。 國內(nèi)典型產(chǎn)品我國火災自動報警系統(tǒng)技術發(fā)展雖然不及國外先進水平，但發(fā)展迅速，優(yōu)秀產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。目前國外已在一塊硅片上集成了相當于人眼的光電部份，相當于人視覺神經(jīng)的信號，使傳輸部份和相當于人腦的記憶得到再現(xiàn)。目前代表國際先進水平的火災自動報警系統(tǒng)的還有美國愛德華系統(tǒng)技術公司（Edwards System Technology , 簡稱EST）的EST3系列火災自動報警系統(tǒng)和英國科藝公司（THORN SECURITY）的代表性產(chǎn)品—Minerva80系列智能型火災自動報警系統(tǒng)?？刂破髫撠煛熬€與”的搜索方向判斷，判斷64次“線與”等于一個ROM序列碼。DS18B20還提供了特殊的“二叉樹”搜索命令，啟動從低位到高位的搜索，完成從：啟動—低位—高位的搜索。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。圖13 DS1820內(nèi)部結構圖1Wire單總線可以連接控制器I/O 口的一位，也可以連接兩位，發(fā)送和接收分開。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。圖12 DS18B20與控制器接線圖人們在工程實踐中發(fā)現(xiàn)，每片DS18B20芯片與單總線間接一個100?的電阻可提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性（見圖12）。所以，當Wire單總線上負載多個DS18B20時，必須在總線上用一個MOSFET（金屬氧化物半導體場效應管）提供強上拉。單總線的空閑狀態(tài)是高電平，如果單總線保持低電平超過480ěs，單總線上掛接的所有器件將復位。這種方式不需要本地專門提供電源，把芯片的電源和地相接，只用一根1Wire單總線和主機通信并獲取電源。每個CAN總線智能節(jié)點都有一個模塊地址，這個地址通過一個8位的撥碼開關來實現(xiàn)節(jié)點與節(jié)點之間的互相通信[8]。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。其產(chǎn)品具有測點多、造價低、安裝維修方面、便于擴展、可靠性高、抗干擾能力強等優(yōu)點。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)。采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡、自動消防功能的機器人、光譜特性和火災圖像特征等識別技術判別真假火災；(3) 采用多級計算機分機管理方式的先進火災自動報警系統(tǒng)獲得應用，適應了智能化建筑將樓宇內(nèi)防火、電力、空調(diào)、節(jié)能、設備監(jiān)控管理組合在一個完整的計算機管理系統(tǒng)的需要；(4) 從多線制系統(tǒng)聯(lián)接過渡到總線制；(5) 專用集成電路設計與應用技術將成為智能化火災參數(shù)傳感器的核心，促進了火災自動報警系統(tǒng)的智能化；(6) 以火災自動探測算法為基礎的煙、溫復合式火災探測器已批量生產(chǎn)并被工程應用；(7) 無線遙控式火災自動報警系統(tǒng)報警已在國外逐步實現(xiàn)產(chǎn)品化；(8) 計算機多媒體和數(shù)據(jù)庫技術實現(xiàn)了報警語音化和各種數(shù)據(jù)存儲；(9) 以微粒分析和激光技術為基礎的高精度火災參數(shù)分析和超早期火災報警技術已實現(xiàn)產(chǎn)品化；(10) 國外具有協(xié)議開放技術的火災探測器已形成規(guī)?；a(chǎn)能力[6]。例如，西門子的SIGMASYS系統(tǒng)就能實現(xiàn)這樣的功能；(2) 可尋址開關量火災報警系統(tǒng)和分級報警式火災自動報警系統(tǒng)作為“初級智能”的火災自動報警系統(tǒng)獲得普及應用。并且制定了比較完善的火災報警規(guī)范。而作為火災自動報警系統(tǒng)的發(fā)展標志的火災探測器——放射性同位素源的離子感煙探測器，是到了20世紀50年代開始研究開發(fā)，60年代初才被推廣應用。1890年英國人發(fā)明了第一只用來探測火災信息的裝置——對溫度敏感的感溫探測器。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]。智能化建筑的興起，以及微電子技術、檢測技術、自動控制技術、計算機技術等的飛速發(fā)展，人們對火災報警系統(tǒng)提出了更高的要求，使得火災自動報警系統(tǒng)也出現(xiàn)了智能化的趨勢[1]。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。智能建筑是綜合經(jīng)濟實力的象征和綜合性科技產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展涉及電力、電子、計算機軟件工程與通訊等多種行業(yè)。當前，我國的城市建設正在經(jīng)歷一個前所未有的蓬勃發(fā)展階段，同時也陸續(xù)興建了一些不同智能標準的新型智能建筑。中南大學工程碩士論文 第一章 緒論目 錄第一章 緒論.……………………………………………………………………… 研究背景與意義 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與水平 1 國外典型產(chǎn)品 3 國內(nèi)典型產(chǎn)品 5 研究的主要內(nèi)容……………………………………………………….5 論文的組織結構 9第二章 智能建筑火災自動報警系統(tǒng)構成原理 10 智能建筑的組成及功能 10 智能建筑火災自動報警系統(tǒng) 11 火災自動報警系統(tǒng)基本結構 11 火災自動報報警系統(tǒng)基本性能 12 火災自動報警系統(tǒng)基本要求 13 火災探測器原理 14 火災自動報警控制器 14 火災自動報警系統(tǒng)的線制 16 傳統(tǒng)火災自動報警系統(tǒng) 17 現(xiàn)代火災自動報警系統(tǒng) 18 本章小結……………………………………………………………… 第三章 火災自動報警系統(tǒng)信息識別方法 21 火災信息處理的基本概念................................... 21 火災信息處理的基本概念.............................. 22 火災信號的基本特征.................................. 22 通信數(shù)據(jù)信息識別方法..................................... 24 .................................. 25 26 . 3 數(shù)據(jù)及實驗分析………………………………………………. 28 圖像型火災識別技術……………………………………………………30 基本原理 31 火災圖像的預處理 32 火災圖像的分割 33 火災圖像的特征提取 34 實驗結果及分析 37 本章小結 39第四章 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的火災圖像探測技術 40 人工神經(jīng)網(wǎng)絡 40 BP神經(jīng)網(wǎng)絡火災圖像探測算法 40 BP神經(jīng)網(wǎng)絡原理 40 BP神經(jīng)網(wǎng)絡結構 41 BP神經(jīng)網(wǎng)絡算法學習步驟 42 BP神經(jīng)網(wǎng)絡算法的火災探測實驗 44 本章小結 46第五章 結論與展望 49 研究工作總結 49 進一步研究發(fā)展方向 50參考文獻 51致 謝 54攻讀學位期間主要的研究成果 55第一章 緒論 研究背景與意義隨著信息社會的發(fā)展，智能建筑比傳統(tǒng)建筑更能夠為人們提供理想的工作和生活環(huán)境。 Secondly, research is made on the imagecentered fire detection methods based on BP (Back Prop