隨著我國社會經(jīng)濟快速發(fā)展,城市建筑物的構造越來越復雜,火災發(fā)生概率以及火災發(fā)生后對社會經(jīng)濟影響也大幅度增加。消防戰(zhàn)士面臨高溫、濃煙和混亂等復雜環(huán)境,由于受技術裝備的先進性和實用性的制約,救援效率相對較低。因此,針對火災現(xiàn)場的特殊情況,開發(fā)高效可靠的消防員偵察系統(tǒng),對于提升救援效率,保障消防員及人民群眾的生命財產(chǎn)安全有著重要意義。逑由于難以實時獲取火災救援現(xiàn)場綜合信息而使得消防員在火災撲救時面臨較大的風險,本文構建了一套火災現(xiàn)場環(huán)境及消防員體征檢測系統(tǒng)。本系統(tǒng)由上位機和下位機兩部分組成,下位機安裝在消防馬甲,由相關傳感器和STM32控制器組成,上位機完成對采集數(shù)據(jù)的接收和分析。首先利用相關傳感器檢測消防員體征信息,例如血氧濃度、體溫、脈搏等信息,信息由STM32(A)為控制器通過藍牙發(fā)送到中轉站STM32(B),與此同時中轉站會檢測到火災現(xiàn)場的環(huán)境參數(shù)信息,例如環(huán)境溫度,煙霧濃度和一氧化碳濃度等,最后將體征信息和環(huán)境參數(shù)信息形成數(shù)據(jù)幀以WIFI的通信方式發(fā)送到上位機。本文設計了系統(tǒng)底層硬件電路部分,硬件電路主要包括主控模塊、通信模塊,傳感器模塊、監(jiān)控模塊等,并對硬件電路的各個模塊分別進行了測試與驗證。系統(tǒng)涉及到多數(shù)據(jù)的采集和傳輸,專門設計數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議,對系統(tǒng)的性能有較明顯的提高。并以Visual Studio 2010為開發(fā)工具設計上位機管理軟件完成數(shù)據(jù)分析,將采集到的火災環(huán)境信息和消防員體征信息在后方消防指揮平臺進行實時顯示。上位機軟件系統(tǒng)主要包括用戶登錄界面模塊、功能界面模塊。數(shù)據(jù)庫設計,利用SQL server將上位機接收到的數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫表。數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫同時對數(shù)據(jù)進行分析對比,建立基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的安全預警模型,運用數(shù)據(jù)融合算法將傳感器采集到的數(shù)據(jù)融合后對火災救援現(xiàn)場消防員的安全狀態(tài)進行預測。判斷消防員處于安全狀態(tài)還是處于危險狀態(tài),將輸出實際值與期望值比較,誤差滿足系統(tǒng)要求。分別對系統(tǒng)的各個模塊進行了測試與驗證實驗,實際使用結果表明本文設計的火災現(xiàn)場環(huán)境及消防員體征檢測系統(tǒng)能夠有效運行。從實際出發(fā)分析了系統(tǒng)測量誤差來源,提出軟件硬件解決措施,比較多項式插值法和分段線性插值法特性,選用分段線性插值法對系統(tǒng)誤差進行修正。本系統(tǒng)將計算機硬件軟件技術、網(wǎng)絡技術和ARM技術有效結合,為保障消防員生命安全和指揮人員實現(xiàn)協(xié)同救援提供有效的技術手段,對提高消防員火災救援效率具有積極的實際意義。
【學位單位】：安徽建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TU998.1;TP274
【部分圖文】：

第二章 火災環(huán)境及消防員體征檢測系統(tǒng)總體設計方案本章首先介紹課題火災現(xiàn)場環(huán)境及消防員體征檢測系統(tǒng)總體方案設計，然后就硬件設計進行框架分析，最后軟件設計部分具體闡述系統(tǒng)關鍵部分的軟件編譯。火災環(huán)境及消防員體征檢測系統(tǒng)方案概述火災現(xiàn)場哪些環(huán)境參數(shù)采集能真實有效的反應火災現(xiàn)狀、消防員哪些體征信息可以有效的反應消防員安全狀況、采集的數(shù)據(jù)在復雜火災環(huán)境中如何傳輸、對進行怎樣的分析可以確定火災情況，綜合考慮后，結合實際地考察火災現(xiàn)場環(huán)查閱大量相關資料設計出整體系統(tǒng)方案�；馂默F(xiàn)場環(huán)境及消防員體征檢測系統(tǒng)由消防員體征信息采集、火災環(huán)境參數(shù)采集、無線通信和遠程監(jiān)控中心 PC 機，總體框架如圖 2-1 所示。

圖 2-2 硬件設計層次式原理圖 最左邊模塊是火災現(xiàn)場消防員體征信息采集端節(jié)點模塊，牙無線通信設備，其目的是為了與中轉站進行數(shù)據(jù)通信。 MCU 作為節(jié)點模塊主控芯片以及設計外圍電路，并且在碼。 中間位置的模塊為中端發(fā)送節(jié)點模塊，也是環(huán)境參數(shù)檢測線藍牙模塊作為消防員體征信息接收端，并且加入無線 W上位機服務器保持通信，設計中為該模塊電路選擇一款合計外圍電路。 最右邊 4 個電路方塊為 STM32F103ZET6(B)中轉站接收節(jié)包括了傳輸電路、接受電路、信號調理電路和工作原理電提下才可以準確實現(xiàn)系統(tǒng)基本功能。根據(jù)檢測參數(shù)類型選計相應外圍電路與主控芯片進行對接。環(huán)境及消防員體征檢測系統(tǒng)軟件編譯環(huán)境

Drler1:SPIDriver n :USBCMSIS-DSPCMSIS-RTOSUSB HOSTFileSystemUSB Device Grahic圖 2-3 MDK5 組成部分圖從上圖可以看出，MDK Core 又分成四個部分: uVision IDE with Editor（，ARMC/C++ Compiler（編譯器），Pack Installer（包安裝器），uVision Deb Trace（調試跟蹤器）。uVision IDE 從 MDK4.7 版本逐漸加入了編寫代碼功能模塊和語法動態(tài)檢測等強大功能，相對于以往的 IDE 改進跨度大。Oftware Pack（s包安裝器）又分為：Device、CMSIS（ARM Cortex ）和 Mdid間庫）三個關鍵部分，通過最新安裝包，安裝最實用組件，從而支持新的器件、提供新的設備驅動庫等，提高項目開發(fā)效率。與之前的 MDK 相比大的不同點，以往的 MDK 把全部實用組件壓縮到一個安裝包，顯得十分K5 與之比較顯得十分方便，MDK Core 是一個獨立的安裝包，它沒有器件備驅動等多余組件，但是通常都會包括 CMSIS 組件大小 350M 左右，相K4.70A 而言，其瘦身不少，明顯提高使用者工程項目開發(fā)效率。MDK5 軟境界面如圖 2-4 所示。

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 趙小樂;吳亞東;張紅英;趙靜;;基于密切多項式近似的多項式插值算法框架[J];計算機應用;2015年08期

2 魏欣;孫s

本文編號：2811961