具有多传感器信息融合的复合型火灾探测器的制作方法

本实用新型涉及火灾探测器，尤其是涉及具有多传感器信息融合的复合型火灾探测器。

背景技术：

随着科技的进步，火灾探测器由普通型火灾探测器发展到带地址编码的智能火灾探测器；信号线也由原来的多线制发展到CAN总线制，报警控制也由单一的固定开关量控制发展到人工智能模拟量控制、模糊理论控制和神经网络控制。但总体上还存在有以下不足之处，主要体现在：1、火灾报警判断缺乏科学性，信号处理方法单一，智能化程度较低，抗干扰性不强，可靠性、稳定性差；2、火灾探测器的最佳灵敏度不唯一，未能解决火灾探测器灵敏度与误报率之间的矛盾；3、火灾探测报警系统缺乏故障的自诊断、自排除的能力。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种具有多传感器信息融合的复合型火灾探测器。

为实现上述目的，本实用新型采取下述技术方案：

本实用新型所述具有多传感器信息融合的复合型火灾探测器，包括ARM处理器，所述ARM处理器内部的A/D 转换器信号输入端分别与温度传感器、烟雾传感器、热释电红外传感器和可燃气体传感器的信号输出端连接，所述A/D 转换器信号输出端与内嵌式微处理器的信号输入端连接，所述内嵌式微处理器为32位标准RISC处理器；所述内嵌式微处理器的控制输出端连接有报警器，内嵌式微处理器的时钟接口连接有石英晶体振荡器，内嵌式微处理器的通信接口通过CAN总线接口与上位控制计算机通信连接；所述石英晶体振荡器由石英晶体B和与之并联的电阻R,以及连接在石英晶片B两端的电容C1、C2组成，石英晶体振荡器的谐振频率为11.059MHz。

本实用新型的有益效果主要体现为：

1、本实用新型利用多个传感器同时对现场进行探测，将探测到的信息送入微处理器进行A／D转换，计算其比值和比值上升速率，提取早期火灾的过程特征，并进行多传感器信息融合、分析及识别，最后由微处理器通过CAN总线，向区域火灾报警器给出综合计算的结果，若有火灾发生则给出报警信号，从而实现早期火灾实时、可靠的报警。

2、本实用新型采用的STM32F103系列微处理器主要资源和特点如下：多达51个快速I／O端口，所有I／O口均可以映像到16个外部中断，几乎所有端口都允许5V信号输入。每个端口都可以由软件配置成输出(推挽或开漏)、输入(带或不带上拉或下拉电阻)或其它的外设功能口；2个12位模数转换器，多达16个外部输入通道，转换速率可达lMHz，转换范围为0-3.6V；具有双采样和保持功能；内部嵌入有温度传感器，可方便的测量微处理器温度值；灵活的7路通用DMA可以管理存储器到存储器、设备到存储器和存储器到设备的数据传输，无须CPU任何干预。通过DMA可以使数据快速地移动，这就节约了CPU的资源来进行其他操作；支持环形缓冲区的管理，避免了控制器传输到达缓冲区结尾时所产生的中断。STM32F103系列微处理器支持的外设包括：定时器、ADC、SPI、I²C和UART等；调试模式：支持标准的20脚JTAG仿真调试以及针对Cortex-M3内核的串行单线调试(SWD)功能；内部包含多达7个定时器；含有丰富的通信接口：三个USART异步串行通信接口、两个12C接口、两个SPI接口、一个CAN接口和一个USB接口，为实现数据通信提供了保证。

3、本实用新型采用的多传感器信息融合的软件程序由多个任务模块构成，每个模块完成某项特定功能。为达到系统效率和吞吐量之间的平衡和折衷，在进行任务划分时要遵循以下原则之一：时间：两个任务所依赖的周期条件具有不同频率和时间段；异步性：两个任务所依赖的条件没有相互的时间关系；优先性：两个任务所依赖的条件需要有不同的优先级；清晰性/可维护性：两个任务可以在功能上或逻辑上互相分开。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理结构框图。

图2是本实用新型所述ARM处理器的软件程序流程框图.

具体实施方式

如图1、2所示，本实用新型所述具有多传感器信息融合的复合型火灾探测器，包括ARM处理器，所述ARM处理器内部的A/D 转换器信号输入端分别与温度传感器、烟雾传感器、热释电红外传感器和可燃气体传感器的信号输出端连接，所述A/D 转换器信号输出端与内嵌式微处理器STM32F103（32位标准RISC(精简指令集)处理器）的信号输入端连接；所述内嵌式微处理器的控制输出端连接有报警器，报警器采用的是声光报警器，即执行蜂鸣器和LED闪烁报警；内嵌式微处理器的时钟接口连接有石英晶体振荡器，内嵌式微处理器的通信接口通过CAN总线接口与上位控制计算机通信连接；所述石英晶体振荡器由石英晶体B和与之并联的电阻R,以及连接在石英晶片B两端的电容C1、C2组成，石英晶体振荡器的谐振频率为11.059MHz。

本实用新型工作时，实时采集火灾产生的可燃气体浓度、温度、烟雾等特征量，将信号输入至ARM 处理器的A/D 转换器中，并进行实时信号处理，将采集的特征量的电压信号根据定量关系转化为浓度值，进行过程特征的提取后，将特征量的比值和比值的上升速率这两项过程特征参数输入到模糊模式识别的分类器中判断是否有火灾的发生。若判断起火，则输出报警信号，等待按键清除火警后，再重新进行下一次的火灾探测报警。

温度传感器（DS18B20）主要功能是检测周围环境的温度，是由DALLAS半导体公司新推出的一种产品：（1）供电电压为3.0～5.5V，温度-10～+85℃测量误差不超过0.5℃，温度-55～+125℃测量误差也不超过2度；（2）温度分辨力可编程；数字温度输出可进行9～12位的编程，通过进行不同的编程，可设定不同的温度分辨力及最大转换时间；（3）进行九位所需93.75ms，转换速率较高；（4）具有电源反接保护电路，能够保护自身不会因发热过多而烧毁。

烟雾传感器（NIS-09A）主要功能是对烟雾进行采集，其主要特征是长32mm、宽22mm、高27mm，主要组成的芯片有：LM393和ZYMQ_2气体传感器，工作电压是直流电压5V。它的主要特点是：1、具有信号输出指示；2、双路信号输出，输出类型分别是模拟量输出和TTL电平输出；3、模拟量输出的电压量为0～-5v，它的输出电压随烟雾浓度的增加而增高；4、稳定性比较好以及使用周期比较长，使用寿命长，具备快速的恢复相应特性。