Главная страница
Навигация по странице:

  • Ключевые слова

  • Статуса пожара

  • Систем оповещение пожарных систем с помощью SMS. Аппаратный дизайн и веб-коммуникационные модули мультисенсорной. В этой статье представлены проектирование и разработка много сенсорной системы обнаружения пожара на основе нечеткой логики и системы оповещения через Интернет


    Скачать 2.87 Mb.
    НазваниеВ этой статье представлены проектирование и разработка много сенсорной системы обнаружения пожара на основе нечеткой логики и системы оповещения через Интернет
    АнкорСистем оповещение пожарных систем с помощью SMS
    Дата15.02.2023
    Размер2.87 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаАппаратный дизайн и веб-коммуникационные модули мультисенсорной .docx
    ТипДокументы
    #939079

    Аппаратный дизайн и веб-коммуникационные модули мультисенсорной системы обнаружения и оповещения о пожаре в режиме реального времени с использованием нечеткой логики

    Аннотация. В этой статье представлены проектирование и разработка много сенсорной системы обнаружения пожара на основе нечеткой логики и системы оповещения через Интернет. До недавнего времени большинство систем обнаружения пожара потребительского класса полагались исключительно на детекторы дыма. Было установлено, что обеспечиваемая ими защита ограничена типом присутствующего пожара и используемой технологией обнаружения. Проблема еще больше усугубляется отсутствием адекватных механизмов оповещения и уведомления. Типичная система полагается на физическое присутствие человека, чтобы действовать по тревоге. В развивающихся странах плохое планирование и решение проблемы негативно сказываются на времени реагирования пожарно-спасательных бригад. Для решения этой проблемы была реализована система нечеткой логики с использованием макетной платы Arduino с входными данными от датчика дыма MQ2, датчика температуры TMP102 и датчика пламени DFRobot. Выходные данные системы обнаружения отправляются через SMS (служба коротких сообщений) с использованием модуля SIM900 Global System for Mobile Communication (GSM) в веб-систему и домовладельцу или смотрителю в режиме реального времени. Имея доступ к веб-системе, пожарные и спасатели также получают уведомления в режиме реального времени с информацией о местоположении. Сравнение эффективности системы уведомления, используемой стандартными пожарными извещателями, и подхода к удаленному оповещению с использованием нескольких датчиков, принятого в этом документе, показало значительные улучшения в форме своевременного обнаружения, оповещения и реагирования.

    Ключевые слова — в режиме реального времени, объединение данных, SMS, GSM, обнаружение пожара, нечеткая логика, на основе микроконтроллера, на базе Интернета.
    I. ВВЕДЕНИЕ

    ОГОНЬ — это явление горения, проявляющееся в свете, пламени и тепле. Для существования огня необходимы три основных элемента: кислород, тепло и топливо. Они составляют так называемый огненный треугольник. Соотношение каждого из этих элементов определяет характер огня. Поскольку огонь и некоторые его побочные продукты используются во многих полезных приложениях, таких как приготовление пищи, выработка электроэнергии и производственный процесс, среди прочего, он также может вызвать хаос. По данным Центра пожарной статистики Международного технического комитета по предупреждению и тушению пожаров (CTIF), с начала 21 века ежегодно происходит от 70 000 до 80 000 смертей от пожаров. В такой развивающейся стране, как Гана, ситуация ничем не отличается. В 2014 г. около 3,4 млн сгх (894 761 долл. США) было потеряно из-за пожаров. Связанные с пожарами потери людей и имущества продолжают расти, несмотря на активные кампании по обеспечению пожарной безопасности, проводимые государственными органами.

    Несмотря на то, что важно соблюдать меры пожарной безопасности, внедрение систем раннего обнаружения значительно смягчает последствия возникновения пожаров. Это привело к большому количеству новых достижений в области обнаружения пожара.

    До внедрения технологии обнаружение пожара осуществлялось в основном путем визуального осмотра и подтверждения. Однако ситуация изменилась в конце 1930-х годов, когда Вальтер Йегер случайно обнаружил датчик, способный обнаруживать дым, тем самым проложив путь для исследований современных датчиков дыма. Детекторы дыма в целом делятся на фотоэлектрические и ионизационные детекторы.

    Детекторы на фотоэлектрической основе используют светорассеивающую способность частиц дыма для обнаружения присутствия дыма, тогда как детекторы на основе ионизации имеют ионизационную камеру, содержащую радиоизотоп (обычно америций-241). В отсутствие частиц дыма ионизированные молекулы воздуха внутри камеры обеспечивают прохождение небольшого электрического тока между заряженными электродами в камере. Наличие частиц дыма приводит к падению тока между электродами.

    Необходимость создания более надежной системы обнаружения пожара, лишенной ложных срабатываний, привела к принятию мультисенсорных подходов. В отличие от подходов к обнаружению пожара, основанных исключительно на дыме, этот подход основан на обнаружении более чем одного признака возгорания. Из-за эффективности и действенности систем обнаружения пожара на основе нескольких датчиков текущие исследования в области обнаружения пожара в значительной степени сосредоточены на разработке более совершенных алгоритмов и методов обработки на основе данных, полученных от датчиков, что снижает количество ложных срабатываний.

    Возникающим явлением в обнаружении пожара является использование нескольких параметров и датчиков в механизме обнаружения. Некоторые методы мультисенсорного обнаружения пожара, используемые в настоящее время, включают алгоритмы объединения данных, обработку изображений с помощью нейронных сетей и байесовские сети. Алгоритм серо-нечеткой логики для корабельной системы обнаружения пожара был предложен в. Система использовала адаптивную систему нечеткой классификации для автоматического создания базы правил на основе данных от двух датчиков.

    Большинство существующих систем обнаружения пожара автоматически включают звуковое оповещение через сирену или стробоскоп при обнаружении возгорания. Другие, однако, требуют ручного включения пожарной сигнализации с помощью кнопки или станции разбивания стекла. Удаленное уведомление традиционно осуществлялось с использованием коммутируемой телефонной сети общего пользования (ТСОП), однако GSM был принят из-за его безопасного и надежного характера. В связи с быстрым распространением устройств «умный дом» в развитых странах некоторые производители устройств перешли на использование Интернета. Многие из этих систем также предоставляют пользовательский интерфейс для управления устройствами.

    В этой статье представлены проектирование и разработка многосенсорной системы обнаружения пожара на основе нечеткой логики с системой оповещения в режиме реального времени через Интернет. Подход на основе нечеткой логики к обнаружению пожара был принят, потому что он упрощает объединение данных от нескольких датчиков, тем самым облегчая анализ часто зашумленных данных датчиков. Нечеткая логика также лучше всего аппроксимирует фактические значения различных сигнатур огня, наблюдаемых в этой статье.

    II. ПРЕДЛАГАЕМЫЙ ПРОЕКТ И РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ
    Надежность системы обнаружения пожара во многом зависит от используемых датчиков и их способности точно регистрировать отслеживаемые сигнатуры огня. Решение использовать более одного датчика обусловлено многочисленными преимуществами систем обнаружения пожара с несколькими датчиками по сравнению с традиционной системой, основанной на одной сигнатуре. Датчики были выбраны исходя из дальности обнаружения, размера и стоимости. При использовании мультисенсорного подхода возникает необходимость объединения данных. Нечеткая логика обеспечивает простой способ обработки неточных данных от нескольких датчиков путем их агрегирования для принятия решения. Например, четкое значение температуры может быть классифицировано как холодное, нормальное или горячее нечеткое множество со степенью с помощью нечеткости. Это позволяет использовать правила «ЕСЛИ ТО», определенные в базе правил, для принятия решения. Затем это нечеткое решение преобразуется в четкое выходное значение. Для каждого входного сигнала датчика (лингвистическая переменная) было создано три (3) нечетких набора с использованием функций оценки, обратной оценки и треугольных функций принадлежности. Нечеткие функции принадлежности были настроены с помощью тестовых данных от датчиков во время демонстрационного тестирования. Фактические диапазоны данных со всех датчиков, записанных для демонстрационных условий, созданных только из дыма, дыма с частичным пожаром и с реальным огнем, использовались для настройки принадлежности. Для получения выходных данных системы использовался метод дефаззификации центра области (CoA). На рис. 1 показана базовая конфигурация типичной системы нечеткой логики.

    Принимая во внимание ограниченность ресурсов используемой платформы микроконтроллера, для каждого входа были выбраны три функции принадлежности. На размер базы правил системы нечеткой логики влияют ее входы и используемые наборы. Уменьшение количества нечетких множеств приводит к уменьшению базы правил и наоборот.



    Рис. 1. Базовая конфигурация системы нечеткой логики
    Данные датчика дыма о плотности окружающего воздуха были сгруппированы в три нечетких набора (низкий, средний и высокий). На рис. 2 показаны функции принадлежности для каждого из этих наборов. Показания датчика MQ2, представляющие собой аналоговые уровни напряжения, преобразуются в цифровые данные. Поскольку аналого-цифровой преобразователь (АЦП) на плате Arduino имеет разрешение 10 бит, возможные показания датчика находятся в диапазоне от 0 до 1023.



    Рис. 2. Нечеткие множества принадлежности для плотности дыма
    На рис. 3 показаны нечеткие множества для температуры окружающей среды. Показания датчиков температуры были разделены на холодные, нормальные и горячие нечеткие множества. Диапазон возможных значений температуры окружающей среды был установлен от 16°C до 90°C.



    Рис. 3. Нечеткие множества принадлежности для температуры окружающей среды
    Нечеткие наборы принадлежности для интенсивности пламени, которые были измерены с помощью датчика пламени DFRobot, представлены на рис. 4. Этот датчик основан на УФ-излучении, испускаемом пламенем. Большой огонь испускает больше УФ-излучения и наоборот. На выход датчика также влияет близость пламени к датчику. Данные датчика пламени также подвергаются АЦП, в результате чего получаются значения от 0 до 1023. Эти значения являются цифровым эквивалентом аналоговых значений напряжения, выдаваемых датчиком.



    Рис. 4. Нечеткие множества принадлежности для интенсивности пламени
    Выходная нечеткая переменная (статус), показанная на рис. 5, состоит из трех нечетких множеств. К ним относятся нечеткие наборы «Нет пожара», «Потенциальный пожар» и «Пожар».



    Рис. 5. Нечеткие множества принадлежности для статуса пожара
    Для определения состояния пожара (выход) четкие показания датчиков окружающей среды фаззифицируются (присваиваются нечеткому множеству с определенной степенью принадлежности), затем эти входы обрабатываются с использованием базы правил. Этот процесс показан на рис. 6.


    Рис. 6. Нечеткая логическая система обнаружения пожара
    Используемые нечеткие правила показаны в таблицах с 1 по 3. Поскольку входных данных три, правила были разделены на три разные таблицы для трех наборов принадлежности плотности дыма. Общее количество правил составляет двадцать семь.
    Таблица 1: Правила определения Статуса пожара при Низком задымлении




    Интенсивность пламени



    Температура окружающей среды




    Далеко

    Недалеко

    Рядом

    Холодный

    Нет пожара

    Нет пожара

    Потенциальный пожар

    Обычный

    Нет пожара

    Нет пожара

    Потенциальный пожар

    Горячий

    Потенциальный пожар

    Пожар

    Пожар

    Когда в систему поступают три входных сигнала датчика, входные данные затем фаззифицируются с использованием различных наборов принадлежности. Результат этого процесса дает статус пожара, при котором может быть активировано оповещение о пожаре.
    Таблица 2: Правила для Статуса пожара, когда задымленность Средняя




    Интенсивность пламени



    Температура окружающей среды




    Далеко

    Недалеко

    Рядом

    Холодный

    Нет пожара

    Потенциальный пожар

    Пожар

    Обычный

    Потенциальный пожар

    Потенциальный пожар

    Пожар

    Горячий

    Потенциальный пожар

    Пожар

    Пожар


    Таблица 3: Правила для Статуса пожара, когда задымленность Высокая




    Интенсивность пламени



    Температура окружающей среды




    Далеко

    Недалеко

    Рядом

    Холодный

    Потенциальный пожар

    Потенциальный пожар

    Пожар

    Обычный

    Потенциальный пожар

    Пожар

    Пожар

    Горячий

    Пожар

    Пожар

    Пожар


    В зависимости от выходных данных системы о пожаре либо отправляется сетевая система оповещения и владельцу(ам) дома, либо не предпринимается никаких действий. Для установления канала связи между системой пожарной сигнализации и веб-системой оповещения использовалось SMS через сеть GSM. В большинстве развивающихся стран покрытие сети передачи данных, обеспечиваемое большинством операторов мобильной связи, ограничено городскими районами. Это делает SMS лучшим выбором. На рис. 7 показана система обзора, показывающая поток информации.



    Рис. 7. Архитектура системы мультисенсорной системы обнаружения и оповещения о пожаре
    Устройство состоит из комплекта пожарных датчиков, микроконтроллера и модуля GSM. Эти две подсистемы связаны между собой с помощью инфраструктуры GSM через SMS. События пожара, отправленные с устройства через SMS, перенаправляются в приложение через SMS-шлюз. Используя API карт Google, системы оповещения о пожаре предоставляют пожарной команде навигационную информацию по запросу. Неотъемлемой частью системы обнаружения пожара является ее способность уведомлять людей об обнаружении возгорания. Оповещение также осуществляет ретрансляцию событий пожара в пожарно-спасательную службу и владельца строения в режиме реального времени.

    A. Системные требования, анализ и спецификации

    Система оповещения о пожаре — это веб-приложение, используемое для удаленного мониторинга и управления устройствами обнаружения пожара. Для увеличения времени реагирования пожарно-спасательной службы и владельцев домов оповещения о пожаре в режиме реального времени осуществлялись с помощью SMS. Чтобы устранить проблемы с навигацией, с которыми сталкиваются пожарно-спасательные бригады при достижении места возгорания, модуль fireNav предлагает навигационный интерфейс с картой, чтобы помочь пожарно-спасательной бригаде. Учитывая, что количество спутниковых и аэрофотоснимков, по прогнозам, увеличится в два раза в ближайшем будущем, потенциал этой функции значительно повышается за счет ее способности предоставлять подробную географическую информацию о вспышке пожара с использованием данных устройства оповещения. Для каждого места возгорания система также предоставляет информацию о ближайших пожарных гидрантах. При постоянном использовании генерируется много данных, которые жизненно важны для принятия решений по вопросам пожарной безопасности. Таким образом, система имеет функцию создания отчетов на основе сгенерированных данных.

    B. Соображения по дизайну и выбор

    Для устройства использовалась плата разработки Arduino из-за ее относительной простоты программирования и пригодности для быстрого прототипирования. Программное обеспечение для обнаружения устройства было запрограммировано с помощью Arduino. Для обеспечения модульности система была разделена на модуль обнаружения (алгоритм нечеткой логики) и модуль связи, взаимодействующий с бортовым модулем GSM. Модуль обнаружения взаимодействует с модулем GSM только при обнаружении тревожного события.

    Отличительной чертой системы обнаружения пожара является ее способность мгновенно реагировать на свое состояние. Это необходимо при обнаружении пожара. Сирена, поставляемый с устройством, гарантирует, что события пожара приводят к звуковой обратной связи и дистанционным оповещениям всех, кого это касается. Несмотря на то, что простого оповещения о возгорании было бы достаточно, визуализация очагов возгорания с использованием местоположения устройства и предоставление полезной информации о горящем сооружении дает больше информации. Выбор веб-приложения для выполнения уведомления был обусловлен кроссплатформенным характером веб-приложений, удаленным доступом и возможностью легко расширять веб-приложения с помощью API, что делает их удобными для мобильных устройств.
    III. ВНЕДРЕНИЕ СИСТЕМЫ И ТЕСТИРОВАНИЕ

    В таблице 4 ниже перечислены аппаратные компоненты, использованные при проектировании и разработке системы.
    Таблица 4: Компоненты системы

    Компонент

    Описание

    Количество

    Источник питания

    Блок питания для системы обнаружения пожара

    1

    Ардуино Уно R3

    Плата микроконтроллера

    1

    GSM-модуль

    Четырехдиапазонный GSM-модуль от Cooking hacks

    1

    Датчик пламени

    Датчик пламени DFRobot

    1

    Датчик дыма MQ2

    Датчик дыма

    1

    Датчик температуры

    Цифровой датчик температуры TMP102

    1

    Перфорированная доска

    печатная плата 10 см х 5 см

    1

    Сим-карта

    SIM-карта с эфирным временем для отправки SMS-уведомлений

    1

    Соединители

    Провода для подключения компонентов схемы

    300см

    Пластиковый корпус

    Пластиковый корпус размером 10 см х 6 см.

    1

    Внутренняя GSM-антенна

    Внутренняя GSM-антенна

    1


    А. Процесс внедрения системы

    В этом разделе описывается реализация различных подсистем. Общий вид системы обнаружения пожара показан на рис. 8. Здесь показаны все датчики, сопряженные с микроконтроллером.

    Система нечеткой логики была реализована на макетной плате Arduino с использованием eFLL (Embedded Fuzzy Logic Library). В этой реализации удобно использовать eFLL, поскольку он особенно оптимизирован для ограниченных сред. Система нечеткой логики была впервые разработана и настроена в MATLAB с использованием набора инструментов нечеткой логики.



    Рис. 8. Модули реализации подсистемы обнаружения пожара
    На рис. 9 показаны контактные соединения между микроконтроллером ATmega328 на плате разработки Arduino и датчиками. Блок-схема, представленная на рис. 10, показывает работу устройства обнаружения пожара.



    Рис. 9. Схема подсистемы обнаружения пожара, реализованная в программе имитационного моделирования Proteus



    Рис. 10. Блок-схема нечеткой логики обнаружения пожара
    При отсутствии пожара процесс перезапускается. Потенциальный пожарный выход приводит только к срабатыванию сирену. При пожаре на выходе активируется сирена и отправляется SMS-оповещение. На рис. 11 показан снимок аппаратной реализации устройства сверху.



    Рис. 11. Устройство обнаружения пожара, включающее в себя все разработанные подсистемы

    B. Тестирование

    Шаги, связанные с тестированием различных подсистем и их компонентов, описаны ниже.

    Сеть GSM использовалась для облегчения передачи предупреждений в режиме реального времени. При возникновении пожара с устройства отправляется оповещение в систему оповещения о пожаре, которая должна быть доступна в пожарной части. Система состоит из следующих компонентов:

    - Приборная доска

    - Интерфейс управления пожарным устройством

    - Навигационный интерфейс

    - Сводка предупреждений

    Компонент приборной панели получает оповещения о пожаре в режиме реального времени и показывает место возгорания с помощью карт Google. Он также позволяет подавать звуковые оповещения о входящем оповещении.

    Интерфейс управления пожарными устройствами позволяет системному администратору войти в систему оповещения о пожаре и управлять пожарными устройствами. Обладая правильными привилегиями, пользователь может войти в систему и добавлять, удалять и обновлять информацию об устройствах пожарной сигнализации. Навигационная система призвана решить проблему плохой нумерации домов и улиц, которая мешает работе пожарно-спасательной команды. Эта система использует службу Google Maps Direction, чтобы помочь пожарной команде добраться до места возгорания. Функция сводки предупреждений предоставляет системе возможность создавать отчеты о пожарах с течением времени. При наличии достаточного количества данных этот компонент может предоставить данные о тенденциях.

    Помимо стандартных таблиц Django для аутентификации и пользователей, в системной базе данных есть семь таблиц. На рис. 12 показаны все таблицы и их связи в базе данных системы. В этих таблицах хранится информация о пожарных устройствах и пожарном депо. В таблице alerts_device хранится информация о каждом устройстве обнаружения пожара. Эта таблица связана с таблицами alerts_geolocation, alerts_alertlog и alerts_building посредством отношения внешнего ключа. В таблице alerts_geolocation хранится географическая информация о каждом устройстве, а в таблице alerts_alertlog регистрируются пожарные тревоги в базе данных системы.

    В файле alerts_building хранится информация о здании, в котором находится пожарное устройство. Используя подход Django MVT (Model View Template) к разработке приложений, таблицы базы данных были разработаны как модели. В Django модель содержит основные поля и поведение хранимых данных и сопоставляется с таблицей в базе данных.
    IV. РАЗРАБОТАННЫЕ ОСОБЕННОСТИ СИСТЕМЫ

    Разработанная веб-система уведомлений состоит из двух модулей: пользовательской консоли для владельцев дома и смотрителей и административной консоли суперпользователя.



    Рис. 12: Системная база данных ERD (диаграмма отношений объектов)
    Консоль, обращенная к пользователю, позволяет пользователю управлять своими устройствами, тогда как консоль администрирования суперпользователя позволяет авторизованному пользователю из пожарно-спасательной службы или стороннего поставщика услуг контролировать устройства и управлять ими. Для работы этих двух модулей была реализована система аутентификации и авторизации пользователей, которая позволяет только проверенным пользователям получать доступ к системе и выполнять авторизованные системные функции. На рис. 13 показан экран входа в систему.



    Рис. 13. Скриншот интерфейса входа администратора

    Чтобы обеспечить обратную связь о состоянии развернутых устройств, панель управления нашей веб-системы уведомлений предоставляет обновления в режиме реального времени о состоянии каждого устройства. Кроме того, на панели управления суперпользователя также отображается местоположение каждого устройства на карте. Чтобы обеспечить своевременное реагирование на события оповещения, входящие оповещения о пожаре воспроизводят звуковые уведомления.

    Также серьезной проблемой были навигационные трудности, с которыми столкнулись пожарно-спасательные бригады и службы экстренной помощи при достижении места возгорания. Навигационный модуль веб-системы уведомлений предоставляет пользователю пошаговую навигационную информацию с помощью службы направления Google Maps. На рис. 14 показан скриншот навигационной подсистемы. Это показывает информацию о направлении от пожарной части к месту пожара.



    Рис. 14. Системный скриншот интерфейса навигационной системы
    Информационная подсистема пожарных гидрантов системы веб-уведомлений предоставляет информацию о состоянии пожарных гидрантов в непосредственной близости от очага возгорания. Вооружившись этой информацией, пожарно-спасательная команда может лучше спланировать свою операцию.

    Для облегчения связи между устройствами и системой веб-уведомлений был разработан мост, который подключается к SMS-шлюзу, получает и отправляет сообщения.

    Блок-схема, представленная на рис. 15, описывает, как обрабатываются оповещения. Каждому устройству, созданному в системе веб-уведомлений, присваивается уникальный идентификационный номер устройства. Входящие оповещения сначала проверяются с использованием предоставленного идентификационного номера устройства. Предупреждение игнорируется, если ни одно зарегистрированное устройство не соответствует предоставленному идентификационному номеру устройства. Для действительных предупреждений информация об устройстве извлекается из базы данных, обрабатывается и предоставляется навигация к местоположению.

    Помимо индикации предупреждений через веб-интерфейс пользователя, владельцы домов и смотрители также уведомляются о событиях через SMS. На рис. 16 показан скриншот SMS-оповещения о пожаре на мобильный телефон пользователя.



    Рис. 15. Блок-схема службы направления Рис. 16. SMS-оповещение о пожаре на мобильный телефон пользователя
    V. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

    Проведенные испытания блоков датчиков были направлены на обеспечение точности каждого датчика. Из результата, полученного от датчика температуры, была получена погрешность +5oC для каждого показания. Было замечено, что в полностью кондиционируемом помещении при 16°C выходной сигнал датчика был около 23°C. С другой стороны, в достаточно проветриваемом помещении с потолочным вентилятором датчик зафиксировал около 33°С. Поскольку эта проблема была подтверждена другими пользователями той же модели, показания температуры были скорректированы с учетом этой погрешности. Датчики дыма и пламени, будучи аналоговыми устройствами, полагаются на АЦП на плате Arduino для выполнения преобразования. АЦП на плате Arduino формирует выходные сигналы от 0 до 1023 (соответствует от 0 до 5 В). Для датчика пламени более высокое значение около 900 указывает на пламя с высокой интенсивностью, а более низкое значение указывает на пламя низкой интенсивности или отсутствие пламени при значениях ниже 200. Тот же принцип применим и к датчику дыма: более высокое значение указывает на высокую степень затемнения дымом и наоборот.

    С тремя выходными состояниями алгоритма нечеткой логики оповещения о пожаре активируются только тогда, когда потенциальное состояние пожара или релевантность состояния пожара высоки. В отличие от системы обнаружения на основе одной сигнатуры, которая работает путем сравнения выходных данных датчика с установленным пороговым значением, наш мультисенсорный подход принимает решение на основе веса каждого входного сигнала. Это означает, что система может работать, не обязательно полагаясь на все подписи. Это означает, что система способна обнаруживать пылающий огонь, который производит пламя и тепло с небольшим количеством дыма или без него. Это свойство системы позволяет выдавать предупреждение о потенциальном пожаре.

    Примеры результатов моделирования с помощью алгоритма нечеткой логики показаны в таблице 5. Из-за аналоговой природы датчиков дыма и пламени используются выходные сигналы АЦП. Для датчиков дыма и пламени чем выше выходной сигнал датчика, тем выше плотность дыма/интенсивность пламени и наоборот. Значения температуры даны в градусах.
    Таблица 5: Оценка эффективности обнаружения пожара

    Дым

    Температура

    Пламя

    Статус

    647.1

    83.31

    0.00

    Пожар (0,708)

    338.92

    25.00

    844.30

    Пожар (0,602)

    548.5

    28.93

    918.49

    Потенциальный пожар (0,459)


    Тест с горящей свечой показал, что, когда свеча, которая в основном производит пламя, приближается к системе, срабатывает оповещение о потенциальном возгорании. Это означает, что система, которая должна быть установлена на потолке, не будет давать ложных сигналов тревоги о горящих свечах при нормальном использовании, но, тем не менее, останется чувствительной. С другой стороны, добавление дыма и повышение температуры окружающей среды с помощью фена приводит к срабатыванию пожарной сигнализации. По результатам этих тестов было замечено, что алгоритм в большинстве случаев выявляет реальные пожары.

    Оценка эффективности

    Оценка производительности подсистем представлена в Таблице 6 ниже:
    Таблица 6: Оценка производительности модулей подсистемы

    Подсистема

    Замечания по производительности

    Блок микроконтроллера

    100%

    Микроконтроллер работает постоянно.

    GSM-модуль

    80%

    Мобильный телефон GSM не всегда надежен из-за проблем с сетью и проблем с питанием.

    Сенсорный блок

    80%

    Всплески данных датчиков иногда приводят к ненадежным данным от датчиков.

    Нечеткая логическая система

    90%

    Из-за ограничений по тестовой установке большие огневые испытания не могли быть проведены.

    Подсистема оповещения о пожаре

    100%

    Система показывает уведомления о пожаре в режиме реального времени.


    VI. ВЫВОД

    Была спроектирована, разработана и успешно внедрена мультисенсорная система обнаружения пожара с использованием нечеткой логики. В отличие от существующих пожарных извещателей, в этой системе используется мультисенсорный подход, при котором выходные данные трех датчиков, воспринимающих три различных параметра сигнатуры пожара (дым, пламя, температура), способствуют принятию решения о пожаре и, следовательно, создают более надежную систему обнаружения пожара, лишенную ложные тревоги. Экспериментальные результаты, полученные при подаче пламени (с помощью свечи), дыма (при сжигании бумаги) и тепла (с помощью фена) в устройство, показывают, что система может эффективно повысить надежность системы обнаружения пожара. При обнаружении пожарной тревоги система автоматически сообщает о них в пожарно-спасательную службу, а также уведомляет владельца (владельцев) посредством SMS-сообщений на их мобильные телефоны. Система также предоставляет пожарно-спасательной службе навигационную систему с картой, которая помогает определить местонахождение места возгорания, что очень полезно, когда в районе есть плохая система адресации домов и улиц. Поскольку данные испытаний в этом исследовании не касались реальных пожаров в зданиях, для проверки заявленных результатов производительности потребуются дополнительные результаты реальных установок системы.

    Условное обозначение

    API - Application Programming Interface(интерфейс прикладного программирования)

    GPRS - General Packet Radio Service(общая служба пакетной радиосвязи)

    GSM - Global System for Mobile Communication(глобальная система мобильной связи)

    SMS - Short Message Service(Служба коротких сообщений)

    MMS - Multimedia Message Service(cлужба мультимедийных сообщений)

    SMSC - Short Message Service Center(Центр обслуживания коротких сообщений)


    написать администратору сайта