【孚谷學(xué)術(shù)】物聯(lián)網(wǎng)下餐飲行業(yè)的可燃氣體測控技術(shù)研究，艾亮東先生等在《中國高新科技》發(fā)表論文

2023年2月，艾亮東先生與艾文軒先生在***刊物《中國高新科技》2023年第三期上共同發(fā)表《物聯(lián)網(wǎng)下餐飲行業(yè)的可燃氣體測控技術(shù)研究》。文章設計了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的可燃氣體監測系統。該系統以ATmega128為控制核心，利用可燃氣體報警器采集現場(chǎng)可燃氣體數據，其核心器件為可燃氣體探測器，為保證系統各節點(diǎn)間穩定通信，選用CC2530作為RF無(wú)線(xiàn)通信模塊，集成NB、藍牙、5G、 WiFi通信模塊，可適應餐廳復雜多變的工作場(chǎng)景。

前言

《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》要求使用燃氣的餐飲場(chǎng)所需配備可燃氣體監測預警系統。長(cháng)期以來(lái)民用燃氣報警器的重要性沒(méi)有引起足夠重視，以半導體可燃氣體探測器為核心的燃氣報警器普及率較低。隨著(zhù)國內燃氣安全重要性認知的提升，海灣安全、青鳥(niǎo)消防、?？低?、小米等巨頭企業(yè)陸續推出相關(guān)燃氣報警器及相關(guān)產(chǎn)品。目前國內可燃氣體探測器產(chǎn)品在器件設計、制造工藝以及傳感應用電路上需全面提升以滿(mǎn)足新國標要求。餐廳配備了可燃氣體測控系統后，如出現燃氣泄漏，系統會(huì )及時(shí)給出警報提示，且可以自動(dòng)中斷燃氣供應，有效避免發(fā)生爆炸、火災等安全事故，防患于未“燃”?？扇細怏w探測器隨著(zhù)市場(chǎng)需求的激增以及技術(shù)要求的提升將成為市場(chǎng)追逐的熱點(diǎn)。

01 基于物聯(lián)網(wǎng)的可燃氣體

測控系統總體設計

1.1系統設計要求

     如圖所示，按照國家制定的消防強制標準明確本系統的功能設計，預警功能為系統最主要功能，其系統要求消防網(wǎng)關(guān)中微處理器控制NB模組注冊至消防監控中心，并控制氣體傳感器進(jìn)行循環(huán)掃描，傳感器實(shí)時(shí)將物理信號轉換為電信號傳回給消防網(wǎng)關(guān)微處理器，微處理器進(jìn)行數值判斷，若未超過(guò)則進(jìn)入下一次循環(huán)，若超過(guò)則傳感器LED燈閃爍紅色并蜂鳴，消防網(wǎng)關(guān)啟用聲光報警，并通過(guò)通信模組向消防監控中心推送告警信息，消防監控中心收到告警信息后及時(shí)向移動(dòng)智能終端下發(fā)消防警告，從而快速定位及排查火災隱患。

1.2系統總體框架    

1.1.1消防節點(diǎn)

1.1.2消防網(wǎng)關(guān)

1.1.3移動(dòng)終端

1.3火災探測方案

02 系統硬件設計

2.1 可燃氣體探測器設計

如表1所示，FG-100點(diǎn)型可燃氣體探測器探測器可滿(mǎn)足可燃氣體探測現場(chǎng)聲光報警提示，并實(shí)時(shí)顯示監控現場(chǎng)可燃氣體濃度，現場(chǎng)調試采用紅外遙控式，無(wú)需開(kāi)蓋即可進(jìn)行參數設置。

2.2 消防網(wǎng)關(guān)設計

2.3 移動(dòng)終端硬件設計

03 軟件設計

      在編寫(xiě)軟件的過(guò)程中，為了盡可能縮短開(kāi)發(fā)周期，采用模塊化編程的思想，執行軟件開(kāi)發(fā)國家行業(yè)標準，遵循模塊化獨立和開(kāi)放接口的原則。無(wú)線(xiàn)火災傳感器軟件開(kāi)發(fā)平臺使用ATMEL 開(kāi)發(fā)的AVRstudio，可免費下載。它包括AVRAssembler編譯器、AVR Studio調試功能、AVR Prog系列、并行加載功能和JTAG ICE仿真等功能。

3.1無(wú)線(xiàn)傳感器軟件功能設計

3.1.1系統配置

3.1.2 接收信號

3.1.3數據處理

3.1.4故障自診斷

3.1.5睡眠系統

3.2消防網(wǎng)關(guān)軟件功能設計

3.2.1系統方面

3.2.2數據方面

3.2.3錯誤處理

04 結語(yǔ)

     本系統可以檢測餐飲場(chǎng)所現場(chǎng)環(huán)境溫度、可燃氣體濃度、明火等，并能自動(dòng)判斷火災險情等級，自動(dòng)給出預警，將預警數據并傳輸至119消防指揮中心服務(wù)器，采用NB/5G網(wǎng)絡(luò )通信可有效提高系統抗毀能力，減少布線(xiàn)，實(shí)現遠程信息共享，快速準確獲取消防救援指示。與現有的傳統火災預警系統相比，整個(gè)系統具有探測精度高、穩定性好、成本低、易于開(kāi)發(fā)等特點(diǎn)，滿(mǎn)足了餐飲場(chǎng)所復雜多變環(huán)境下的可燃氣體監測需求。但由于火災環(huán)境的特殊性，可能存在火災誤報等問(wèn)題，需將相差環(huán)境信息用于數據融合分析，以提高預警準確率。