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文献综述
(一)国内外研究现状
国外研究现状:1902年,一位名叫乔治·达比(George Darby)的英国工程师发明出了现代烟雾报警器的前身“黄油哨兵”。它的构造很简单:两片电板,中间夹着一块黄油,当烟雾腾升而起时,它们就会融化黄油,令两片电板互相接触形成通路,从而引发警报。与其说它在探测烟雾,不如说它在探测温度。1939年,瑞士物理学家恩斯特·梅里(Ernst Meili)设计了一种能够探测矿井中可燃气体的电离室装置。耶格(Walter Jaeger)和恩斯特·梅里(Ernst Meili)的实验,为现代烟雾探测器的诞生铺平道路,并在此基础上建立了完整的火灾自动报警系统。随后经过大约十年的研究、制造和改良,烟雾探测器在1951年投入市场,首次在美国销售。但是由于价格昂贵、体积较大、安装时需要铺设相应的线路,所以只在大型工厂和商业中心使用。1965年,第一台家用的低成本烟雾探测器由美国企业家皮尔萨奥(Duane D. Pearsall)开发出来。这是一种可以轻松安装、可更换的电池供电单元。并于1975年开始批量生产这些家用烟雾探测器装置。在烟雾报警器普及的同时,从单个光电式烟雾传感器的检测数据以外,发展后期为了提高预报准确性,运用多个不同形式烟雾检测传感器的同时运用,如离子式烟雾传感器,气敏式烟雾传感器同时检测提高准确率。在传感器技术发展后,烟雾报警的发展也随着突飞猛进,从单一类型的传感器的运用到后期加入更加精准的数字温度传感器,焰火检测传感器等诸多传感器同时加入报警系统中更加完善了烟雾报警的功能性。在20世纪末,21世纪初,互联网技术的灵活运用,烟雾报警器开始更加智能化,烟雾报警器开始利用GPRS,WIFI,ZigBee等网络形式的搭建数据的传输,直接于报警平台以及消防网络联系,大大提高了烟雾报警器的之智能特性,国外烟雾报警的设计遵从了循序渐进的阶段,在各类研究的铺垫之下,逐渐走向今日的成熟设计。
国内研究现状:在我国动荡时期,科技水平落后时,发展国家早着手研究对火灾的防范和预警。我国的火灾报警产品起步比发达国家慢,四十多年前,我国才开始对火灾报警系统系列产品进行研究。上世纪 70 年代,我国开始自行研制火灾报警系统产品,并在市场上广泛投入生产。当时国内市场的大部分消防产品被国外品牌占领。一直到 19 世纪 90年代,国人也没有对火灾预防引起足够重视,市场对消防产品需求不足,大部分消防产品还是模仿国外或者高价引进国外技术,缺少自主研发的核心技术。90 年代以后,随着改革开放的不断深入和市场经济的发展,各种各样的新型消防产品涌入中国消防领域,发达国家的消防产品生产厂家也进入中国。这时期,国外先进技术促进了国内企业的技术得到快速发展,许多企业开始突破创新、自主研发,通过中外合资、高校与企业联手的合作方式,生产了许多新型实用的消防产品。 多年来的探索中学者们纷纷提出了多种基于无线网络的火灾探测报警系统。
纵观我国对火灾防范策略从无到有,从一味的模仿,到慢慢的自主研发,从简单的探测到今天的智能化系统的开发与研究,我国经历了漫长的学习和努力。经历了传统的单个光电烟雾传感器组成的光电烟感报警。单一传感器报警器,成本低,可是准确性无法保证,我国随后研发出的烟感报警器是运用多个光电感烟或离子感烟技术,通过监测烟雾的浓度来实现火灾防范。后期通过集成无线传输模块,逐渐演变发展到最新的智能烟感,Dong Wenhui等人利用 433M 射频信号的波长优势,设计了一种专门用于火灾自动报警系统的无线通信协议,并开发了一套完整的无线火灾自动报警系统,降低了系统的功耗。刘庆等设计了一种基于 ZigBee无线网络的路由节点、网关节点和PC机组成的楼宇火灾探测系统,该系统在测试中运行良好,数据传输可靠,扩大了探测的范围。王瑞等将 ZigBee 无线通信技术应用在了智能火灾探测系统中,用烟雾传感器、CO传感器以及温度传感器三种传感器组建了通信节点并构建了火灾探测网络的整体结构。可以利用多种网络方式连接报警器和云平台,报警信息能及时传递给业主和消防部门,实现消防报警智能化。
(二)研究主要成果
我国在信息时代的趋势下,外加物联网技术的不断完善和加持之下,对于火灾报警系统的研究和创新不断增加。现阶段火灾报警系统的研究已经很成熟,可是在更加智能化方面还需要后人更加努力探索。在多年来的探索中学者们纷纷提出了多种基于无线网络的火灾探测报警系统。Dong Wenhui 等利用 433M 射频信号的波长优势,设计了一种专门用于火灾自动报警系统的无线通信协议,并开发了一套完整的无线火灾自动报警系统,降低了系统的功耗。刘庆等设计了一种基于 ZigBee 无线网络的路由节点、网关节点和 PC 机组成的楼宇火灾探测系统,该系统在测试中运行良好,数据传输可靠,扩大了探测的范围。王瑞将 ZigBee 无线通信技术应用在了智能火灾探测系统中,用烟雾传感器、CO 传感器以及温度传感器三种传感器组建了通信节点并构建了火灾探测网络的整体结构。
近两年来,在国内多家物联网公司也都陆续提出了智能消防解决方案,主要包括智能家居消防安全管理系统、智能电力安全监控系统、无线网络火灾自动报警系统。探测器通过大规模无线组网,实现云平台的集中监控和移动 APP 的应急管理。适用于市区及其他需要集中管理的地区,例如小型营业场所、养老院、学生宿舍、医院、村庄等。电子科技大学的罗云芳提出了一个基于物联网的包含底层数据层、中层数据传输层和上层 WEB 层的城市消防安全管理服务平台。底层节点采用Zigbee 模块进行数据采集,为WEB 应用层提供数据支持。丁祥郭针对数据在系统之间的共享难以实现这一问题提出了一种基于云计算技术的消防类指挥通信系统。
我相信在我国支持互联网发展的大趋势下,无论火灾报警系统安装在家中还是在车辆还是高楼大厦中,都会变得更加精密更加智能化。
(三)发展趋势
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