【摘要】：隨著社會(huì)發(fā)展,建筑物密度日益增大,建筑構(gòu)造越來越復(fù)雜,火災(zāi)發(fā)生的規(guī)模不斷擴(kuò)大,給社會(huì)帶來巨大的損失�；馂�(zāi)救援現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件、消防員身體狀況等信息無法及時(shí)獲取,加之消防員自身經(jīng)驗(yàn)不足,對(duì)身體狀況無法做出準(zhǔn)確判斷,往往導(dǎo)致意外發(fā)生,使得火災(zāi)救援效率低下、救援成本增加。針對(duì)火災(zāi)救援現(xiàn)場(chǎng)的特殊情況,開發(fā)高效可靠的火災(zāi)救援現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)顯得格外重要。本課題來源于2016年安徽省科技強(qiáng)警計(jì)劃項(xiàng)目“基于物聯(lián)網(wǎng)的災(zāi)害處置現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)部環(huán)境監(jiān)測(cè)及預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)研究”,主要負(fù)責(zé)火災(zāi)救援現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)部環(huán)境及消防員生命體征檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì),本課題研究最終目的是根據(jù)檢測(cè)的數(shù)據(jù)評(píng)估消防員當(dāng)前狀態(tài)是否能繼續(xù)執(zhí)行火災(zāi)救援任務(wù),對(duì)保障消防員的生命安全有重要意義。為了實(shí)時(shí)獲取火災(zāi)救援現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境信息和消防員生命體征信息,降低消防員撲救火災(zāi)面臨的風(fēng)險(xiǎn),本文設(shè)計(jì)了一套“基于多數(shù)據(jù)融合的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)處置決策系統(tǒng)”。整個(gè)系統(tǒng)由下位機(jī)數(shù)據(jù)采集、PC端上位機(jī)接收分析數(shù)據(jù)、手機(jī)客戶端接收分析數(shù)據(jù)三個(gè)子系統(tǒng)組成,整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過程如下:消防員隨身攜帶下位機(jī)系統(tǒng)進(jìn)入火災(zāi)救援現(xiàn)場(chǎng),下位機(jī)傳感器對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境信息和消防員生命體征信息進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,其中環(huán)境信息采集包括一氧化碳濃度、氧氣濃度、煙霧濃度,消防員生命體征信息采集包括血氧濃度、脈搏和體溫。并對(duì)采集的數(shù)據(jù)做以下兩方面處理:(1)將采集的數(shù)據(jù)顯示在消防員隨身攜帶的液晶顯示屏上,并可通過液晶屏觸摸按鈕實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前顯示信息進(jìn)行語(yǔ)音播放,為消防員掌握救援現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)情提供便捷。(2)通過K60單片機(jī)的串口轉(zhuǎn)WIFI模塊將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送至指定網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。PC端上位機(jī)和手機(jī)客戶端軟件讀取網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中的數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)上位機(jī)的相關(guān)功能。本文研究的內(nèi)容包含以下幾個(gè)部分:設(shè)計(jì)下位機(jī)底層硬電路,實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境信息和消防員生命體征信息采集。硬件電路設(shè)計(jì)主要包括微處理器最小系統(tǒng)模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊、語(yǔ)音播放模塊、液晶屏顯示模塊等。每組數(shù)據(jù)設(shè)定不同的標(biāo)志位,設(shè)置定時(shí)中斷將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至不同的串口,經(jīng)串口0將數(shù)據(jù)發(fā)送至串口液晶屏顯示,并提供語(yǔ)音播放功能,經(jīng)串口1轉(zhuǎn)WIFI模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器,等待上位機(jī)讀取數(shù)據(jù)。采用WIFI網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)向指揮中心傳輸。WIFI模塊采用AP模式,通過手機(jī)、電腦無需任何配置情況下,快速介入模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。設(shè)定模塊的工作方式為透明傳輸模式,在該模式下,實(shí)現(xiàn)了串口與網(wǎng)絡(luò)之間的透明傳輸,串口將接收的數(shù)據(jù)自動(dòng)發(fā)送到已經(jīng)設(shè)置好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。設(shè)計(jì)PC端上位機(jī)軟件,完成下位機(jī)和上位機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通信,對(duì)接收的脈搏、體溫、血氧濃度、一氧化碳濃度、煙霧濃度和氧氣濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行解析顯示,并分別保存至特定的文檔中。PC端上位機(jī)完成的功能主要包括數(shù)據(jù)顯示、動(dòng)態(tài)圖像繪制、危險(xiǎn)等級(jí)判定、決策建議、消防員選擇、歷史數(shù)據(jù)查詢。設(shè)計(jì)基于安卓平臺(tái)的手機(jī)客戶端軟件,顯示下位機(jī)傳至服務(wù)器的環(huán)境信息和消防員生命體征信息,方便指揮員在任何地點(diǎn)任何時(shí)刻都能查詢消防現(xiàn)場(chǎng)信息。手機(jī)客戶端軟件完成的功能主要包括六類數(shù)據(jù)顯示、語(yǔ)音播放等。決策模型設(shè)計(jì),運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合算法,將采集到的數(shù)據(jù)融合,根據(jù)融合結(jié)果對(duì)當(dāng)前消防員的安全狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估,判斷消防員處于“安全狀態(tài)”、“危險(xiǎn)Ⅰ”、“危險(xiǎn)Ⅱ”或“危險(xiǎn)Ⅲ”狀態(tài),并給出相關(guān)決策建議供指揮員參考。最后分別對(duì)系統(tǒng)各個(gè)模塊進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證試驗(yàn),各子模塊運(yùn)行穩(wěn)定,數(shù)據(jù)傳輸通道正常運(yùn)行,實(shí)際測(cè)試表明本文設(shè)計(jì)的“基于多數(shù)據(jù)融合的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)處置決策系統(tǒng)”能夠有效運(yùn)行。本系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)、軟件編程、網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)有效結(jié)合,為保障消防員生命安全提供有效的技術(shù)手段,對(duì)提高消防員火災(zāi)救援效率具有積極的實(shí)際意義。
【圖文】：

圖 2- 2 IAR Embedded Workbench 開發(fā)界面（2）PC 上位機(jī)開發(fā)環(huán)境PC 端上位機(jī)開發(fā)環(huán)境選擇微軟提供的 Visual Studio 2010 開發(fā)軟件。Visual Studio2010 是一套基于控件，用于生成 Windows 窗體應(yīng)用程序和移動(dòng)應(yīng)用程序的開發(fā)工具，并兼容多種語(yǔ)言開發(fā)，，能夠創(chuàng)建混合語(yǔ)言解決方案，實(shí)現(xiàn)組件共享功能[26]。本系統(tǒng)上位機(jī)代碼采用 C#語(yǔ)言編程，并利用 socket 套接字接收服務(wù)器數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)保存為 CSV格式，方便查看歷史數(shù)據(jù)。上位機(jī)具體功能設(shè)計(jì)在第四章進(jìn)行詳細(xì)說明。Visual Studio2010 軟件開發(fā)界面如圖 2-3 所示。

圖 2- 3 Visual Studio 2010 軟件開發(fā)界面（3）手機(jī)客戶端開發(fā)環(huán)境安卓客戶端軟件開發(fā)環(huán)境選擇 Eclipse 開發(fā)工具，采用 JAVA 語(yǔ)言編程。Ecli項(xiàng)目由項(xiàng)目管理委員會(huì)所管理。縱觀整個(gè) Eclipse 項(xiàng)目布局，Eclipse 項(xiàng)目主要分為個(gè)部分：項(xiàng)目平臺(tái)、外掛開發(fā)環(huán)境、開發(fā)工具箱。這些子項(xiàng)目又可以分為更多子項(xiàng)目例如開發(fā)工具箱子項(xiàng)目包含內(nèi)核、用戶界面及除錯(cuò)等模塊[27]。Eclipse 開發(fā)環(huán)境界如圖 2-4 所示。
【學(xué)位授予單位】：安徽建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU998.1

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊紫;陳明銳;沈重;;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的WSN森林火災(zāi)預(yù)測(cè)與定位研究[J];計(jì)算機(jī)仿真;2015年11期

2 楊樹峰;隋虎林;李志剛;;消防員生命體征監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];消防科學(xué)與技術(shù);2014年03期

3 徐執(zhí)印;劉曉榮;陳國(guó)良;董巧兒;;生命體征監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)研究現(xiàn)狀[J];醫(yī)療衛(wèi)生裝備;2013年11期

4 盛仲飆;;WIFI無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及安全性研究[J];電子設(shè)計(jì)工程;2012年16期

5 宋先明;溫良;王紅堯;殷大發(fā);李起偉;姚永輝;孟慶勇;;煤礦井下應(yīng)急救援無線生命體征監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];煤炭科學(xué)技術(shù);2012年06期

6 魏立明;;Lonworks總線技術(shù)在智能樓宇火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J];電氣應(yīng)用;2012年06期

7 王景春;;火災(zāi)中煙霧危害及防控對(duì)策[J];中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品;2012年05期

8 石峰;;Visual Studio2010應(yīng)用解析[J];經(jīng)濟(jì)師;2011年07期

9 何俊池;張婷婷;裴文龍;;傳感器在火災(zāi)監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用[J];科技致富向?qū)?2011年20期

10 潘衛(wèi)欽;;手術(shù)患者的體溫管理[J];中國(guó)當(dāng)代醫(yī)藥;2010年34期

本文編號(hào)：2607365