隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,城市建筑物的構(gòu)造越來越復(fù)雜,火災(zāi)發(fā)生概率以及火災(zāi)發(fā)生后對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響也大幅度增加。消防戰(zhàn)士面臨高溫、濃煙和混亂等復(fù)雜環(huán)境,由于受技術(shù)裝備的先進(jìn)性和實(shí)用性的制約,救援效率相對(duì)較低。因此,針對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場的特殊情況,開發(fā)高效可靠的消防員偵察系統(tǒng),對(duì)于提升救援效率,保障消防員及人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全有著重要意義。逑由于難以實(shí)時(shí)獲取火災(zāi)救援現(xiàn)場綜合信息而使得消防員在火災(zāi)撲救時(shí)面臨較大的風(fēng)險(xiǎn),本文構(gòu)建了一套火災(zāi)現(xiàn)場環(huán)境及消防員體征檢測系統(tǒng)。本系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)兩部分組成,下位機(jī)安裝在消防馬甲,由相關(guān)傳感器和STM32控制器組成,上位機(jī)完成對(duì)采集數(shù)據(jù)的接收和分析。首先利用相關(guān)傳感器檢測消防員體征信息,例如血氧濃度、體溫、脈搏等信息,信息由STM32(A)為控制器通過藍(lán)牙發(fā)送到中轉(zhuǎn)站STM32(B),與此同時(shí)中轉(zhuǎn)站會(huì)檢測到火災(zāi)現(xiàn)場的環(huán)境參數(shù)信息,例如環(huán)境溫度,煙霧濃度和一氧化碳濃度等,最后將體征信息和環(huán)境參數(shù)信息形成數(shù)據(jù)幀以WIFI的通信方式發(fā)送到上位機(jī)。本文設(shè)計(jì)了系統(tǒng)底層硬件電路部分,硬件電路主要包括主控模塊、通信模塊,傳感器模塊、監(jiān)控模塊等,并對(duì)硬件電路的各個(gè)模塊分別進(jìn)行了測試與驗(yàn)證。系統(tǒng)涉及到多數(shù)據(jù)的采集和傳輸,專門設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議,對(duì)系統(tǒng)的性能有較明顯的提高。并以Visual Studio 2010為開發(fā)工具設(shè)計(jì)上位機(jī)管理軟件完成數(shù)據(jù)分析,將采集到的火災(zāi)環(huán)境信息和消防員體征信息在后方消防指揮平臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。上位機(jī)軟件系統(tǒng)主要包括用戶登錄界面模塊、功能界面模塊。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì),利用SQL server將上位機(jī)接收到的數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫表。數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比,建立基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的安全預(yù)警模型,運(yùn)用數(shù)據(jù)融合算法將傳感器采集到的數(shù)據(jù)融合后對(duì)火災(zāi)救援現(xiàn)場消防員的安全狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測。判斷消防員處于安全狀態(tài)還是處于危險(xiǎn)狀態(tài),將輸出實(shí)際值與期望值比較,誤差滿足系統(tǒng)要求。分別對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)模塊進(jìn)行了測試與驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),實(shí)際使用結(jié)果表明本文設(shè)計(jì)的火災(zāi)現(xiàn)場環(huán)境及消防員體征檢測系統(tǒng)能夠有效運(yùn)行。從實(shí)際出發(fā)分析了系統(tǒng)測量誤差來源,提出軟件硬件解決措施,比較多項(xiàng)式插值法和分段線性插值法特性,選用分段線性插值法對(duì)系統(tǒng)誤差進(jìn)行修正。本系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)硬件軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和ARM技術(shù)有效結(jié)合,為保障消防員生命安全和指揮人員實(shí)現(xiàn)協(xié)同救援提供有效的技術(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。
【學(xué)位單位】：安徽建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU998.1;TP274
【部分圖文】：

第二章 火災(zāi)環(huán)境及消防員體征檢測系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案本章首先介紹課題火災(zāi)現(xiàn)場環(huán)境及消防員體征檢測系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)，然后就硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行框架分析，最后軟件設(shè)計(jì)部分具體闡述系統(tǒng)關(guān)鍵部分的軟件編譯�；馂�(zāi)環(huán)境及消防員體征檢測系統(tǒng)方案概述火災(zāi)現(xiàn)場哪些環(huán)境參數(shù)采集能真實(shí)有效的反應(yīng)火災(zāi)現(xiàn)狀、消防員哪些體征信息可以有效的反應(yīng)消防員安全狀況、采集的數(shù)據(jù)在復(fù)雜火災(zāi)環(huán)境中如何傳輸、對(duì)進(jìn)行怎樣的分析可以確定火災(zāi)情況，綜合考慮后，結(jié)合實(shí)際地考察火災(zāi)現(xiàn)場環(huán)查閱大量相關(guān)資料設(shè)計(jì)出整體系統(tǒng)方案�；馂�(zāi)現(xiàn)場環(huán)境及消防員體征檢測系統(tǒng)由消防員體征信息采集、火災(zāi)環(huán)境參數(shù)采集、無線通信和遠(yuǎn)程監(jiān)控中心 PC 機(jī)，總體框架如圖 2-1 所示。

圖 2-2 硬件設(shè)計(jì)層次式原理圖 最左邊模塊是火災(zāi)現(xiàn)場消防員體征信息采集端節(jié)點(diǎn)模塊，牙無線通信設(shè)備，其目的是為了與中轉(zhuǎn)站進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。 MCU 作為節(jié)點(diǎn)模塊主控芯片以及設(shè)計(jì)外圍電路，并且在碼。 中間位置的模塊為中端發(fā)送節(jié)點(diǎn)模塊，也是環(huán)境參數(shù)檢測線藍(lán)牙模塊作為消防員體征信息接收端，并且加入無線 W上位機(jī)服務(wù)器保持通信，設(shè)計(jì)中為該模塊電路選擇一款合計(jì)外圍電路。 最右邊 4 個(gè)電路方塊為 STM32F103ZET6(B)中轉(zhuǎn)站接收節(jié)包括了傳輸電路、接受電路、信號(hào)調(diào)理電路和工作原理電提下才可以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)基本功能。根據(jù)檢測參數(shù)類型選計(jì)相應(yīng)外圍電路與主控芯片進(jìn)行對(duì)接。環(huán)境及消防員體征檢測系統(tǒng)軟件編譯環(huán)境

Drler1:SPIDriver n :USBCMSIS-DSPCMSIS-RTOSUSB HOSTFileSystemUSB Device Grahic圖 2-3 MDK5 組成部分圖從上圖可以看出，MDK Core 又分成四個(gè)部分: uVision IDE with Editor（，ARMC/C++ Compiler（編譯器），Pack Installer（包安裝器），uVision Deb Trace（調(diào)試跟蹤器）。uVision IDE 從 MDK4.7 版本逐漸加入了編寫代碼功能模塊和語法動(dòng)態(tài)檢測等強(qiáng)大功能，相對(duì)于以往的 IDE 改進(jìn)跨度大。Oftware Pack（s包安裝器）又分為：Device、CMSIS（ARM Cortex ）和 Mdid間庫）三個(gè)關(guān)鍵部分，通過最新安裝包，安裝最實(shí)用組件，從而支持新的器件、提供新的設(shè)備驅(qū)動(dòng)庫等，提高項(xiàng)目開發(fā)效率。與之前的 MDK 相比大的不同點(diǎn)，以往的 MDK 把全部實(shí)用組件壓縮到一個(gè)安裝包，顯得十分K5 與之比較顯得十分方便，MDK Core 是一個(gè)獨(dú)立的安裝包，它沒有器件備驅(qū)動(dòng)等多余組件，但是通常都會(huì)包括 CMSIS 組件大小 350M 左右，相K4.70A 而言，其瘦身不少，明顯提高使用者工程項(xiàng)目開發(fā)效率。MDK5 軟境界面如圖 2-4 所示。

【參考文獻(xiàn)】

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1 趙小樂;吳亞東;張紅英;趙靜;;基于密切多項(xiàng)式近似的多項(xiàng)式插值算法框架[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用;2015年08期

2 魏欣;孫s

本文編號(hào)：2811961