基于LabVIEW的火灾自动报警及消防联动实验系统
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[摘 要]实验系统基于labview开发环境设计开发的，根据火灾自动报警系统实验的具体要求，通过设置实验模式，模拟火灾发生条件及地点，实验系统可完成火灾自动报警系统的声光自动报警和联动系统自动投入运行，并且可以实现手动操作声光报警及联动系统。人机交互界面可选择工作模式，也可手动设置实验条件限值，控制虚拟火灾的发生与否，同时可直接观察声光报警器报警、消防广播进行广播、排烟风机开启、防火卷帘门降落、自动喷淋头动作，并且可以监测各设备的运行状态、各个房间的温度和烟雾浓度值，还可以自动生成消防日志以便查询。
中图分类号：TE988.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0338-01
0 引言
火灾自动报警及消防联动系统是建筑中非常重要的部分，其宗旨是“以防为主，防消结合”。其主要作用是通过自动化手段实现早期火灾探测，及时发现并报告火情，联动控制自动消防设施，控制火灾的发展，确保人身安全和减少财产的损失，将火灾消灭在萌芽状态。
传统的火灾自动报警及消防联防联动实验系统需要投入场地和一定的费用，该系统的实验开发受到了限制，因此，本文设计了一个基于LabVIEW的火灾自动报警及消防联动实验系统，既直观的演示了火灾探测、报警和对联动设备的控制，展示了消防报警系统的基本组成和工作原理，又节省了场地和费用。该实验系统界面简洁直观，易于操作。
1 系统设计原理
该实验系统基于火灾自动报警及消防联动系统原理进行设计。通过感温探测器和感烟探测器探测火灾有无信息，经过处理后传送到主控系统后紧急启动声光报警器和消防联动设备进行现场报警与消防控制。同时将此火警信息通过网络送到消防中心经过管理人员研究分析做出准确消防控制决策。火灾自动报警系统是由触发器件、火灾报警装置、火灾警报装置以及其他辅助功能的装置组成的。它能够在火灾初期，将燃烧产生的烟雾、热量和光辐射等物理量，通过火灾探测器变成电信号，传输到火灾报警控制器，并同时显示出火灾发生的位置，记录火灾发生的时间。一般火灾自动报警系统和自动喷水灭火系统、室内消火栓系统、防排烟系统、通风系统、空调系统、防火门、防火卷帘等相关设备联动，自动或手动发出指令，启动相应的装置。
2 系统设计内容
系统设计部分主要分为火灾自动探测、手动调节、报警系统、联动系统、显示系统和消防日志保存6个部分。
火灾自动探测模块属于Case结构中的一层，当接收到控制指令时，将执行该层中的程序。用波形信号加噪声干扰形成温度探测值和烟雾浓度探测值，与火灾发生的温度限值和烟雾浓度限值进行比较，若烟雾浓度值大于限值，则说明存在火灾隐患，只有报警系统开始运行；若温度值大于限值或烟雾浓度值和温度都大于限值，则说明发生了火灾，报警系统和联动系统等都开始运行。
手动调节模块是Case结构中的另外一层，当该层接收到控制指令时，将执行里面的程序。利用双精度浮点型的旋钮来设置温度和烟雾浓度的限值，调节各个房间内的温度和烟雾浓度之，将限值与调节值进行比较，生成火灾发生信号，驱动报警系统和联动系统等。
自动报警系统置于While循环结构中的另外一个Case结构中，当有火灾信号时，执行Case结构中“真”里面的程序，即报警程序，没有火灾信号时，执行Case结构中“假”里面的程序，此时“假”里面为空程序，即不执行任何程序。报警系统包含声报警和光报警，声报警是将火灾警报的声音文件通过“拆分路径”、“创建路径”和“读取声音文件”实现的；用布尔量的闪烁实现光报警。
联动系统中包含消防广播、排烟风机、防火卷帘门、自动喷淋等。消防广播的设计和报警系统中的声报警设计方法相同，不同的地点发生火灾时，消防广播的内容不同，根据火灾信号的不同，消防广播的内容不同；通过自定义控件实现排烟风机和自动喷淋的设计；通过滑动杆实现防火卷帘门的设计，通过布尔量实现应急照明的设计；
显示系统的设计主要包含3个部分：各个房间的实时温度的显示，消防设备运行状态的显示，各个房间温度和烟雾浓度状态的显示。通过数值量将探测到的或手动调节的温度值和烟雾浓度值显示出来，该部分置于While循环结构中；通过布尔量来显示消防设备的运行状态，若设备开始工作，则触尔量动作，该部分也置于While循环结构中；通过字符串显示各个房间的温度和烟雾浓度是否正常，该部分置于While循环结构中的Case结构中，不同火灾信号执行Case结构中不同的程序。显示系统还包含实时日期和时间的显示，通过“获取当前时间”来实现。联动设备示意图前面板如图1所示。
消防日志保存的设计是通过将各个房间的温度和烟雾浓度的状态监测进行记录，并与Excel表格连接，生成消防日志文件，以便事后查询。消防日志程序设计如图2所示。
3 总结
本文设计了一个基于LabVIEW的火灾自动报警及消防联动系统，以实验演示版与实物相结合的形式，实现火灾探测、报警和联动设备控制的一体化，展示了火灾自动报警及消防联动系统的基本组成和工作原理，使学生能直观的看到该系统的基本组成和工作原理。在实际的教学实验中，做到“虚实相结合”、相互补充，促进实验教学的发展。
参考文献
[1] 吴启鹏编《新世纪消防科学技术展望》中国消防大全，2000
[2] 李宏文，张向阳《建筑物火灾监控系统的智能化发展》2002
[3] 宋中才《智能建筑中火灾自动报警系统的设计》重庆邮电学院报（自然科学版），2003
[4] 岂兴明等《Labview入门与实践开发100例》电子工业出版社的
[5] 善美贤李艺《虚拟实验原理与教学应用》教育科学出版社2005
作者简介
薛周舟（1991.04.20-）陕西省西安市，硕士研究生，专业：控制理论与控制工程。