1. 研究目的与意义（文献综述）

火灾是危害人类生命财产灾害中最常见的一种。因此早期预报火情、及时报警、防火于未燃是火灾探测系统完成的任务。火灾已成为我国常发性和破坏性以及影响力最强的灾害之一。随着经济和城市建设的快速发展,城市高层、地下建筑以及大型综合性建筑日益增多,火灾隐患也大大增加,火灾的数量及其造成的损失呈逐年上升趋势。在工业和民用建筑、宾馆、酒店、图书馆、科研和商业部门及大型工厂,火灾报警系统已成为笔要的装置。

我国火灾自动报警系统技术比美、英等发达国家起步较晚，安装范围主要是《高层民用建筑设计防火规范》、《建筑设计防火规范》规定的场所和部位，而在易造成群死群伤的中小型公众聚集场所和社区居民家庭甚至部分高层住宅都没有规定安装火灾自动报警系统，适用范围过小，防范措施不到位。我国使用的火灾探测器虽然都进行了智能化设计，但由于传感器件探测的参数较少、支持系统的软件开发不成熟、各种算法的准确性缺乏足够验证、火灾现场参数数据库不健全等，火灾自动报警系统难以准确判定粒子(烟气)的浓度、现场温度、光波的强度以及可燃气体的浓度、电磁辐射等指标，造成迟报、误报、漏报情况较多。

目前火灾探测器中采用的大多是阈值比较法，它也是传统的火灾检测数据处理方式，特点是简单明了而且易于实现，但环境适应性和抗干扰能力较差。人们对火灾智能报警系统的最大期望是：早期发现火灾、消除误报和降低系统的总成本，这些因素是相互制约的。发生这情况的主要原因之一就是没有将各传感器获得的数据在一定准则下加以综合分析，因此很有必要将多传感器的数据进行加工处理，即采用多传感器数据融合技术．鉴于目前单一的普通类型的火灾探测报警器已不能满足需求，采用多个传感器全面采集火灾发生前的各种异常信息，并用多传感器信息融合技术处理传感器提供的火灾信息，可以大大地提高整个报警监测系统的可靠性。它利用多个传感器获得的各种信息，得出环境或对象特征的全面、正确的认识。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容

1. 传感器的选用

2. 搭建火灾检测硬件系统和软件设计

3. 采用MATLAB完成数据融合的仓库火灾监测报警系统软件设计

4. 硬件软件调试

   技术方案

（1）硬件电路的设计和软件设计

此次设计需要进行烟雾、气体、温度多种特征量检测，并将这些数据传输到上位机中进行数据处理。因此硬件电路的主要功能为数据采集，选用烟雾传感器、气体传感器、温度传感器进行数据的采集并且传输到单片机中，这里我们单片机的型号选用STC89C52，单片机与上位机之间采用串口通讯，由于USB口较为通用，因此我们采用CH340G芯片将TTL电平转换为USB来实现单片机与上位机的通讯，电路图如图1所示：

图1 火灾监测系统结构图

电路图单片机的软件设计主要是为了对三个传感器的数据进行采集，同时还要保证数据传输的时候数据不会出现混杂，需要将三组数据做到分时传输，同时也要将数据进行处理减小误差。

（2）matlab上位机编写

此次设计采用matlab进行上位机的设计，上位机接受单片机的数据并且进行图形绘制以及数据融合，然后判断是否发生火灾，从而进行火灾报警。

此次采用的数据融合的方法如下，将三个传感器数据设定响应火灾阈值，当某一传感器数据达到阈值时，对其余传感器数据进行历史数据监测，

若其余传感器数据与平常无异，则系统判断其为未发生火灾，若其余传感器数据发生异常，则系统判断发生火灾。系统结构框图如下；

图2 火灾监测系统上位机框图

3. 研究计划与安排

（1）第1-4周：查阅相关资料，学习有关专业知识，完成外文翻译，撰写开题报告。

（2）第5-7周：学习并掌握多传感器数据融合原理和技术，设计仓库火灾监测报警系统的硬件部分。

（3）第8-12周：利用matlab完成库火灾监测报警系统的软件设计。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]高金辉，陈玉珠，汪晓晨．多传感器信息融合技术在智能火灾报警系统中的应用[j]．传感器世界，2008(6)：41--44．

[2]王淑娴，吕振，于越．基于信息融合技术的火灾监控系统口]．电气应用，2008，27(3)：45—47．

[3]路海娟，程乃伟，刘晓光．基于多传感器数据融合的智能火灾预警系统[j]．计算机工程与应用，2006(6)：206--209．