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基于NB-IoT的嵌入式图像型火灾报警系统设计

袁兴  
【摘要】:火灾是人们生活中发生频繁、危害性较大的灾害之一,其每年都会造成巨大的财产损失和人员伤亡。因此为了降低火灾带来的伤害和损失,在火灾发生早期如何高效地实现对火灾进行探测与报警极为重要。目前,传统的火灾报警系统存在着报警实时性差,误报率、漏报率高,以计算机为核心的图像型火灾报警系统存在着体积大、成本高、安装迁移困难等问题。并且目前大多数火灾报警系统仍采用有线连接方式来进行数据传输,其具有布线接线复杂,后期维护不便等问题。针对以上问题,本文设计了一种基于NB-IoT的嵌入式图像型火灾报警系统。该系统由图像型火焰报警器、NB-IoT无线传输模块、OneNET物联云平台、手机终端和监控主机等构成。其中图像型火焰报警器利用OV5640摄像头模块来作为图像采集源,利用ST公司生产的STM32F446RET6嵌入式微处理器来作为主控制器,通过利用主控制器对采集的图像进行处理和识别后,判断采集的图像中是否存在火焰来实现对火灾的探测与报警。并且可通过利用基于M5310A模组的NB-IoT无线传输模块将图像型火焰报警器的火灾报警信息上传到OneNET物联云平台,OneNET物联云平台再将火灾报警信息传输给手机终端和监控主机用于实现对火灾报警情况进行实时监测。并且在Altium Designer软件上完成了图像型火焰报警器和NB-IoT无线传输模块的硬件电路设计与PCB板绘制;在Keil MDK软件上完成了图像型火焰报警器控制程序和NB-IoT通信程序的编写与调试;在Android Studio软件上完成了手机终端和监控主机的火灾报警监控界面设计;最后对整个系统进行了软硬件调试以及系统功能测试。测试结果表明,该系统能够稳定运行,火灾报警准确率较高、误报率小、实时性好,能够在火灾发生早期实现对火灾火焰的快速探测与报警,并且通过手机终端和监控主机可以实现对火灾报警情况进行实时监测。该系统还具有体积小、覆盖范围广、功耗低、成本低等优点,在消防报警设备领域具有广泛的应用前景。


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