基于视频监控的火灾烟雾报警系统设计与制作.docx

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1、中科毕业裕文（微花）题目：基于视频监控的火灾烟雾报警系统设计与制作基于视频监控的火灾烟雾报警系统设计与制作摘要火灾是一种具有极高危险性的自然灾害，在日常生产和生活中时常发生。如何在火灾初期及时发现并及时采取应对措施，保护人员的生命财产安全成为一个重耍的课题。而随着城市化和建筑高度的不断增加，火灾烟雾报警系统的需求也不断增长。传统的火灾报警系统只能依靠传感器来检测火灾的发生，检测效果受环境影响较大，误报率高。为了更好的检测火灾和烟雾，本文提出一种基于视频监控的火灾烟雾报警系统。本次所制作的系统是以STM32F103C8T6单片机作为核心处理器，通过MQ2烟雾传感器来检测烟雾和Risym火焰传感器

2、来检测火焰，使用DHTll温湿度传感器模块来检测该环境中的温度和湿度，通过OV2640摄像头模块来进行图像采集，所测得的所有数据和图像通过ESP8266WiFi模块在上位机程序中显示出来，而上位机单独也能控制系统中的风扇和报警电路。通过与传统火灾烟雾报警器对比，本文的创新点在于，将视频监控技术与火焰烟雾检测系统相结合，实现了对火灾烟雾的高效检测和报警。该系统除了能够检测火焰和烟雾，还能通过摄像头进行实时监控，从而实现火灾的及时发现和报警。本文将详细介绍该系统的硬件电路设计、软件程序设计和测试结果验证等方面。关键词：火灾烟雾报警系统，温湿度检测，STM32F103C8T6,视频监控，上位机Des

3、ignandManufactureofFireSmokeAlarmSystemBasedonVideoSurveillanceAbstractFireisakindofnaturaldisasterwithhighrisk,whichoftenoccursindailyproductionandlife.Howtodiscoverandtakemeasuresintimeattheearlystageoffiretoprotectthelifeandpropertysafetyhasbecomeanimportantsubject.Withtheincreasingofurbanization

4、andbuildingheight,thedemandoffiresmokealarmsystemisalsogrowing.Traditionalfirealarmsystemcanonlyrelyonsensorstodetecttheoccurrenceoffire,thedetectioneffectisgreatlyaffectedbytheenvironment,andthefalsealarmrateishigh.Inordertodetectfireandsmokebetter,thispaperproposesafiresmokealarmsystembasedonvideo

5、surveillance.ThesystemmadethistimeusesSTM32F103C8T6microcontrollerasthecoreprocessor,usesMQ2smokesensortodetectsmokeandRisymflamesensortodetectflame,usesDHTl1temperatureandhumiditysensormoduletodetecttemperatureandhumidityintheenvironment,andusesOV2640cameramoduletocollectimages.Allthemeasureddataan

6、dimagesaredisplayedintheuppercomputerprogramthroughtheESP8266WiFimodule,andtheuppercomputercanseparatelycontrolthefanandalarmcircuitsinthesystem.Bycontrastwiththetraditionalfiresmokealarm,theinnovationofthispaperliesinthecombinationofvideomonitoringtechnologyandflamesmokedetectionsystemtorealizethee

7、fficientdetectionandalarmoffiresmoke.Thesystemcannotonlydetectflamesandsmoke,butalsocarryoutreal-timemonitoringthroughthecamera,soastorealizethetimelydetectionandalarmoffire.Thehardwarecircuitdesign,softwareprogramdesignandtestresultverificationofthesystemwillbeintroducedindetailinthispaper.Keywords

8、：firesmokealarmsystem,temperatureandhumiditydetection,STM32FiO3C8T6,videosurveillance,uppercomputer第一章绪论11.1 课题背景及研究意义11.2 火灾烟雾报警系统的国内外研究现状21.3 论文的研究工作3第二章系统的总体方案设计52. 1处理器选型53. 2温湿度检测模块选型64. 3摄像头检测模块选型65. 4WiFi模块选型76. 5本章小结7第三章硬件电路设计83.1 主控电路系统设计83. 1.1电源电路84. 1.2时钟电路85. 1.3复位电路83.2 烟雾检测电路设计93.3 温湿

9、度检测电路设计103.4 火焰检测电路设计113.5 摄像头检测电路设计133.6 WiFi模块电路设计153.7 蜂鸣器报警电路设计163.8 本章小结16第四章软件程序设计194.1 单片机软件程序设计194.1.1 1.1编程语言的选择194.1.2 开发环境介绍194.1.3 程序软件设计234.2上位机软件程序设计294.2.1编程方式的选择294.2.2开发环境介绍294. 2.3上位机界面功能324. 3本章小结32第五章测试与结果335. 1测试方案335. 2测试条件335. 3测试结果与分析335.4本章小结错误!未定义书签。第六章总结与展望406. 1总结407. 2展望

10、40致谢42参考文献43第一章绪论1.1 课题背景及研究意义火灾事故一直是人们所关注的热点问题之一，因为它不仅会给人们的生命财产安全带来威胁,而且还会对社会造成不可估量的损失。据统计，每年都有大量火灾发生，其中有很大一部分是由于火源无法及时发现而未能得到及时扑灭，导致火灾最终爆发。因此，有效预防火灾事故的发生，尤其是在火灾爆发前及时发现并采取相应措施非常重要。随着经济和城市建设的迅速发展，城市高层、地下建筑和综合性大型建筑数量增加，火灾隐患显著增加，火灾数量和造成的损失呈逐年上升趋势，火灾已成为我国常发性、破坏性最强、影响最大的灾害之一山。一旦发生火灾，不论是对人的生命、财产还是对环境，都会造

11、成重大损失和破坏。火灾是一种特别危险的事故，其发生一般都会引起人员伤亡和财产损失。为此，各国对于火灾的防范工作都十分重视，推出了许多火灾防范措施和工具。其中，烟雾报警系统是比较常见和有效的火灾防范措施之一，其主要作用是在火灾发生前及时监测烟雾情况，从而及时报警，为人们避免火灾提供有力的保障。现代建筑具有智能化的时代特征，在现代智能建筑中起着极其重要的安全保障作用。火灾烟雾问题也愈发受到人们的关注。传统的烟雾报警系统通常采用光电离式感应器等传感器，能够探测出火灾烟雾的产生，并通过报警器发出警报。但是，这种传统的烟雾报警系统存在许多缺点：一方面，它仅提供局部的烟雾检测，无法涵盖整个建筑区域，不能实

12、时监控火灾的发展情况；另一方面，它容易受到误报或滞报的影响，给人带来一定的安全隐患。而误报率和滞报率是烟雾报警系统的两个重要指标，误报率高会造成不必要的人力、物力、财力等损失；滞报率高则难以及时发现火灾，增加火灾造成的危害和损失。近年来，随着信息技术的不断推进，视频监控技术及烟雾报警技术也得到了广泛应用。在这些技术的支持下，基于视频监控的火灾烟雾报警系统被越来越多地使用，这是一种早期预警火灾的高效方法，能够对火源进行及时监控并发出警报。因此，如何建立一套准确可靠的火灾烟雾报警系统，成为当前研究的重点之一。本文提出一个基于视频监控的火灾烟雾报警系统，其能够有效降低火灾发生概率，提高火灾安全性以及

13、减少火灾的损失和人员伤亡。1.2 火灾烟雾报警系统的国内外研究现状火灾研究发展的起源可以追溯到远古时代。人类在使用火的过程中，不可避免地遭遇到火灾事故，因此对于火灾的认识和研究也由此开始。在古代，人们对于火灾的认识主要基于经验和口耳相传。例如，中国古代的周礼、管子等文献中都有关于火灾防范和扑灭的记载。古希腊的哲学家亚里士多德也在其著作自然学中对火灾的发生原因进行了探讨。到了近代，火灾研究开始逐渐系统化和科学化。18世纪，英国的化学家普利斯特利和法国的拉瓦锡分别提出了氧气和燃烧三要素的概念，为火灾的研究提供了基础。19世纪，德国的化学家利比希对火灾的化学反应进行了深入研究，丰富了人们对于火灾的认

14、识。随着我国经济的持续和城市化进程的持续推动，其建筑物数量不断增加，火灾事故频繁发生。为了提高建筑物的安全性能，有关部门出台了一系列规定和标准，建筑物中的火灾监控系统也被普遍应用。目前国内的火灾烟雾报警系统，主要采用控制器、传感器和报警设备三部分组成。控制器通常是微处理器或嵌入式系统，进行数据处理和控制操作。传感器可以探测火灾产生的烟雾、温度等可疑情况，并将信息传回控制器，报警设备则通过声光信号等方式向人们发出警报。在烟雾探测技术方面，目前国内主要采用的是光电式烟雾探头和离子式烟雾探头等技术。一些新型的烟雾探测技术也在国内逐渐得到了应用，例如超声波烟雾探测器和红外烟雾探测器等。近年来，国内研究

15、机构对火灾烟雾报警系统进行了深入研究，不断推出新技术和新产品。例如，南京邮电大学、西安电子科技大学等高校就针对火灾烟雾报警系统的智能化、高效化、可靠性等方面展开了研究。另外，一些企业也在产品开发上下了不小的功夫，例如南京易度科技、华为等公司就推出了一系列领先的产品，具有很高的市场竞争力。在国外，火灾烟雾报警系统的研究和应用也有很高的水平。目前，国外的火灾烟雾报警系统主要采用以下几种技术：（1）数据通信技术数据通信技术是国外火灾烟雾报警系统的一大特点。通过对传感器和报警设备的数据进行无线或有线传输，可以确保系统的高效、可靠、实时性。（2）图像识别技术图像识别技术是国外火灾烟雾报警系统的又一大特点

16、。通过采用计算机视觉技术，可以对火灾现场的图像进行分析和识别，从而及时报警和处理。（3）智能化控制技术智能化控制技术是国外火灾烟雾报警系统的重要特征之一。通过采用人工智能技术,可实现系统的自动调整、自适应和优化控制，大幅提高系统的性能和可靠性。总体来看，国外的火灾烟雾报警系统已经进入了智能化、高效化、高可靠性的新阶段，具有很高的科技含量和市场价值。对于火灾烟雾报警系统的研究和应用，有关部门和学术机构一直在推动其不断发展和改进。未来，国内外的火灾烟雾报警系统将会朝着多方面的方向发展。智能化、网络化将是火灾烟雾报警系统发展的重要趋势。智能化的高度发展将使系统更加智能、自主、准确地感知火灾，并在第一时间采取