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1、大型建筑/室内安全监控系统（南京工业大学，南京）选题背景：论文题目布置之后两天，12月15日广州建业大厦发生火灾，国内新闻媒体铺天盖地的报道，让我们看到了高楼火势的迅猛与完全不可控的惨烈态势。此外，据媒体报道，建业大厦共25层楼，而面对十层楼以上的大火消防车也基本没有办法，只能“望楼兴叹”。整栋大厦大火燃烧了19个小时才最终平息，大楼基本被烧空而广州建业大厦发生火灾的主要原因之一，正是大楼处于半废弃状态，没有火灾监控报警及消防系统。由此，也让我再一次意识到建筑安全监控系统的重要性，因此选题大型建筑/室内安全监控系统。 图1 12月15日广州建业大厦发生火灾 研究背景：现代人类文明高速发展，而作
2、为人类文明象征之一的建筑，也在高速发展之中。大都市之中的大型建筑、高层建筑越来越多，而作为人们主要的居身活动之所，建筑物的安全也自然成为重中之重。其中，建筑安全监控系统，就是如今的现代化大型建筑最基本的、最不可或缺的重要系统之一，它是建筑物自身安全及建筑内人身、财物安全的重要保障。建筑安全，我认为从传统意义上来说，包括建筑物本身的结构安全，建筑物内的财物安全和建筑物内的人类活动区域的环境安全；而从广义的范围来讲，与人们在建筑物内的活动相关的，一切有关人身、财物的安全保障，以及人体的健康、舒适保障都应属于安全范围。而上述所有安全的保障正是要来自于建筑自身的精良设计和质量，以及建筑安全监控系统。由
3、此，我们也就知道了开篇所谓的建筑安全监控系统的大概意义和目的。而在此篇论文之中，我们将着重研究与讨论大型建筑的安全监控系统。随着科学技术的发展，现代化的大型建筑安全监控系统也越来越复杂、全面。而安全监控系统，往往是集监测、控制和报警于一身的，并且一个大型建筑的安全监控系统一般由许多各个方面的安全监控子系统组成。以南京最高峰紫峰大厦为例，紫峰大厦的各个方面系统化及自动化程度非常高，其中与安全监控相关的系统有楼宇设备监控系统、防盗报警系统、闭路监视系统、门禁系统、巡更系统、热交换系统和通排风系统等等。由此可见，一幢大型建筑的正常安全运行使用，离不开完善的建筑安全监控系统。大型建筑的安全监控系统都非
4、常复杂与全面，经过分析，我们可以对其进行简单的分类与描述，现阶段情况大型建筑的安全监控主要集中在以下几个方面的监控：对大楼水、电、气（煤气、天然气等）管网、节点和相关设备运行以及室内环境的监控，保证其安全；对烟气、火灾态势的监测和预警，保证第一时间发现火情，及时预警和处置；对进出建筑的人员身份的识别、授权以及行为的监控；防盗监控系统；建筑设备安全运行监控系统。以上五个方面囊括了现阶段大型建筑的主要安全监控对象，这五个子系统组成了最基本的建筑安全监控系统。以上安全监控系统功能的实现，离不开各种相应的监控终端设备。随着科学技术的发展，如今的建筑安全监控终端设备正朝着智能化、小型化和集中化发展，而各
5、种监控终端的高效正常地运行，正式我们所需安全监控的根本保证。如今，建筑内常见的安全监控终端设备有如下几种： 火情烟雾感应 室内红外探测器 防盗红外对射棒 振动传感器 探测器 温度及可燃气体 视频监控探头 电源、电路监控器 指纹、键盘锁泄漏探测器 图2 几种常见建筑安全监控系统终端设备将以上智能监控终端设备有机结合与布置在建筑物内，并通过安全监控网络相连接，就可以构成一个完整发达的建筑安全监控系统，从而实现对建筑物的安全监控。下面将列举与分析上述安全监控系统的实现原理、方案设计等。方案1 安全智能家居监控系统图3 安全家居系统框图本安全监控系统以单片机C8051F340为控制中心，运用ZYMQ-
6、4气敏传感器构造了天然气报警排险电路；运用MQ-2烟雾传感器构建了烟雾报警更新室内空气电路，并结合热敏电阻构建了火灾报警电路；运用门磁开关构造了门磁报警电路；同时建立了电话报警系统。实现了室内家居的安全化，便利化。此外，通过利用PCF8563时钟芯片和LCD，系统实时的显示时钟信号。本系统作为简单家居安全监控系统，可实现对煤气、火灾和人员身份的安全监控，报警及自动处置等。例如，当室内浓度高于1000pp时，单片机控制继电器关闭煤气阀门，开启报警器报警，同时控制轴流风机运转，更新室内空气排险。当浓度降到正常值时，报警和轴流风机均停止。从中我们也可看到，整个系统以单片机为核心，并基于单片机开发系统
7、，实现上述功能的稳定运行。而单片机体积小，价格便宜，控制功能强，在单片机的基础上，此系统仍有很多功能可以完善，可以尽力向智能家居安全监控的各个方面扩展。方案2 基于LonWorks现场总线技术的安全监控系统LonWorks网络也简称Lon网，是局部操作网络(Local Operating Network)的简写，由美国Echelon公司1991年推出市场，目前广泛应用在工业、楼字、家庭、能源等自动化领域，已成为当前最流行的现场总线之一。门禁：指纹锁+键盘门状态监测室内紧急呼叫按钮烟感探测器可燃气体探测器温度探测器主动红外对射棒门禁：指纹锁+键盘出门按钮煤气关断阀排风扇声光电报警器电源控制器 L
8、onWorks图4 建筑安全监控系统架构图该建筑安全监控系统是基于LonWorks现场总线技术的安全监控系统，实现大型建筑中室内环境的温湿度、各种可燃性、有毒性气体以及火灾的监测控制和报警输出，以及通过门禁系统对人员身份的识别和授权。此安全监控系统的设计思路是，当控制器的输入端口检测到输入量的变化，经过计算芯片处理后，驱动相应输出端连接的执行器动作。输入端主要连接门禁的指纹锁及键盘、门状态检测、紧急呼救按钮、烟感探测器、温感探测器、可燃气体探测器、主动红外对射棒等；输出端连接门锁、出门按钮（与门锁并联）、煤气关断阀、排风扇、声光电报警器等。该安全监控系统的智能环境安全监控装置由单片机、超大规模
9、集成电路和新型智能传感器构成，并通过LonWorks现场总线和中央计算机对各监控装置上传的室内环境、安全数据(温湿度、可燃性、有毒性气体含量、火灾等)进行分析、处理和报警输出。功能举例，运用该系统作为建筑安全监控系统，在建筑外围（围墙、墙体、玻璃窗等）布设主动红外对射棒，当有不法人员试图翻越围墙、窗户进入建筑物时，将会阻断红外对射，从而触发报警装置报警。方案3 基于互联网的集中安全监控系统TCP/IP传输网络城域网图5 网络集中安全监控系统 基于互联网的运用，该建筑安全监控系统可通过本地网集中监控中心的监控，对区域内的多幢大型建筑进行统一的安全管理，从而节约安全监控成本。而区域内的各幢建筑的安
10、全监控终端可根据实际运用需要，进行安装或删减。一般情况下，该安全系统可完成对建筑火情、环境、人员、防盗等的监测，并通过智能控制器自动处置警情，同时将实时情况通过互联网传输到监控中心，安全监控人员可做出反应和控制。 建筑安全监控系统的实现方案是多种多样的，上面所列的只是其中的三种，但无论什么样的安全监控系统，它们的共同点都是通过布设在建筑各个角落和位置的传感器或探测器，将所需探测的目标数据和参数传回中央处理器。当探测到出现安全事故或可能出现安全事故时，中央处理器自行判断并做出相应的动作处置，或由监控人员人为干预做出处置，从而第一时间发现与处置安全事故，进而保证建筑、人员、财物安全。综上所述，安全
11、监控系统如今已经越来越多的融入到建筑之中，特别是大型建筑的安全保证更是离不开建筑安全监控系统。随着科学技术的继续发展和人们生活水平的提高，在可以预见的将来，安全监控系统将成为每一幢建筑不可或缺的重要组成部分。此外，我想正如开篇所述，广义的建筑安全应当是包括人们在建筑物内的所有活动建筑物自身的结构安全和一切有关人身、财物的安全，以及人体的健康、舒适保障。所以，我认为除现有的建筑安全监控内容（如火情、电源电器、有毒气体泄漏、人员监控、防盗等等）之外，未来的建筑安全监控系统将会融入与集成更多的监测内容，比如气流的温湿度和速度，室内的噪音，空气成分，甚至是灯光、色彩、气味等等。总之，建筑安全监控系统，将会向着更加完善与智能的方向继续发展，融入我们的生活。 2013-12-23 参考文献：1 李昀，赵望达. 用于智能建筑的环境安全监控系统.安全与环境学报，2003.2 赵运铎, 孙世钧, 方修建.建筑安全学概论.哈尔滨工业大学出版社，2006.参考网页：3 百度百科. 紫峰大厦. 4 人民网-财经.广州建业大厦失火.5 百度百科.烟雾探测器.6 百度百科.台北101.6
