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1、图书馆智能防火报警系统设计【摘要】近年来，随着图书馆火灾的频繁发生，高校图书的宝贵馆人文资源受到了严重威胁，为了避免发生重大损失，有必要加强对图书馆智能防火报警系统的设计，从而更早的检测到火灾信息，并做到对火灾的及时控制，预防图书馆火灾情况的发生。鉴于此，本文将以某所高校的图书馆作为研究对象，对其智能防火报警系统进行设计，该系统包括前端探测、图像处理与控制、终端显示、报警联动灭火四个部分构成，可以有效预防火灾的发生，保障图书馆的防火安全。【关键词】图书馆；智能防火报警系统；火灾2智能火灾安全监控及联动灭火系统12. 1夕而贝UFIV分13. 2图像处理与控制部分24. 3夕）22. 4报警联动
2、灭火部分23视频火灾安全监控系统33. 133. 2.35. 3.44结论参考文献1引言图书馆是人类文化遗产的宝库，其馆藏图书则是人类历史文化遗产的重要组成部分，是不可再生的人文资源。因此，保护好这些馆藏资源是利在今世、功在千秋的伟业。然而，近年来图书馆火灾频繁发生且造成了巨大的损失。但目前很多图书馆电子阅览室一般都有计算机和交换机等大量的电子仪器设备，经过十几年、甚至几十年的运转，机内电路和元件很容易老化，原来设计的一些电路、随着新设备的逐渐增加，存在着严重的超负荷运转的现象，从而引发火灾风险。鉴于此，有必要设计出一个智能防火报警系统，对图书馆的环境进行实时监控，当发生火情时，系统就开始报警
3、，从而促进图书馆采取及时有效的防火措施，尽最大可能预防火灾的发生。2智能火灾安全监控及联动灭火系统某大学的图书馆位于校区中心，总建筑面积约4.62万余平方米，建筑高度超过24米，地上11层，地下1层，藏书量约195万册，是整个校区体量最大、楼高最高的建筑物。适用高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95）,为一类高层建筑，耐火等级为一级。作为校园中最重要的单体建筑物，图书馆代表着大学的形象，因此，有必要加强防火系统的设计。根据规范要求，经过反复的比较和论证，本工程设置的智能防火报警系统为集中报警系统，装设集中报警控制器的消防控制室位于一层东北侧，本工程选用了某公司1.AlOO型火灾安全监控
4、及联动灭火系统。本系统由四个基本部分组成：（1）前端探测部分；（2）图像处理与控制部分；（3）终端显示部分；（4）报警联动灭火部分。下面详细介绍各部分的功能。2.1前端探测部分本工程中庭部分采用双波段火灾探测器，是一种适用于大空间和其他特殊空间场所的智能型火灾探测设备。它由红外CCD和彩色CCD组成，可将监控现场采集到的红外视频图像信号和彩色视频图像信号传送给信息处理主机，信息处理主机通过对序列图像的亮度、颜色、纹理、运动等特性进行分析而做出对火灾的判断。这种探测器具有以下特点：（1）采用图像方式，有效探测火灾火焰和火灾烟气；（2）采用非接触式探测，可以在防护罩内安装，具有防尘、防潮、防腐蚀功
5、能，对环境适应能力强。（3）具有多种火灾识别模式，有效消除由于外界环境及系统偶然因素而引起的误报，可靠性高。（4）探测距离远，保护面积大，响应速度快，探测灵敏度高，可根据不同场所的需要灵活设定。根据厂家提供的不同型号的双波段火灾探测器的保护范围,本工程在中庭1设置了3套1.IAN-DC360；在中庭2,4设置了2套口人360；在中庭3设置了4套1.lAN-DC360；双波段火灾探测器由支架固定在柱子上，每套双波段探测器接入两根视频同轴电缆（SYN-75-7）和一组电源线（ZR-RVVP-2x1.5）02.2图像处理与控制部分图像处理与控制部分选用1.ian-CPM100信息处理主机，通过双波段
6、探测器对现场进行实时的防火监控，及时准确地判断现场状况，同时显示各监控区域图像供操作人员查看；系统发现火情后，可通过录像机和计算机自动记录现场图像及发生的时间，并在监视器上显示现场画面。系统操作简单、方便。本系统采用32位工业级嵌入式CPU,依托1.inUX平台，可以实现分布式智能系统架构，局部发生故障，不会影响系统正常工作。交互界面方面采用WINDOWS桌面和下拉菜单样式，操作简单、方便，并用320X240点阵液晶显示器，可以全面显示火警定位情况。2. 3终端显示部分终端显示部分也是系统的关键，报警现场画面显示在终端设备上。由矩阵切换器自动进行多通道分组循环切换，现场图像分时显示在控制室的监
7、控器上，也可由操作人员任意设置（编程）选定其图像显示。本系统选用了高性能、高稳定、高清晰度的彩色监视器。2. 4报警联动灭火部分报警联动灭火部分选用1.lAN-CC0N16型控制器,可连接16组报警控制输出，配合消防炮控制盘实现智能型主动喷水灭火系统的联动控制。消防控制中心内监控各消防水泵的起、停状态；显示各消防泵的工作、故障状态；显示消火栓按钮的工作部位;监视各水箱及水池的水位；监视压力开关、减压阀、信号阀、水流指示器等的状态;控制电磁阀动作并接收其反馈信。本工程在四个中庭分别设置了两组数控消防炮（每组消防炮配置消防炮解码器),当双波段火灾探测器探测到火源时，系统可自动拨打预先设定的电话号码
8、，报告火情信息；可通过录像机和计算机自动记录现场图像及发生的时间，并在监视器上显示火情信息；同时系统能够探测着火点位置，并提供火源坐标，通过串口通讯(RS485)可联动消防炮自动对准火源进行扑救，也可手动控制消防炮灭火。每组数控消防炮接入两根视频同轴电缆(SYN-75-7)；每组数控消防炮解码器接入一组电源线(ZR-RVVP-3x2.5、一组数据线(ZR-RVVP-2xl.5)和一组控制线(ZR-RVVP-6xl.5)。系统原理图详见文章后附图。3视频火灾安全监控系统基于图书馆建筑对于早期火灾报警的特殊需要，本工程在中庭部分还辅以VFD视频火灾安全监控系统来保障整个火灾报警系统的可靠性。3.
9、1系统原理VFD系统通过对高性能计算机的应用，对标准闭路电视信号进行采集，并转化为数字图像系列，被计算机处理，然后采用高精密算法感受场景中的微弱变化，过滤掉传到主处理器的微小变化，从而找出与火灾特征(如灰度特征、边缘特征等)相匹配的图像,在分析这些特征的相关关系的基础上,从而筛选出特征信息，迅速准确地探测到烟雾。该系统功能强大，有能处理来自8台摄像机的图像信息的算法，并通过本机或各种远传输出方式向系统管理人员报警。报警图像存储于系统日志内，系统日志存储空间较大，可以能存储的图像超过5000幅，这些图像都标有明确的时间，可以方便后续查询。对现场的烟雾信息进行分析和处理采用的是数字图像处理方式，不
10、仅可以较早地检测到对火灾的初期形态，而且能直接探测火源，不必等待烟雾接近探测器才探测，因而不受距离的限制，此外，还可以调整摄像机及镜头的参数，有效解决探测距离的变化问题；VFD系统还提供了对场景进行分区，并对每一分区独立设置灵敏度，同时可以将同一场景下的分区或者不同场景下的分区进行有机组合,使得对火灾的判别能够更适合现场的工作条件和环境，系统还提供了对图像中某些可能产生干扰区域的屏蔽的功能。3. 2系统特点本系统的特点如下：（1）对于人眼看不到的细微烟雾颗粒，系统都可以检测到，即使火源被遮挡，对于不同类型的烟雾，系统都可以检测到，并有效避免气流运动的影响。系统实现了对火灾的早期探测，同时具有快
11、速的响应速度。（2）智能探测算法有效避免了环境光照变化和摄影机振动的影响先进的烟雾运动模式分析及可视化报警验证，极大地消除了误报的发生。（3）能够实时提供火灾现场的视频，以便能够快速采取适当的措施；16路继电器输出方便了与消防联动系统的集成。（4）灵活的分区和灵敏度设置功能使得系统可以适应不同应用场所。（5）硬件设备能够同时对来自8台摄像机的信号进行处理，有效避免了信息的丢失或延误。（6）能够利用现有的闭路电视系统，不需要增加额外的现场设备及布线，方便地搭建火灾报警控制系统，大大节约了系统成本，降低了系统安装维护的复杂性。4. 3系统组成系统由现场设备与控制室设备两部分组成。现场设备系统包括摄
12、像机、红外灯、电源箱及配套的摄像机防护罩、支架等，本工程选用的是VFD系统推荐使用的HOneyWelIHZC-755P型摄像机，根据其技术参数，本工程在中庭1,2,4设置了2套HZe-755P;在中庭3设置了4套HZC-755P,与摄像机配套的红外灯用于当现场条件不能满足摄像机正常工作条件时进行补光，现场电源箱向现场的摄像机与红外灯供电，它将DC48V转换为DC12V0控制室设备包括琴台柜、系统主机、液晶显示器、UPS、直流电源等；控制室设备系统为现场设备提供电源线（ZR-RVVP-3x2.5）和视频线（SYN-75-7）。系统原理图详见文章后附图。图1智能火灾安全监控系统图4结论本文主要针对
13、某一图书馆进行了案例研究，结合图书馆的实际，制定了智能防火报警系统，这一系统由前端探测部分、图像处理与控制部分、终端显示部分以及报警联动灭火部分四部分构成，并配有视频火灾安全系统，可以很好地检测火灾的情况，并实施报警措施，方便图书馆管理人员及时控制火灾情况。鉴于本文的篇幅限制，研究有待细化和具体，因此下一步研究将更为深入。参考文献1尤玉鸿.试论高校图书馆火灾自动报警与消防联动系统的设计J数字化用户，2017,23(43).2张玉，杨春节.家庭智能防火防盗报警系统设计J1.成都大学学报(自然科学版)，2014,33(2):160-162.3陈景鹏.某图书馆火灾自动报警系统设计实例分析J.房地产导刊，2015(4).4牛磊.火灾报警与消防联动系统的研究D.湖北工业大学，2017.5吴蓬勃，李学海，卜新华.RFn)和ZigBee的图书馆智能监控通道系统设计J.单片机与嵌入式系统应用，2013,13(12):51-54.
