摘要：電氣火災(zāi)系統(tǒng)的良好應(yīng)用可以顯著減少建筑物內(nèi)部的電氣火災(zāi)現(xiàn)象，有效保證建筑物的安全和質(zhì)量。隨著我國相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進步，越來越多復(fù)雜的電氣技術(shù)和設(shè)備應(yīng)用于建筑物內(nèi)部電路，增加了電氣火災(zāi)的概率，對建筑物的積極作用和建筑物用戶的安全產(chǎn)生了極其負(fù)面的影響。Lora無線通信技術(shù)在電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用可以顯著降低電氣火災(zāi)的概率，實現(xiàn)預(yù)防電氣火災(zāi)的目標(biāo)。無線通信技術(shù)的應(yīng)用傳輸距離長，穿墻效果好。同時，由于功耗低，可高質(zhì)量應(yīng)用于電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)。因此，主要從電氣火災(zāi)系統(tǒng)的組成、原理和內(nèi)部硬件軟件設(shè)計入手，闡述電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計措施。

關(guān)鍵詞：LoRa；無線通信技術(shù)；電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)；

一前言

隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進步，建筑內(nèi)部的電氣線路越來越復(fù)雜，電氣線路中設(shè)備的復(fù)雜性也在顯著增加。一方面，這種復(fù)雜的電氣線路給居民帶來了便利的生活和生產(chǎn)條件，另一方面，這種復(fù)雜的電氣線路也顯著增加了發(fā)生電氣火災(zāi)的概率。因此，電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用非常重要。電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)可以監(jiān)測電氣線路中運行的溫度、泄漏現(xiàn)象和泄漏電流的大小，然后對可能發(fā)生火災(zāi)的部分進行預(yù)警。傳統(tǒng)電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)中使用的通信技術(shù)大多是CAN總線傳輸，現(xiàn)階段復(fù)雜電氣線路背景下布線困難，施工成本高，硬件工作質(zhì)量有限。因此，在電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)的后續(xù)研發(fā)過程中，應(yīng)注意無線通信技術(shù)和通信距離的要求，提高電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)的運行質(zhì)量，降低電氣火災(zāi)的發(fā)生概率。

二電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)的組成及原理

基于Lora無線通信技術(shù)的電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)主要由溫度傳感器、漏電電流傳感器、電氣火災(zāi)探測器、無線傳輸系統(tǒng)和主要監(jiān)測系統(tǒng)組成。電氣火災(zāi)系統(tǒng)的主要應(yīng)用原理是，如果電路短路或漏電，電氣火災(zāi)探測器可以通過溫度傳感器和電流傳感器收集線路中的溫度和漏電電流數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理后傳輸?shù)诫姎饣馂?zāi)監(jiān)測主系統(tǒng)。如果線路溫度或漏電電流超過系統(tǒng)預(yù)設(shè)的預(yù)警閾值，探測器中的主控芯片可將報警信息傳輸?shù)街骺叵到y(tǒng)，并實時顯示報警值。在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計過程中，應(yīng)在探測器內(nèi)部和監(jiān)控主系統(tǒng)中放置良好的無線發(fā)射芯片，使探測器還可以通過Lora無線通信技術(shù)向值班人員傳遞報警信息，清晰顯示報警位置和數(shù)據(jù)，為值班人員落實良好的控制措施奠定堅實的基礎(chǔ)。此外，在我國信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的背景下，大數(shù)據(jù)技術(shù)和智能控制設(shè)備可以應(yīng)用于電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，可以收集和綜合分析經(jīng)常超過預(yù)警閾值的部分，使值班人員能夠通過數(shù)據(jù)分析綜合考慮設(shè)備的運行壽命和質(zhì)量，及時更換和維護不符合監(jiān)控要求的設(shè)備，不僅可以提高電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的運行質(zhì)量，而且可以有效降低電氣火災(zāi)的概率。在電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)中應(yīng)用智能設(shè)備，可有效保證數(shù)據(jù)異常的智能處理，有效提高電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用質(zhì)量和價值。

三電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部硬件設(shè)計措施

1微控制單元

在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計過程中，主要內(nèi)容包括微控制單元、信號采集通路、通信接口和無線通信電路，這些硬件設(shè)備設(shè)計的主要目標(biāo)是確保數(shù)據(jù)信號能夠準(zhǔn)確采集，及時傳輸?shù)诫姎饣馂?zāi)監(jiān)控主系統(tǒng)，降低電氣火災(zāi)的概率和電氣火災(zāi)對生產(chǎn)和生活的負(fù)面影響。

2信號采集電路

信號采集電路主要包括信號采樣電路、預(yù)算放大器、基準(zhǔn)電源、電壓跟隨器、信號濾波電路等。

3通信接口

微控制單元處理后的數(shù)據(jù)信息將通過通信接口傳輸?shù)綗o線通信設(shè)備進行數(shù)據(jù)傳輸。在通信接口設(shè)計過程中，注意無線通信設(shè)備與微控制單元的連接，注意匹配阻抗功能的設(shè)計，有效減少和消除傳輸過程中數(shù)據(jù)信息的信號反射。例如，引腳可以設(shè)置為復(fù)位引腳，以初始化參數(shù)，以確保低電平的有效性。同時，應(yīng)設(shè)置良好的同步串行接口，以充分保證無線通信設(shè)備與微控制單元之間的數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量和效率。在設(shè)計通信接口的過程中，主要由片式電阻陣列和無線通信與控制單元之間的連接部分組成。

4無線通信

電路無線通信電路的設(shè)計可分為發(fā)射電路和接收電路。在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計中，電氣火災(zāi)探測器與主監(jiān)控系統(tǒng)之間的通信采用了基于LoRa的無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。與有線通信電路相比，無線通信電路對數(shù)據(jù)傳輸?shù)男砸蟾?，因為無線數(shù)據(jù)傳輸過程中的不良因素影響更大。一旦數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)負(fù)面影響，值班人員可能會誤判設(shè)備的工作狀態(tài)，*最終增加電氣火災(zāi)的概率，對值班人員的工作質(zhì)量也會產(chǎn)生不良影響。

四安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

1概述

Acre1-6000電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)是安科瑞電氣有限公司根據(jù)國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的全數(shù)字獨立運行系統(tǒng)，已通過國家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心消防電子產(chǎn)品試驗認(rèn)證，并通過嚴(yán)格的EMC電磁兼容性試驗，確保該系列產(chǎn)品在低壓配電系統(tǒng)中的安全正常運行，已批量生產(chǎn)，在全國得到廣泛應(yīng)用。系統(tǒng)通過收集和監(jiān)控剩余電流、過電流、過電壓、溫度和故障電弧，實現(xiàn)電氣火災(zāi)的早期預(yù)防和報警，必要時聯(lián)動切除剩余電流、溫度、故障電弧等配電電路；根據(jù)用戶需求，也可滿足與AcreIEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺或火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和共享。

2應(yīng)用場合

適用于智能建筑、高層公寓、酒店、酒店、商業(yè)建筑、工礦企業(yè)、國家重點消防單位、石化、文化、教育、衛(wèi)生、金融、電信等領(lǐng)域。

3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4配置方案

五結(jié)語

綜上所述，Lora無線通信技術(shù)在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以顯著提高監(jiān)控系統(tǒng)的運行質(zhì)量和效率，具有建設(shè)成本低、數(shù)據(jù)傳輸距離長、能耗低的優(yōu)點，既能充分滿足電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)和運行要求，又能滿足用戶對生活和生產(chǎn)的要求。經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)，該電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)信號傳輸性能可靠，監(jiān)控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)顯示準(zhǔn)確，可有效應(yīng)用于實際生產(chǎn)生活中，對提高我國居民的生產(chǎn)生活質(zhì)量起到積極作用。

參考文獻：

[1]龔超.基于LoRa的電力電纜無線測溫系統(tǒng)設(shè)計[D].杭州:杭州電子科技大學(xué),2021.

[2] 汪馨童.基于FreeModbus的文獻館環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].武漢:華中師范大學(xué),2021.

[3] 付東.基于WSN的庫房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)研究[D].武漢:華中師范大學(xué),2021.

[4] 蔣劍鋒,楊留方,徐天奇,等.單片機與LoRa通信模塊的電氣火災(zāi)探測器設(shè)計[J].單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用,2021,21(01):84-87.

[5] 劉喜慶.基于泛在網(wǎng)絡(luò)的智能消防物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)[D].南京郵電大學(xué),2019.

[6]韓倩倩.基于LoRa技術(shù)的無線火災(zāi)報警系統(tǒng)研究[D].北京:北京建筑大學(xué),2020.

[7]余兵.LoRa無線通信技術(shù)的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)分析

[8]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2022.5版