任運(yùn)業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：電氣火災(zāi)系統(tǒng)的良好應(yīng)用能夠顯著降低建筑物內(nèi)部出現(xiàn)電氣火災(zāi)的現(xiàn)象，同時(shí)能夠切實(shí)保證建筑物的安全和質(zhì)量。隨著我國(guó)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，越來(lái)越多復(fù)雜的電氣技術(shù)和設(shè)備應(yīng)用在建筑內(nèi)部的電路中，增加了出現(xiàn)電氣火災(zāi)的概率，對(duì)建筑物發(fā)揮積極作用以及建筑物使用者的安全造成了極為消極的影響。而應(yīng)用LoRa無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中能夠顯著降低電氣火災(zāi)的出現(xiàn)概率，實(shí)現(xiàn)預(yù)防電氣火災(zāi)的目標(biāo)。該無(wú)線通信技術(shù)的應(yīng)用傳輸距離較遠(yuǎn)，穿墻的效果較好，同時(shí)因?yàn)楣妮^低所以能夠被高質(zhì)量的應(yīng)用在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中。因此主要從電氣火災(zāi)系統(tǒng)的構(gòu)成以及原理和內(nèi)部硬件軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行入手，進(jìn)而闡釋電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)措施。

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

一、前言

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，建筑物內(nèi)部的電氣線路越來(lái)越復(fù)雜，同時(shí)電氣線路中的設(shè)備復(fù)雜程度也在顯著增加，一方面這種復(fù)雜的電氣線路帶給居民生活以及生產(chǎn)的便利條件，另一方面這種復(fù)雜的電氣線路也明顯增加了出現(xiàn)電氣火災(zāi)的概率。因此電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用十分重要，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)能夠監(jiān)控電氣線路中運(yùn)行的溫度、漏電現(xiàn)象以及漏電流的大小，進(jìn)而對(duì)可能會(huì)出現(xiàn)火災(zāi)的部分進(jìn)行預(yù)警。在傳統(tǒng)的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用的通信技術(shù)多數(shù)是 CAN 總線式傳輸，這種通信技術(shù)在現(xiàn)階段復(fù)雜電氣電路的背景下存在布線困難、建設(shè)成本大以及硬件工作質(zhì)量有限的問(wèn)題。因此在后續(xù)研發(fā)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的過(guò)程中，應(yīng)該重視無(wú)線通信技術(shù)以及通信距離的要求，通過(guò)這種方式來(lái)提高電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，降低電氣火災(zāi)的出現(xiàn)概率。

二、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成以及原理

基于 LoRa 無(wú)線通信技術(shù)的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要是由溫度傳感器、漏電電流傳感器、電氣火災(zāi)探測(cè)器、無(wú)線傳輸系統(tǒng)以及監(jiān)控主系統(tǒng)構(gòu)成。該電氣火災(zāi)系統(tǒng)的主要應(yīng)用原理就是如果電氣線路內(nèi)部出現(xiàn)了短路或者漏電的現(xiàn)象，電氣火災(zāi)探測(cè)器能夠通過(guò)溫度傳感器以及電流傳感器對(duì)線路中出現(xiàn)的溫度以及漏電電流數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理之后傳遞給電氣火災(zāi)監(jiān)控主系統(tǒng)，如果線路的溫度或者是漏電電流超過(guò)系統(tǒng)預(yù)設(shè)的預(yù)警閾值，那么探測(cè)器中的主控芯片能夠?qū)?bào)警信息傳遞給主控系統(tǒng)，并且實(shí)時(shí)顯示報(bào)警值。在設(shè)計(jì)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的過(guò)程中，應(yīng)該在探測(cè)器內(nèi)部和監(jiān)控主系統(tǒng)中放置良好的無(wú)線發(fā)射芯片，這樣探測(cè)器也能通過(guò) LoRa 無(wú)線通信技術(shù)將報(bào)警信息傳遞給值班人員，并且清晰顯示預(yù)警位置和數(shù)據(jù)，從而為值班人員落實(shí)良好的控制措施奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。此外，在我國(guó)信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展背景下，能夠?qū)⒋髷?shù)據(jù)技術(shù)以及智能控制設(shè)備應(yīng)用在電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)?jīng)常出現(xiàn)超過(guò)預(yù)警閾值的部分進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和綜合分析，這樣值班人員能夠通過(guò)數(shù)據(jù)分析來(lái)對(duì)設(shè)備運(yùn)行的壽命和質(zhì)量進(jìn)行綜合考量，對(duì)于不滿足監(jiān)控要求的設(shè)備進(jìn)行及時(shí)的更換和維修，既能夠提高電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，同時(shí)也能夠有效降低電氣火災(zāi)的出現(xiàn)概率。將智能設(shè)備應(yīng)用在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中，能有效保證對(duì)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)異常進(jìn)行智能化處理，從而切實(shí)提高電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用質(zhì)量和價(jià)值。

三、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部硬件設(shè)計(jì)措施

（1）微控制單元

在對(duì)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)的過(guò)程中，主要的內(nèi)容包括微控制單元、信號(hào)采集通路、通信接口以及無(wú)線通信電路，這些硬件設(shè)備設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)就是保證數(shù)據(jù)信號(hào)能夠被準(zhǔn)確的采集，及時(shí)的傳遞給電氣火災(zāi)監(jiān)控的主系統(tǒng)，以此降低電氣火災(zāi)出現(xiàn)的概率和電氣火災(zāi)出現(xiàn)后對(duì)生產(chǎn)和生活造成的消極影響。在設(shè)計(jì)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的微控制單元時(shí)，主要選擇的是基于ARMCortex-M 內(nèi)核的 32 位微控制器，其內(nèi)部的系統(tǒng)儲(chǔ)存器規(guī)格是 64KB，具有的優(yōu)勢(shì)是高速運(yùn)行內(nèi)存，能夠?qū)崿F(xiàn)快速傳遞數(shù)據(jù)信息的目標(biāo)，同時(shí)還能夠存儲(chǔ)一定的預(yù)警信息。該芯片工作的電壓是 2～6V，能夠在 85℃以下進(jìn)行工作，因此這種芯片對(duì)工作環(huán)境的要求較低、功耗小、運(yùn)算速度快，同時(shí)因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單所以芯片的穩(wěn)定性較高。設(shè)計(jì)人員能夠使用這種微控制單元來(lái)按照實(shí)際生活和工作的需求設(shè)置不同的控制模式，進(jìn)而滿足探測(cè)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)多樣化工作的要求。但是這種微控制單元的應(yīng)用也有一定的缺點(diǎn)，那就是不能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的長(zhǎng)時(shí)間保存，因此在使用這種微控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和傳輸?shù)倪^(guò)程中，技術(shù)人員能夠在微控制單元周圍設(shè)置一定的信息儲(chǔ)存單元，這樣能夠更好地發(fā)揮數(shù)據(jù)異常監(jiān)控和電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的積極作用。在設(shè)置的信息存儲(chǔ)單元中，應(yīng)該設(shè)置定期清理數(shù)據(jù)的工作模式，這樣能有效延長(zhǎng)信息存儲(chǔ)單元的使用壽命，通常設(shè)置三個(gè)月或者半年清理即可。

（2）信號(hào)采集電路

信號(hào)采集電路主要內(nèi)容有信號(hào)采樣回路、預(yù)算放大器、基準(zhǔn)電源、電壓跟隨器以及信號(hào)濾波電路等。不同的電路工作模式和工作目標(biāo)都是不同的。例如測(cè)溫采樣回路電路的主要工作模式就是能夠通過(guò)電路設(shè)計(jì)來(lái)對(duì)內(nèi)部線路的運(yùn)行溫度進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)這種方式來(lái)將相關(guān)溫度數(shù)據(jù)傳遞給微控制單元，進(jìn)而提高微控制單元對(duì)溫度的控制和預(yù)警力度。而電流傳感器主要的工作模式是對(duì)出現(xiàn)短路或者是漏電電流的大小進(jìn)行及時(shí)監(jiān)測(cè)，將監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)傳遞給信號(hào)采集電路，進(jìn)而將異常數(shù)據(jù)快速傳遞給主控制單元，實(shí)現(xiàn)及時(shí)的預(yù)警目標(biāo)。具體的工作模式就是通過(guò)分壓電阻、開(kāi)關(guān)管和溫度傳感器先形成采樣回路，然后電壓跟隨器落實(shí)緩沖級(jí)以及隔離級(jí)，這樣一方面能夠?qū)崿F(xiàn)高輸入電阻、低輸出電阻的目標(biāo)，同時(shí)能夠讓前后級(jí)之間的電路互不影響，同時(shí)還能夠降低采集溫度信號(hào)的電壓干擾力度，對(duì)保證溫度信號(hào)采集和傳遞的準(zhǔn)確性具有積極影響。在采集數(shù)據(jù)的過(guò)程中微控制單元通過(guò)控制開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，在溫度傳感器上產(chǎn)生的電壓信號(hào)直接進(jìn)入濾波電路，經(jīng)過(guò)降低干擾以及放大之后將信號(hào)接入微控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的充分監(jiān)控。信號(hào)采集電路的工作原理就是在將信息技術(shù)進(jìn)行收集之后，結(jié)合預(yù)定的工作模式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，對(duì)于異常數(shù)據(jù)使用放大方式來(lái)進(jìn)行傳輸，同時(shí)在傳輸?shù)倪^(guò)程中要降低其他外界因素對(duì)放大信號(hào)的干擾，保證微控制單元接收到數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性和可靠性。這樣能充分發(fā)揮數(shù)據(jù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還能降低數(shù)據(jù)在采集過(guò)程中占用的計(jì)算空間，提高微控制單元的控制質(zhì)量和效率。除了應(yīng)用測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)的過(guò)程中，技術(shù)人員還能夠使用電弧式電子火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器。使用這種探測(cè)器能夠避免電弧能量導(dǎo)致的可燃物火災(zāi)出現(xiàn)，對(duì)于電弧進(jìn)行全面的監(jiān)控。在使用該探測(cè)器的過(guò)程中，技術(shù)人員能夠?qū)⑦@種探測(cè)器配備在配電線路的末端，這樣能有效提高電弧出現(xiàn)的監(jiān)測(cè)，從而降低火災(zāi)事故的出現(xiàn)概率，對(duì)電弧的出現(xiàn)進(jìn)行監(jiān)控。目前來(lái)看，我國(guó)現(xiàn)有的電弧式電氣火災(zāi)探測(cè)器應(yīng)用質(zhì)量和水平較低，不能充分滿足多數(shù)建筑物的火災(zāi)預(yù)防要求。因此選擇電弧式電氣火災(zāi)探測(cè)器時(shí)能夠引進(jìn)國(guó)際xian進(jìn)的檢測(cè)方法和探測(cè)器，通過(guò)這種方式來(lái)提高電弧檢測(cè)的質(zhì)量，強(qiáng)化輔助監(jiān)控，進(jìn)而保證電弧式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器能夠有效運(yùn)行。

（3）通信接口

經(jīng)過(guò)微控制單元處理之后的數(shù)據(jù)信息會(huì)通過(guò)通信接口傳遞給無(wú)線通信設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，在設(shè)計(jì)通信接口的過(guò)程中應(yīng)該注意設(shè)計(jì)無(wú)線通信設(shè)備和微控制單元之間的連接，注意設(shè)計(jì)匹配阻抗功能的設(shè)計(jì)，這樣能夠有效減少和消除數(shù)據(jù)信息在傳輸過(guò)程中出現(xiàn)的信號(hào)反射。例如引腳能夠設(shè)置為復(fù)位引腳，通過(guò)這種方式來(lái)初始化參數(shù)，保證低電平有效。同時(shí)要設(shè)置良好的同步串行接口，這樣能夠充分保證無(wú)線通信設(shè)備和微控制單元之間的數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量和效率。在對(duì)通信接口進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，主要是由片式電阻陣列以及無(wú)線通信和控制單元之間的連接部分組成。因此通信接口的應(yīng)用不僅僅是進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，同時(shí)還具有消除外界影響因素對(duì)數(shù)據(jù)不良影響的作用。片式電阻陣列的使用能夠有效減少高頻信號(hào)反射，同時(shí)能夠降低傳輸數(shù)據(jù)的失真，較好地實(shí)現(xiàn)微控制單元和無(wú)線通信電路之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪繕?biāo)。

（4）無(wú)線通信

電路無(wú)線通信電路的設(shè)計(jì)能夠分為發(fā)射電路和接收電路兩種。在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，電氣火災(zāi)探測(cè)器和監(jiān)控主系統(tǒng)之間的通信使用基于 LoRa 的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。相較于有線通信電路，無(wú)線通信電路對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男砸蟾撸驗(yàn)闊o(wú)線數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中受到不良因素影響的程度較大，一旦在數(shù)據(jù)傳輸中出現(xiàn)消極影響，既有可能會(huì)導(dǎo)致值班人員對(duì)設(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行誤判，*終增加電氣火災(zāi)的出現(xiàn)概率，同時(shí)對(duì)值班人員的工作質(zhì)量也會(huì)起到不良影響。在選擇數(shù)據(jù)收發(fā)器時(shí)應(yīng)該重視集成度、低功耗以及多頻段，這樣既能夠?qū)崿F(xiàn)超遠(yuǎn)距離的通信目標(biāo)，同時(shí)也能夠降低通信過(guò)程中受到的外來(lái)干擾，從而保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量和效率。其中晶振電路能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供時(shí)間信號(hào)，通過(guò)雙重匹配回路的形式來(lái)組成收發(fā)電路，進(jìn)而切實(shí)提高無(wú)線通信抗干擾能力以及穩(wěn)定可靠性。在發(fā)射電路進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，數(shù)據(jù)要經(jīng)過(guò)濾波處理從而實(shí)現(xiàn)降低外部高頻信號(hào)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸干擾的目標(biāo)，降低信噪比。C28 和 L8 形成了串聯(lián)諧振電路，而另外的電阻形成兩組并聯(lián)諧振電路，所以在信息傳遞和傳輸?shù)倪^(guò)程中能夠根據(jù)不同的通信頻率來(lái)調(diào)整內(nèi)部電子元件的參數(shù)，這樣能夠保證數(shù)據(jù)發(fā)送實(shí)現(xiàn)*佳狀態(tài)。在對(duì)接收電路進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該重視對(duì)通信頻率外信號(hào)的過(guò)濾功能設(shè)計(jì)，在工作的過(guò)程中將輸入端的無(wú)線信號(hào)轉(zhuǎn)化為聲信號(hào)在介質(zhì)表面進(jìn)行傳輸，而輸出端能夠通過(guò)將這種聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為無(wú)線信號(hào)進(jìn)行接收和傳遞。在設(shè)計(jì)過(guò)程中能夠使用 SX1278 發(fā)射芯片，這種發(fā)射芯片的優(yōu)點(diǎn)是集成度高、功耗低、頻段多，既能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離的戶數(shù)傳輸任務(wù)，同時(shí)抗干擾的能力又比較強(qiáng)，能夠使用多種不同頻段進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。此外這種發(fā)射芯片的靈敏度較高，能夠滿足絕大多數(shù)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行和數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?。在使用這種芯片的過(guò)程中，應(yīng)該重視芯片的配套設(shè)備應(yīng)用，保證芯片的供電穩(wěn)定，從而保證芯片能夠在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中充分發(fā)揮積極作用，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目垢蓴_能力和穩(wěn)定性。

四、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部軟件設(shè)計(jì)措施

（1）數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)采集軟件的設(shè)計(jì)目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)的采集，現(xiàn)階段能夠應(yīng)用在數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計(jì)中的程序語(yǔ)言相對(duì)較多，例如 C 語(yǔ)言、Java 語(yǔ)言和爬蟲(chóng)語(yǔ)言，通常情況下使用 C 語(yǔ)言能夠更好的滿足電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的相關(guān)要求。在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，數(shù)據(jù)采集軟件能夠影響的設(shè)備主要有溫度傳感器、電流傳感器以及電氣火災(zāi)探測(cè)器，通過(guò)傳感器來(lái)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)和信號(hào)進(jìn)行充分的采集，同時(shí)數(shù)據(jù)采集軟件應(yīng)該具有良好的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。在通電之后，軟件應(yīng)該先進(jìn)行初始化操作，將相關(guān)數(shù)據(jù)和參數(shù)調(diào)整到*佳的數(shù)據(jù)采集狀態(tài)，比如微型控制單元的工作復(fù)位以及探測(cè)器的工作復(fù)位，同時(shí)對(duì)屏幕進(jìn)行清屏操作。在初始化完成之后針對(duì)各種傳感器發(fā)送啟動(dòng)命令，在傳感器將相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集之后和探測(cè)器內(nèi)部設(shè)定的預(yù)警數(shù)值進(jìn)行比對(duì)，如果沒(méi)有超過(guò)相關(guān)閾值，那么重復(fù)采集數(shù)據(jù)和比對(duì)的工作，如果超過(guò)閾值，應(yīng)該進(jìn)行報(bào)警并且顯示當(dāng)時(shí)的數(shù)值，將相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳。在數(shù)據(jù)上傳的過(guò)程中，能夠在數(shù)據(jù)上傳時(shí)使用數(shù)據(jù)捆綁的形式進(jìn)行發(fā)送，這樣能顯著減低數(shù)據(jù)的傳輸量，同時(shí)對(duì)接受和使用數(shù)據(jù)具有十分積極的意義。在整體軟件設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該保證軟件能夠?qū)ΡO(jiān)測(cè)到的電流信息準(zhǔn)確性。除了能夠從硬件設(shè)施角度入手，技術(shù)人員還能夠在軟件層面設(shè)置數(shù)據(jù)檢測(cè)，在對(duì)同一時(shí)間發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行至少三次檢查，通過(guò)這種方式能有效的提高軟件工作報(bào)警的準(zhǔn)確性，對(duì)于降低電氣火災(zāi)檢測(cè)系統(tǒng)工作失誤能夠起到積極作用，同時(shí)對(duì)提高電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用質(zhì)量也能起到重要的意義。

（2）數(shù)據(jù)傳輸軟件設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)傳輸軟件設(shè)計(jì)中應(yīng)該為數(shù)據(jù)傳輸軟件設(shè)置喚醒、休眠、正常三種工作模式。其中休眠對(duì)應(yīng)的是數(shù)據(jù)采集軟件開(kāi)始工作前的模式，喚醒和正常是相關(guān)數(shù)據(jù)信息超過(guò)預(yù)設(shè)閾值時(shí)的工作模式。通過(guò)在軟件中寄存的相關(guān)指令來(lái)選擇對(duì)應(yīng)的工作模式，數(shù)據(jù)傳輸軟件在工作時(shí)應(yīng)該對(duì)定時(shí)器以及系統(tǒng)時(shí)間等內(nèi)容進(jìn)行初始化，保證數(shù)據(jù)傳輸軟件能夠和數(shù)據(jù)采集軟件工作步調(diào)一致。在寄存工作參數(shù)中選擇對(duì)應(yīng)的工作模式后進(jìn)行工作，將數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)線發(fā)送，在每次發(fā)送成功之后進(jìn)入休眠期等待下次命令，這樣還能顯著降低功耗。數(shù)據(jù)傳輸軟件的設(shè)計(jì)目標(biāo)主要有三點(diǎn)，分別是數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量、數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣纫约皵?shù)據(jù)傳輸之后數(shù)據(jù)的應(yīng)用。在對(duì)數(shù)據(jù)傳輸軟件設(shè)計(jì)的過(guò)程中，除了能夠通過(guò)寄存器的設(shè)置來(lái)保證數(shù)據(jù)傳輸軟件的應(yīng)用質(zhì)量之外，為了提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量能夠通過(guò)逆變反應(yīng)在數(shù)據(jù)傳輸軟件兩端設(shè)置數(shù)據(jù)加密解密或者是捆綁以及分包的工作模式，這樣一方面能顯著提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾院透哔|(zhì)量，另一方面能夠切實(shí)提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，?duì)于滿足數(shù)據(jù)傳輸目標(biāo)能夠起到積極的作用。此外，在數(shù)據(jù)傳輸軟件工作的過(guò)程中，可能會(huì)存在工作模式和數(shù)據(jù)采集工作模式不相符的問(wèn)題，因此應(yīng)該設(shè)置良好的軟件自啟動(dòng)工作模式，在發(fā)現(xiàn)不相符時(shí)及時(shí)重啟，通過(guò)這種方式能有效提高數(shù)據(jù)傳輸軟件和數(shù)據(jù)采集軟件的匹配程度，保證整體電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定高質(zhì)量運(yùn)行。

（3）監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

*后就是設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)監(jiān)控軟件和主系統(tǒng)進(jìn)行良好的設(shè)計(jì)，既能夠通過(guò)自定義的通信協(xié)議采用 LoRa技來(lái)實(shí)現(xiàn)收發(fā)數(shù)據(jù)，同時(shí)也能夠直接采用 LoRa 技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和傳遞。例如監(jiān)控主機(jī)能夠使用模塊化設(shè)計(jì)來(lái)保證報(bào)警以及故障信息能夠在監(jiān)視屏幕中進(jìn)行實(shí)時(shí)的顯示。在人機(jī)交互界面應(yīng)該采用觸摸屏，這樣能夠提高值班人員和監(jiān)控系統(tǒng)的交互性，實(shí)現(xiàn)良好的設(shè)置、進(jìn)入以及退出等功能。此外，設(shè)計(jì)人員還能夠設(shè)置便攜式的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，一旦在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)監(jiān)控的參數(shù)超過(guò)閾值時(shí)，能夠及時(shí)在工作人員的信息終端中進(jìn)行報(bào)警，這樣也能夠發(fā)揮出電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的積極作用。監(jiān)控主系統(tǒng)除了具備報(bào)警信息監(jiān)督和傳輸以及報(bào)警功能，還應(yīng)該具備良好的檢驗(yàn)功能，通過(guò)歷史數(shù)據(jù)記錄來(lái)對(duì)報(bào)警閾值進(jìn)行一定的調(diào)整，保證報(bào)警閾值能夠在合理的區(qū)間內(nèi)，這樣也能夠有效的提高系統(tǒng)對(duì)電氣火災(zāi)出現(xiàn)的預(yù)見(jiàn)性，從而切實(shí)提高電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的工作質(zhì)量和效率。因?yàn)榇髷?shù)據(jù)的技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)置，因此應(yīng)該將大數(shù)據(jù)技術(shù)設(shè)置在主監(jiān)控系統(tǒng)或者值班人員的便攜式管理設(shè)備中，通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)來(lái)對(duì)出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)部位的數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)模的數(shù)據(jù)分析和計(jì)算，例如在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)某位置出現(xiàn)溫度過(guò)熱的情況，經(jīng)過(guò)大數(shù)據(jù)計(jì)算和分析之后發(fā)現(xiàn)這個(gè)位置出現(xiàn)溫度過(guò)熱情況次數(shù)較高，說(shuō)明傳統(tǒng)的電氣線路已經(jīng)不能夠滿足安全使用的要求。然后，大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)⒎治鼋Y(jié)構(gòu)及時(shí)傳遞給值班管理人員，值班管理人員經(jīng)過(guò)對(duì)該部位的檢查之后對(duì)該部位的電氣線路進(jìn)行更換，這樣能顯著降低電氣火災(zāi)現(xiàn)象的出現(xiàn)概率，同時(shí)對(duì)提高電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用質(zhì)量和效率能夠起到積極的推動(dòng)作用。

（4）無(wú)線通信

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)首先應(yīng)該避免監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)居民的正常生活造成消極影響。因此技術(shù)人員在設(shè)計(jì)無(wú)線通信電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的過(guò)程中應(yīng)該將整體的火災(zāi)預(yù)警報(bào)警系統(tǒng)作為獨(dú)立的子系統(tǒng)，這樣還能夠?qū)崿F(xiàn)降低無(wú)線通信傳輸信號(hào)干擾因素的目標(biāo)。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)所發(fā)出的電子信號(hào)只能代表電氣系統(tǒng)中可能存在的隱患，不能夠直接判斷電氣火災(zāi)的發(fā)生，因此電氣監(jiān)控系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)該結(jié)合電氣火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，這樣既能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)警目標(biāo)，同時(shí)能夠幫助值班人員或者是居民正確處理火災(zāi)情況，提高火災(zāi)預(yù)防工作的質(zhì)量和效率。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在報(bào)警時(shí)需要保證電源的穩(wěn)定，不然可能會(huì)因?yàn)檎`觸導(dǎo)致居民生活受到影響，因此需要保證無(wú)線通信以及電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。其次就是在設(shè)計(jì)無(wú)線通信電氣活在監(jiān)控系統(tǒng)的過(guò)程中，應(yīng)該重視提高保護(hù)裝置的合理應(yīng)用。為了保證無(wú)線通信設(shè)備能夠在火災(zāi)情況以及預(yù)警情況中發(fā)揮積極的作用，應(yīng)該對(duì)無(wú)線通信裝置進(jìn)行保護(hù)，也就是要對(duì)無(wú)線通信接口、微控制單元以及數(shù)據(jù)傳輸模塊進(jìn)行充分的保護(hù)，在其外部設(shè)置絕緣防水防火的材料，這樣無(wú)線通信功能即便是遇到極duan情況也能夠正常使用，不僅能夠有效的提高電氣火災(zāi)的預(yù)警質(zhì)量和效率，同時(shí)還能夠切實(shí)提高無(wú)線通信的穩(wěn)定性，對(duì)于降低信號(hào)傳輸過(guò)程中的影響因素也能起到積極作用。*后就是要設(shè)置良好的應(yīng)急處理軟件功能，這種軟件主要就是應(yīng)用在無(wú)線通信設(shè)備或者是微控制單元出現(xiàn)故障的情況下，保證軟件以及硬件設(shè)備能及時(shí)重啟，需要該軟件實(shí)現(xiàn)切斷傳感器和相關(guān)設(shè)備之間的通信連接，以此降低重啟后設(shè)備出現(xiàn)異常或者是誤差的現(xiàn)象。結(jié)合以上注意事項(xiàng)能有效的提高電氣火災(zāi)系統(tǒng)的應(yīng)用質(zhì)量，對(duì)提高建筑物使用體驗(yàn)以及保證居民健康安全和保證居民正常的生活節(jié)奏能夠起到極為積極的作用。

五、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)控系統(tǒng)，是根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)由安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)的全數(shù)字化獨(dú)立運(yùn)行的系統(tǒng)，已通過(guò)國(guó)家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心的消防電子產(chǎn)品試驗(yàn)認(rèn)證，并且均通過(guò)嚴(yán)格的EMC電磁兼容試驗(yàn)，保證了該系列產(chǎn)品在低壓配電系統(tǒng)中的安全正常運(yùn)行，現(xiàn)均已批量生產(chǎn)并在全國(guó)得到廣泛地應(yīng)用。該系統(tǒng)通過(guò)對(duì)剩余電流、過(guò)電流、過(guò)電壓、溫度和故障電弧等信號(hào)的采集與監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣火災(zāi)的早期預(yù)防和報(bào)警，當(dāng)必要時(shí)還能聯(lián)動(dòng)切除被檢測(cè)到剩余電流、溫度和故障電弧等超標(biāo)的配電回路;并根據(jù)用戶的需求，還可以滿足與AcreIEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺(tái)或火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和共享。

（2）應(yīng)用場(chǎng)合

適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國(guó)家重點(diǎn)消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領(lǐng)域。

（3）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

（4）系統(tǒng)功能

監(jiān)控設(shè)備能接收多臺(tái)探測(cè)器的剩余電流、溫度信息，報(bào)警時(shí)發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)設(shè)備上紅色“報(bào)警"指示燈亮，顯示屏指示報(bào)警部位及報(bào)警類型，記錄報(bào)警時(shí)間，聲光報(bào)警一直保持，直至按設(shè)備的“復(fù)位"按鈕或觸摸屏的“復(fù)位"按鍵遠(yuǎn)程對(duì)探測(cè)器實(shí)現(xiàn)復(fù)位。對(duì)于聲音報(bào)警信號(hào)也可以使用觸摸屏“消聲"按鍵手動(dòng)消除。

當(dāng)被監(jiān)測(cè)回路報(bào)警時(shí)，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護(hù)電路或其他設(shè)備，當(dāng)報(bào)警消除后，控制輸出繼電器釋放。

通訊故障報(bào)警：當(dāng)監(jiān)控設(shè)備與所接的任一臺(tái)探測(cè)器之間發(fā)生通訊故障或探測(cè)器本身發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)控畫(huà)面中相應(yīng)的探測(cè)器顯示故障提示，同時(shí)設(shè)備上的黃色“故障"指示燈亮，并發(fā)出故障報(bào)警聲音。電源故障報(bào)警：當(dāng)主電源或備用電源發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)并顯示故障信息，可進(jìn)入相應(yīng)的界面查看詳細(xì)信息并可解除報(bào)警聲響。

當(dāng)發(fā)生剩余電流、超溫報(bào)警或通訊、電源故障時(shí)，將報(bào)警部位、故障信息、報(bào)警時(shí)間等信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，當(dāng)報(bào)警解除、排除故障時(shí)，同樣予以記錄。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷、快速的查詢方法。

（5）配置方案

六、結(jié)語(yǔ)

總而言之，將LoRa無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中，能夠顯著提高監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量和效率，同時(shí)具有建設(shè)成本低、數(shù)據(jù)傳輸距離遠(yuǎn)和能耗較低的優(yōu)點(diǎn)，因此既能夠充分滿足電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)運(yùn)行的要求，同時(shí)能夠滿足用戶對(duì)生活生產(chǎn)的要求。經(jīng)過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，這種電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的信號(hào)傳輸性能可靠，監(jiān)控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)顯示準(zhǔn)確，能夠切實(shí)應(yīng)用在實(shí)際的生產(chǎn)和生活中，進(jìn)而對(duì)提高我國(guó)居民生產(chǎn)和生活質(zhì)量起到積極的促進(jìn)作用。

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作者簡(jiǎn)介

任運(yùn)業(yè)，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用。