本實用新型涉及火災(zāi)探測器，尤其是涉及具有多傳感器信息融合的復合型火災(zāi)探測器。

背景技術(shù)：

隨著科技的進步，火災(zāi)探測器由普通型火災(zāi)探測器發(fā)展到帶地址編碼的智能火災(zāi)探測器；信號線也由原來的多線制發(fā)展到CAN總線制，報警控制也由單一的固定開關(guān)量控制發(fā)展到人工智能模擬量控制、模糊理論控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。但總體上還存在有以下不足之處，主要體現(xiàn)在：1、火災(zāi)報警判斷缺乏科學性，信號處理方法單一，智能化程度較低，抗干擾性不強，可靠性、穩(wěn)定性差；2、火災(zāi)探測器的最佳靈敏度不唯一，未能解決火災(zāi)探測器靈敏度與誤報率之間的矛盾；3、火災(zāi)探測報警系統(tǒng)缺乏故障的自診斷、自排除的能力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型目的在于提供一種具有多傳感器信息融合的復合型火災(zāi)探測器。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取下述技術(shù)方案：

本實用新型所述具有多傳感器信息融合的復合型火災(zāi)探測器，包括ARM處理器，所述ARM處理器內(nèi)部的A/D 轉(zhuǎn)換器信號輸入端分別與溫度傳感器、煙霧傳感器、熱釋電紅外傳感器和可燃氣體傳感器的信號輸出端連接，所述A/D 轉(zhuǎn)換器信號輸出端與內(nèi)嵌式微處理器的信號輸入端連接，所述內(nèi)嵌式微處理器為32位標準RISC處理器；所述內(nèi)嵌式微處理器的控制輸出端連接有報警器，內(nèi)嵌式微處理器的時鐘接口連接有石英晶體振蕩器，內(nèi)嵌式微處理器的通信接口通過CAN總線接口與上位控制計算機通信連接；所述石英晶體振蕩器由石英晶體B和與之并聯(lián)的電阻R,以及連接在石英晶片B兩端的電容C1、C2組成，石英晶體振蕩器的諧振頻率為11.059MHz。

本實用新型的有益效果主要體現(xiàn)為：

1、本實用新型利用多個傳感器同時對現(xiàn)場進行探測，將探測到的信息送入微處理器進行A／D轉(zhuǎn)換，計算其比值和比值上升速率，提取早期火災(zāi)的過程特征，并進行多傳感器信息融合、分析及識別，最后由微處理器通過CAN總線，向區(qū)域火災(zāi)報警器給出綜合計算的結(jié)果，若有火災(zāi)發(fā)生則給出報警信號，從而實現(xiàn)早期火災(zāi)實時、可靠的報警。

2、本實用新型采用的STM32F103系列微處理器主要資源和特點如下：多達51個快速I／O端口，所有I／O口均可以映像到16個外部中斷，幾乎所有端口都允許5V信號輸入。每個端口都可以由軟件配置成輸出(推挽或開漏)、輸入(帶或不帶上拉或下拉電阻)或其它的外設(shè)功能口；2個12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，多達16個外部輸入通道，轉(zhuǎn)換速率可達lMHz，轉(zhuǎn)換范圍為0-3.6V；具有雙采樣和保持功能；內(nèi)部嵌入有溫度傳感器，可方便的測量微處理器溫度值；靈活的7路通用DMA可以管理存儲器到存儲器、設(shè)備到存儲器和存儲器到設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸，無須CPU任何干預(yù)。通過DMA可以使數(shù)據(jù)快速地移動，這就節(jié)約了CPU的資源來進行其他操作；支持環(huán)形緩沖區(qū)的管理，避免了控制器傳輸?shù)竭_緩沖區(qū)結(jié)尾時所產(chǎn)生的中斷。STM32F103系列微處理器支持的外設(shè)包括：定時器、ADC、SPI、I²C和UART等；調(diào)試模式：支持標準的20腳JTAG仿真調(diào)試以及針對Cortex-M3內(nèi)核的串行單線調(diào)試(SWD)功能；內(nèi)部包含多達7個定時器；含有豐富的通信接口：三個USART異步串行通信接口、兩個12C接口、兩個SPI接口、一個CAN接口和一個USB接口，為實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信提供了保證。

3、本實用新型采用的多傳感器信息融合的軟件程序由多個任務(wù)模塊構(gòu)成，每個模塊完成某項特定功能。為達到系統(tǒng)效率和吞吐量之間的平衡和折衷，在進行任務(wù)劃分時要遵循以下原則之一：時間：兩個任務(wù)所依賴的周期條件具有不同頻率和時間段；異步性：兩個任務(wù)所依賴的條件沒有相互的時間關(guān)系；優(yōu)先性：兩個任務(wù)所依賴的條件需要有不同的優(yōu)先級；清晰性/可維護性：兩個任務(wù)可以在功能上或邏輯上互相分開。

附圖說明

圖1是本實用新型的電路原理結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本實用新型所述ARM處理器的軟件程序流程框圖.

具體實施方式

如圖1、2所示，本實用新型所述具有多傳感器信息融合的復合型火災(zāi)探測器，包括ARM處理器，所述ARM處理器內(nèi)部的A/D 轉(zhuǎn)換器信號輸入端分別與溫度傳感器、煙霧傳感器、熱釋電紅外傳感器和可燃氣體傳感器的信號輸出端連接，所述A/D 轉(zhuǎn)換器信號輸出端與內(nèi)嵌式微處理器STM32F103（32位標準RISC(精簡指令集)處理器）的信號輸入端連接；所述內(nèi)嵌式微處理器的控制輸出端連接有報警器，報警器采用的是聲光報警器，即執(zhí)行蜂鳴器和LED閃爍報警；內(nèi)嵌式微處理器的時鐘接口連接有石英晶體振蕩器，內(nèi)嵌式微處理器的通信接口通過CAN總線接口與上位控制計算機通信連接；所述石英晶體振蕩器由石英晶體B和與之并聯(lián)的電阻R,以及連接在石英晶片B兩端的電容C1、C2組成，石英晶體振蕩器的諧振頻率為11.059MHz。

本實用新型工作時，實時采集火災(zāi)產(chǎn)生的可燃氣體濃度、溫度、煙霧等特征量，將信號輸入至ARM 處理器的A/D 轉(zhuǎn)換器中，并進行實時信號處理，將采集的特征量的電壓信號根據(jù)定量關(guān)系轉(zhuǎn)化為濃度值，進行過程特征的提取后，將特征量的比值和比值的上升速率這兩項過程特征參數(shù)輸入到模糊模式識別的分類器中判斷是否有火災(zāi)的發(fā)生。若判斷起火，則輸出報警信號，等待按鍵清除火警后，再重新進行下一次的火災(zāi)探測報警。

溫度傳感器（DS18B20）主要功能是檢測周圍環(huán)境的溫度，是由DALLAS半導體公司新推出的一種產(chǎn)品：（1）供電電壓為3.0～5.5V，溫度-10～+85℃測量誤差不超過0.5℃，溫度-55～+125℃測量誤差也不超過2度；（2）溫度分辨力可編程；數(shù)字溫度輸出可進行9～12位的編程，通過進行不同的編程，可設(shè)定不同的溫度分辨力及最大轉(zhuǎn)換時間；（3）進行九位所需93.75ms，轉(zhuǎn)換速率較高；（4）具有電源反接保護電路，能夠保護自身不會因發(fā)熱過多而燒毀。

煙霧傳感器（NIS-09A）主要功能是對煙霧進行采集，其主要特征是長32mm、寬22mm、高27mm，主要組成的芯片有：LM393和ZYMQ_2氣體傳感器，工作電壓是直流電壓5V。它的主要特點是：1、具有信號輸出指示；2、雙路信號輸出，輸出類型分別是模擬量輸出和TTL電平輸出；3、模擬量輸出的電壓量為0～-5v，它的輸出電壓隨煙霧濃度的增加而增高；4、穩(wěn)定性比較好以及使用周期比較長，使用壽命長，具備快速的恢復相應(yīng)特性。