基于多传感信息融合的火灾预警技术研究

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1、杭州电子科技大学硕士学位论文摘要随着世界经济的快速发展和各地人民交流的增加，船舶在各国之间进行人力和物品的运输过程中担任重要角色，尤其是发达国家紧缺的石油资源，多数是靠船舶运输的。船舶由于其在海上航行的特殊性，一旦发生火灾，依靠船员和船上的灭火设备，很难扑灭，而且很难得到其他船只和陆上消防人员的援助。所以在火灾发生初期就进行预警，并采取相应措施进行灭火，显得格外重要。本课题来源于浙江省科技厅的“基于多传感信息融合的船舶动力机舱火灾监控系统”项目，主要负责设计一套船舶机舱火灾预警系统，目的是在机舱火灾发生初期，就能够给出准确的预警信号，并在船舶监控中心显示机舱内的环境信息。人们很容易

2、从一幅图片中观察场景中的各种信息，而且图片中包含的信息量非常大，如何利用计算机视觉技术从船舶机舱的监控画面中辨别火灾是一种火灾探测发展趋势，也是热点研究课题。本论文设计了一种利用计算机视觉技术辨别火灾火焰的方法，利用的是火焰的颜色特性和运动特性。火焰颜色的提取利用的是HSI和RGB色彩模型，运动物体的提取采用的是高压缩比的码本建模，我们将两者相结合来识别火焰。若上位机识别到监控现场中有火灾火焰，就将采集的现场图片发送到监控中心并显示。由于单一传感器采集信息的局限性和对环境判断的不可靠性，本课题应用多传感信息融合技术，提高对机舱火灾判断的准确性。监控中心对接收的多传感数据和图像进行模

3、糊推理。若最终决策火灾的可信度大于某一阈值，则发出声光报警信号。本论文首先介绍了船舶火灾预警系统的背景和意义，通过分析火灾预警系统的现状和发展趋势，确立了设计一套基于多传感信息融合的火灾预警系统。整个系统的设计包括下位机、上位机和监控中心三个部分。下位机主要负责采集现场环境信息，包括温度、湿度和烟雾；上位机主要负责接收下位机传输的环境信息、采集现场监控画面并进行火灾分析、将图片和传感器数据传输到监控中心；监控中心主要负责对上位机发送的多源信息进行融合。在本课题设计的火灾预警系统中，烟雾传感器采用MQ．2气体传感器，温度和湿度传感器采用集成的AM2303高性能传感器。下位机单片机采用

4、P89C52单片机，上位机采用ARM处理器$3C2440A，监控中心采用通用的PC机。下位机与上位机之间通过串口通信就可以满足实时性和可靠性。上位机和监控中心由于线路的加长和通信量的增加，采用以太网和冗余CAN总线的通信方式。本论文中详细给出了上位机实现以太网和CAN总线通信的硬件和软件实现方式，并详细介绍了如何确保信息传输的实时性和可靠性。关键字：多传感信息融合，火灾预警，码本建模，CAN冗余，以太网通信ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofworld’seconomyandtheincreasingfrequentofpeople’seXchange

5、s，shipsplayanimportantpartinthetransportationsector．Thedevelopedcountnesneedmorepetroleumthanotherdevelopingcountries，andmostpetroleumisshippedfromMiddleEastCountries．Shipsarefloatinginthesea,whichisdifferentfromothertransports·Onceships盯efired．itishardtoputoutthefiedependingonsailorsandfireex

6、tinguishersontheship·Andothershipsintheseacanhardlyseethefiringshipandpeopleontheislandcan’thelprescuetheship0ntime．Soitisimpon砌toalarmthefiebeforethefiecausesdamage．OurresearchisderiVed打omtheprojectof·'firealarmsystemofpowerengineroomOilshipsbasedonmulti-sensormtlomatlonfusion，，．Ourmainaimist

7、odesignafirealarmsystembasedonmulti-sensorinformationfusion．When肌isflaminginthepowerengineroom,oursystemcandetectthefietimelyandgiveane)‘actalannatthesametimethemonitorcentershowstheinformationofthepowerenglneroom·Forpeople．itiseasytode