智能消防疏散系统的设计与实现，王许超，王哲龙，随着社会经济不断发展，大量高层建筑以及大规模地下建筑越来越多，并且建筑的复杂程度越来越高，单有的火灾探测与自动报警系统的
国武技论文在线 进而控制各个冋路中灯具的亮灭、发生,从而达到指导人们进行火灾现场疏散的目的 在大型楼宇建筑中,可能‘台智能消防疏散控制器满足不了需求,这个吋候就需要多台 智能消防疏散搾制器,这些搾制器的同时工作中,需要有一台搾制器来作为主机搾制器,其 余的控制器作为从柷控制器,主机和从机之间通过CP\IP通信协议进行通信,从机之间没有 通信。所有的报警控制器与主机相连,主机接收到报警信号时,在处理报警信号时候同时将 报警信号传给从机,从机则将从机中的动作,故障,屏蔽信息,应急信息笭发送给主机,以 此来达到主杋对从杋的监控,冋时操作亼员还可以通过FAS接口(TCP/IP转485模块)实现用 外部设备来查看各个控制器的故障信息和动作信息,以达到通过外部设各来实时查看控制器 的工作情况 (3)回路设备 包括智能型消防应急照明集中电源、应急照明配电箱、可调控消防应急灯只等,集中电 源和軋电箱是用来对回路设备进行供电。 可调控消防应急灯兵包括 安全出口灯 功能:由机控制,可带语音、频闪、灭灯,可设置消防联动节点。 单双向疏散指示标志灯 功能:由主机控制,可频闪、调整指示方向 双向地埋灯 功能:由主机控制,以不同方向闪动光流指示逃生方向 开发环境和设计方法 开发环境介绍 本文实现的智能消防疏散指小系统,主要采用当前流行的C#( C Sharp)编程语言,是 微软推出的像C++一样作为一种最新的、面向对象的高级编程语言,C#具有快速开发、功能 强大的特点,C#是非常适合开发.N的编程语言,是开发.N程序的第语言 № T Framework是一种采用系统虚拟机运行的编程平台,支持多种语言的开发,,NET 也为应用程序接凵提供了新功能和开发工具,同时.№T提供了一种新型的反射性的且面向 对象的程序设计编程接口。NET设计的足够通用化从而使许多不同高级语言都得以被汇 集。. NET Framework中的所有语言都提供基类库(BCL) Access是微软把数据库引擎的图形用户界面和软件廾发工具结合在一起的一个数据库 管理系统。由于 Access有强大的数据处理、统计分析能力, Access在很多地方得到广泛使用, 它主要用来进行数据分析和廾发软件。 地理信息系统( )是一种能够对地球上才在的事物进行 图像成形和数据分析的计算机工具。的显著特点是能够通过图形、甚至是人机交互的 形式将有用的信息形象地表达出来,以便人们分析应用,区别于其他信息系统的重要标 志是它能够获取、存储、分析和显示空间数据。 设计方法 智能消防疏散指示系统是基于工厂模式的多层逻辑架构构建的,在具体实现过稈中始终 以“模块化设计思想,组件式开发方式”为设计理念。完成应用程序的基本功能不是目的, 而是通过代码优化,设计思路的创新,使得整个系统达到便于管理维护、升级扩展的水平。 由于木系统划分了若干个层次,整个应用程序由多个项目共同组成,每个项目来负责某 一层的设计,而最终编译的结果都以动态链接库文件(.d11)的形式出现。这种组件式的设计 国武技论文在线 方法有以下优点: (1)便于开发小组成员分工合作,开发效率大大提高,有利于代码的整合和管埋; (2)便于应用稈序的维护和升级。一旦应用程序部分功能发牛:变化重新牛成d11文件, 只需将文件目录下的原d文件替换掉,实现组件式维护。 在智能消防疏散指示系统中,由于采用了集中封装对象的创建,使得要更换对象时,不 需要做大量的改动就可以实现,降低了客户程序与产品对象的耦合,工厂方法模式是简单工 厂模式的进一步抽象和推广。山于使用了多态性,工厂方法模式保持了简单工厂模式的优点, 所以本文采用了若干优秀的设计模式优化代码设计。以数据访问层的实现为例,本系统采用 了“简单工厂模式”、“抽象工厂模式”等几个经典设计模式,并引入了的反射机 制,实现了动态创建实例,其包图如图所小。如果日后后台数据库发生变化,例如 换成 ,只需重新编写数据访问层接∏ 的 数据实现,编译后替 换护原来的实现,则其他代码不需要收动 和用NEr反射机制,创逮个同DAL对露 并以统一DAI接匚对戆形式返回 数据切问层的接口 DALIactony IDAL DALOracle 其他数据库DAL ------是搂口DAL的实现 问二6crvr、 racle 等其他教据库 图2数据访问层LM.包图 系统实现 系统主要模块简介 智能消防疏散指示系统主要有四部分组成:串∏通信部分,网络通信部分,界面功能部 分以及数据库操作部分,这四部分功能即独立又相互联系,在各自完成自己功能的同时又相 互合作,使得智能消防疏散系统能够正常运行。图为智能消防疏散指示系统的主要模块图。 智能消防疏散指示系统 串 界 络 面 通 通 功 能 数据库操作 图3智能消防疏散系统主要模块 国武技论文在线 串口通信功能概述 如图4所示,智能消防疏散指示系统的串口通信部分主要由回路通信、木札系统盘通信、 火警控制器通信以及打印通信四部分组成,这四部分通过串口线分别与控制器的串口相连, 各自与控制器进行通信 (1)回路通信 控制器与回路之间有大量的通信,如图4所示包括了,开机加载注册信息、注册、单点 启动、下载预案、下载应急、复位、调试灭灯、巡检等操作,智能消防疏散指小系统时时巡 检回路中各部件的状怣,出现枚障、屏蔽笭信息时会显示出来,同时当智能消防疏散指示系 统有需要下达给凹路的命令时会发送给回路,让凹路中的灯只执行相应的动作,以此来达到 系统所需。 (2)本机系统盘通信 本杋系统盘与控制器是一体的,包含在控制器机柜上,它与控制器之间的通信内容主要 包括了:査本机系统盘笮息、下载应急、复位、下载指示灯及发声笮息等。本机系统盘会时 时向控制器反馈本机系统盘得主要参数如电源、应急、发声、灯具的两灭等,同时控制器监 控本机系统盘传来的各个参数是否为正常,当智能消防疏散指示系统有需要下达给本机系统 盘得命令时候,控制器会向木机系统盘卜达相应的通讯指令,使其做岀相应的操作,凵达到 系统所需要的结果 事口通信 回路通礼 器追讯 打日积 文件 國离 图4串口通信的主要功能 (3)火警控制器通信 火警控制器与控制器的通讯主要包括了接收火警和査询火警信息,由于火警控制器的通 讯协议被编辑在.d11文什中,因此控制器对火誉控制器传来的信息需要事先调用.d1件进 行协议解析。火警控制器有主动报警型和被动报警型,主动报警型平时与控制器之间没有通 信,只有在检测刭火灾信号时直接发送给控制器火警信息,被动型报警器是控制器时时对其 检测,时时与其保持通讯 (4)打印机通信 打卬札安装在控制器机柜上,小型打卬札有串行打卬机和并行打卬机,该控制器上使用 的串行打印机,当智能消防疏散系统有运行退岀、火警、故障、应急、单点启动、系统复位、 屏蔽、系统下发预案的时候,控制器会对打印机下发命令,打印机会打印岀智能消防疏散指 示系统的各个操作,以便让管理人员清梵的知道系统中进行的操作,以及作为对现场各个操 作的凭证 国武技论文在线 网络通信功能概述 智能消防疏散系统网络通信部分主要由:主控制与从机控制器之冋的通信、外部设备与 控制器之间的通信两部分构成。 (1)主控制器与从机控制器之间的通信 在人型楼宇建筑群中,一台控制器显然是满足不了楼宇消防的需求,这种情况下就需要 多台控制器一起协同合作,共同完成智能消防疏散的任务,因比楼竽建筑群中的控制器之间 需要进行通讯,以此来达到相互间的协作。在大型建筑群现场中的控制器中,有一台控制器 被设定为主控制器,其余的控制器被设定为从机控制器,主控制器与从机控制器被连接在 个局域內中,通过网线进行网终通信,传达相互间的指令,而从机之间没有通信。 机与从机之间采用的是异步的TCP/IP通信协议,)掉制器时时巡检从机掉制器的在线 状态,通信状态,以及下达给从机火警信息和些相应的指令,同时从机会将本机的故障信 息,屏蔽信息,以及应急情况发送给主机,在主控制器上显示出来。方便管理人员对现场控 制器进行操作 (2)外部设备与控制器之间的通信 在楼宇消防疏散现场,管理人员可以通过外部设备如计算机等来查看控制器的故嫜信 息、动作信息,在木文提到的智能消防疏散指示系统中,我们用到的是一个TCP/IP转485模 块和一台计算机来访问控制器的,管理人员通过外部计算机,向控制器发送规定的通信协议 内容,控制器接收到命令后进行处理,然后反馈给外部计算机相对应的本台控制器的故障信 息或者是动作信息,该信息会在外部计算杋上显示岀来,使管理人员能够及时了解到控制器 信息,方便了管理人员操作 主界面功能概述 智能消防疏散指示系统的主界面如图5所示,主界面主要由四部分组成:菜单按钮、图 层操作按钮、系统指小灯、主芥面下标。 理护的权益,请您贴线注谓 信思江览设置注册查设备动屈动完期自检调试灭灯帮驴 “邊+函三⊙⑥ 智能基中制型消防应照明 数长 数:雪 后霍:自 当密 :常:常對国都机T:1密:H动报整拧密器:日:10B::5: 图5智能消防疏散指示系统的主界面 (1)菜单按钮 菜单按钮在主芥面的最上边一栏,包括了:信息浏览、设置、注册、查询设备、手动启 动、定期自检、调试灭灯、帮助等菜单,每个菜单按钮下边又包含自己的子菜单,菜单按钮 国武技论文在线 的主要功能是对系统的一些基本参数进行配置,对冋跸灯具进行一些基入的操作如注册査看 回路设备状态等,以及方便查看系统中的故障和屏蔽等等 (2)图层操作按钮 图层操作按钮在主界面的菜单按钮下边的行图标,它包括了系统复位、退出系统、以及 些对图层操作的按钮放人、缩小、移动、还原、查找设备等。方便管理人员对图层和设各 进行操作。 (3)系统指小灯 在主界面的石上角有一排系统指示灯,分别是系统运行、应急、故障、预案、消音、屏 蔽,当系统出现相应的动作如有故障,有应急等等时,相应的指示灯就会变换颜色,并伴随 着本机系统盘的发声,来提示管理人员系统中出现了故障,应急等。 (4)主界面下标 如图5所示,智能消防疏散系统的主界面底部为下标,信息提示功能:实现系统需要直 接给用户显示的信息快速査看。提示信息包括火警总数、故障总数、预案总数、屏蔽总数、 首警地址、主电状态、备电状态、打印状态、本机ID、当前系统的日期和时间,其中专用电 源状态是通过通讯模块检测得来的。其中火警总数、故障总数、预案总数、屏蔽总数、联网 状态,可通过双击直接打开对应的详细信息窗∏,双击专用电源状态处可查看当前故障状态 查看当前专用电源的故障信息 结论 智能消防疏散指示系统是今年来消防领域比较关注的消防软件,亡的岀现很好的解决了 大型楼宁中发生火灾人员逃生混乱发生意外这一问题。相信本文的智能消防疏散指示系统在 具体应用中会不断的推陈出新,顺应市场、客户的需求,凭借自身的优越型实施针对每个工 桯的个性化设计,以便其能很好的满足于工程项口中的消防需求ε当然,随着社会的发展、 枓技的日益更新、大型楼宇的新要求,在消防逃生领域中,还需在智能消防疏散指小系统上 不断的完善,使其在楼宇发生火灾后,协助现场人员安全逃离火灾现场中发挥史大的作用。 致谢 感谢我的导师王哲龙教授的悉心指导,感谢顾宏老师和干宏伟老师的人力关怀,同时感 谢项口小组成员的齐心协力和沈阳美宝控制有限公司的大力支持,我的论文得以圆满完成, 衷心感谢那些曾经给予我帮助的所有人。 参考文献 王珏浅谈几项新型火灾自动报警技术科协论坛, 李虹辉网络视频监控系统概述《安防科技》 岳敏刘尊仁基于 的层分布式企业应用架构的研究大众科技 程杰大话设计模式北京:清华大学出版社,