火灾报警智能逃生防盗窗

杨卓元 吴柯兵 李冰洁

(江苏大学，江苏 镇江 212000)

1 现状研究

目前绝大部分居民防盗窗都是采用的推拉式铝合金、不锈钢防盗窗，不仅防盗效果不是很好，而且火灾发生时，居民慌忙中可能找不到钥匙，打不开防盗窗，耽误逃生。根据我们小组查阅的资料了解，广西现代职业技术学院的钟清小组对火灾报警联动防盗窗进行了研究与设计，他们的设计方案是利用烟火报警器触发语音报警器和电磁铁工作；东北林业大学的藏加宇小组对防盗逃生两用窗进行了研究与设计，他们的设计方案是在防盗窗中内藏逃生软梯以达到逃生效果；浙江邮电职业技术学院的屠秋萍也对家庭安全报警系统进行智能化研究设计，她的设计方案利用红外传感器通过单片机控制GSM移动网络模块发短信给机主以实现报警。

2 研究思路和方法

利用烟雾传感器自动检测屋内烟雾情况，若发生火灾，浓烟作用于烟雾传感器通过单片机控制GSM模块向屋主、物业报警，并且烟雾传感器控制防盗窗自动解锁，内置软梯向下伸长与下一层防盗窗连接，居民可使用好防坠器顺利逃到下一层，若是下一层也着火，下层防盗窗一样打开，继续向下逃生。若屋内进贼，也可通过红外传感器通过单片机控制GSM模块向屋主、物业报警，保证财产安全。

3 技术路线及实验方案

3.1 逃生模块

在防盗窗底部安装可伸缩式软梯，伸长长度大约4～5m，由铝合金管、钢丝绳、钢丝绳扣组成。通常情况下，软梯收缩在防盗窗底部，当防盗窗的烟雾报警系统开启后，软梯自动打开，向下一层展开。在阳台常备防坠器，通过钢丝绳与滑道连接(类似于登山索道)，保证在通过软梯逃生时不会坠落。防盗窗除了紧急情况下自动打开外，也要定期检查手动打开情况，以防紧急情况下，电路出错等突发情况导致防盗窗无法自动打开。

3.2 烟雾报警模块

本模块由MQ-2型烟雾传感器(二氧化锡半导体材料)、单片机、TC35i短信模块等组成。当处于200～300℃时，二氧化锡吸附空气中的氧，形成氧的负离子吸附，使半导体中的电子密度减少，从而使其电阻值增加。当与烟雾接触时，如果晶粒间界处的势垒受到该烟雾的调制而变化，就会引起表面电导率的变化。利用这一点可以获得烟雾存在的信息。当火灾发生时，浓烟作用于烟雾传感器，于是传感器就会通过单片机控制GSM模块向屋主、物业发送短信报警。MQ-2型烟雾传感器的特性及主要技术指标：MQ-2型烟雾传感器对天然气、液化石油气等烟雾具有很高的灵敏度。MQ-2型烟雾传感器具有良好的重复性和长期的稳定性。初始稳定，响应时间短，长时间工作性能好。MQ-2型烟雾传感器具有良好的抗干扰性，可准确排除有刺激性非可燃性烟雾的干扰信息，例如酒精和烟雾等。MQ-2型烟雾传感器的特性参数：回路电压：(VC)5-24V；取样电阻：(RL)0.1-20K；加热电压：(VH)5±0.2V；加热功率：(P)约750mW。

3.3 红外报警模块

本模块由CHRS 012红外传感器、单片机、TC35i短信模块等组成。CHRS 012是一款低功耗的热释电红外传感器。CHRS 012应用于各种自动系统包括自动报警系统。当环境温度较低时，电路感应灵敏度较高，而当环境温度较高时，灵敏度就较低，特别是同人体温度较近时，灵敏度会大幅度下降。当有人闯入家中，CHRS 012红外传感器的灵敏度大幅降低，会通过单片机控制GSM模块向屋主、物业发送短信报警，以便作出相应措施。CHRS 012红外传感器的特点：工作电压范围：2.8-5.5V；低待机电流：18μA；LDO输出电压：2.6V；LDO最大输出电流：5mA。

4 可行性分析

本项目只是在现有的防盗窗基础上简单改造，加了一个烟雾传感器、一个人体红外传感器以及一个逃生用伸缩梯，在结构和安装上并没有太大的改动，成本也较为低廉，在安全防护上又有了大幅度提升，可以大面积推广。

本项目的关键是烟雾感应和人体红外感应，目前主要存在的问题是防止各种干扰造成的错误报警。而资料表明：MQ-2型烟雾传感器具有良好的抗干扰性，可准确排除有刺激性非可燃性烟雾的干扰信息，并且对天然气、液化石油气等烟雾具有很高的灵敏度，很适合用于防火灾报警系统中。CHRS 012红外传感器同人体温度较近时，灵敏度会大幅度下降，可以避免动物靠近对系统造成干扰。

我国是人口大国，因此对住房的需求量特别大，故这个项目的市场前景非常广阔。这个项目的设计较为简单，在原有传统防盗窗的基础上进行了较小的改动，但是在安全防护上有了大幅度提升，而且生产成本相对低廉，利益空间较大，有较高的经济效益。