摘要

　　近年來(lái),我國各個(gè)省份地區高層建筑突發(fā)火災現象時(shí)有發(fā)生,給人身安全和財物都帶來(lái)了極大的威脅,其主要原因有兩方面:一、高層建筑結構復雜,,人員比較集中;二、當前消防控制系統存在實(shí)時(shí)性差、判斷火源困難等缺陷。因此,如何快速、準確的定位火源并直觀(guān)的展現給消防人員成為了現在消防控制系統的主要難題。

　　為解決上述難題,本文設計了一種基于Linux操作系統的消防控制圖形顯示系統軟件。該軟件在傳統消防控制系統的基礎上,結合國內外消防控制系統最新發(fā)展趨勢進(jìn)行設計和實(shí)現。該系統使用Qt庫,利用QtCreator集成工具開(kāi)發(fā)完成的,并且在系統中使用了　MySQL數據庫、串口通信技術(shù)以及Limix下的多線(xiàn)程技術(shù)。

　　論文對消防控制圖形顯示系統做了整體的分析、設計與實(shí)現,采用SVG矢量圖作為消防建筑的矢量平面圖,在其上添加消防設備圖元,實(shí)現對消防建筑的實(shí)時(shí)監測。該系統通過(guò)串口實(shí)現與消防控制器和消防設備的連接,消防控制器將火災或故障等信息通過(guò)串口傳輸給系統的實(shí)時(shí)傳輸模塊,系統進(jìn)行信息的解析處理,將發(fā)生火災的地點(diǎn)時(shí)間等信息在火警窗口顯示出來(lái),并且在矢量圖上的相應設備圖元以動(dòng)畫(huà)效果實(shí)現定位,通過(guò)與數據表的操作完成信息的存儲等。同時(shí)系統開(kāi)發(fā)了遠程監控中心模塊,如有需要可以通過(guò)串口與系統實(shí)現通信,完成各種消防信息的進(jìn)一步處理。

　　論文最后對系統進(jìn)行了測試,結果顯示系統能夠很好地完成消防控制的各方面需求,同時(shí)系統可靠性能夠保障,也很容易實(shí)現系統的進(jìn)一步擴展,很好地實(shí)現了最初的設計目標。

　　關(guān)鍵詞:消防設備;Qt　Creator;　SVG矢量圖;MySQL;串口通信

Abstract

　　recent years, emergency fire is often happened in high-rise building in various provinces of China. Both personal and financial security are posed a great threat. There are two main reasons: first, complex structures of high-rise buildings, and people are crowded; second, poor real-time performance, difficult judge for the source of fire and other defects are existing in current Fire Control System. Therefore, this is a major problem how can the Fire Control System locates the source of fire quickly and accurately, and then show firefighters visually.

　　To solve these problems, this paper designs a Fire Control Graphics System Software which is based on Linux operating system. The software is based on the traditional Fire Control System and combined the domestic latest trends. The system is developed by Qt library and integrated tools Qt Creator, the system demand is support by MySQL database, serial communication technology, and mufti-threading technology.

　　this paper, a Fire Control Graphics System is analyzed, designed and implemented totally, the paper uses SVG vector as fire architectural plan and adds fire-fighting elements to achieve real-time monitoring of the fire building. The system is connected with fire control controllers and fire equipment by serial-port. Fire control controller sends such as fire and default information to real-time transmission module by serial-port. The system resolves information, the fire location and time information is displayed in the window of fire, relevant fire equipment icon on fire architectural plan makes animation effect to achieve positioning, and the data tables are operated to store the information. At the same time, the system develops the remote monitoring center module, if necessary we can achieve communication with system by serial-port, to complete the further process噸of various fire protection information.

　　Tests of the Fire Control Graphics System show that various needs of the fire control are fulfilled properly, the reliability of the system can be guaranteed, it is very easy to achieve further expansion. Thus the initial design goals of this system are achieved well.

　　Key Words:  Fire Equipment; Qt Creator; SVG; MySQL; Serial Communication

　　隨著(zhù)社會(huì )和經(jīng)濟的高速發(fā)展,一方面中國社會(huì )正處在農村城鎮化建設的重要時(shí)期,農村人口向城市人口的轉變越來(lái)越多,使土地資源本來(lái)己經(jīng)非常稀缺的城市更是寸土如金;另一方面科技創(chuàng )新和發(fā)展帶來(lái)的智能化和自動(dòng)化,人們追求高質(zhì)量的工作和生活環(huán)境,從而致使各式各樣的高樓大廈層出不窮。

　　越來(lái)越多的高層建筑和一些地下商場(chǎng)由于內部構建復雜,活動(dòng)人口的密集程度高,建筑設施繁雜多樣,建筑物封閉性強,電器設備也越來(lái)越多等,導致了嚴重火災的時(shí)有發(fā)生,給國家以及個(gè)人都帶來(lái)了經(jīng)濟上的損失和安全性的問(wèn)題⑴。所以,現代建筑的突發(fā)火災問(wèn)題應當成為當代社會(huì )各界關(guān)注的一個(gè)重要方面。

　　通常我們進(jìn)入一個(gè)具有復雜內部結構的高層建筑時(shí),即使有很多指示標志,我們有時(shí)很難找到自己的目標房間。在發(fā)生火災這種緊急情況下,人們比較容易緊張,造成混亂,更難安全的逃離火災建筑[2]。現代的建筑有的不是獨立的一個(gè)建筑,而是多個(gè)建筑組成的建筑群,這種建筑群結構更加復雜,各種功能設施也越來(lái)越多,通信、照明等路線(xiàn)錯綜復雜,火災一旦發(fā)生,整個(gè)建筑群就是一個(gè)與外界隔絕的封閉體,對人員以及物質(zhì)財產(chǎn)的保護通常是不利的。在火災發(fā)生時(shí),如果我們有一套實(shí)時(shí)、穩定、高效的消防控制系統,根據控制器采集到的火災報警設備的信息,實(shí)時(shí)顯示在監控人員操作的消防控制圖形顯示系統上,并且能夠?i確快速地定位火災發(fā)生的位置,通過(guò)調整相應智能消防應急燈具和指示燈具的方向,快速提供給火災現場(chǎng)人員合理的逃生路線(xiàn),讓人能夠在很短的時(shí)間內順利獲得逃生,這樣能減少人員的傷亡。

　　在當代我國引起火災的原因有很多種,高層現代建筑發(fā)生火災的原因主要有用火不夠慎重、用火的設備不精良、一些設備違反操作、電氣設備安裝時(shí)或使用時(shí)不恰當等[3]。

　　隨著(zhù)經(jīng)濟和科技的迅速發(fā)展,人們的安全防患意識也日漸增強,再加上計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)的普及,人們越來(lái)越重視建筑火災的問(wèn)題,研制出消防安全領(lǐng)域的自動(dòng)化火災控制系統迫在眉睫,所以有很多社會(huì )專(zhuān)業(yè)相關(guān)人員都投入到了消防安全方面的研宄。在這種背景和企業(yè)項目的實(shí)際需要下,本文設計并實(shí)現了在消防控制領(lǐng)域起到核心作用的消防控制圖形顯示系統。

　　在我國相關(guān)公安消防法規中,對火災報警設施和消防控制系統做了嚴格的規定和要求,使消防設備變得更加標準化和統一化。這樣可以通過(guò)法律的形式加強人們的意識和各個(gè)企業(yè)的管理,在對我國的消防系統有關(guān)的條規中,也對消防系統控制室做了一些基本功能上的要求。這樣有助于在消防安全方面形成一個(gè)較為統一的約束,各個(gè)消防廠(chǎng)家生產(chǎn)的消防設備能更好的適用于高層建筑的防火系統當中去,也有助于消防事業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。

　　隨著(zhù)我國經(jīng)濟社會(huì )的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)方面的不斷進(jìn)步,帶來(lái)了巨大的消防安全. 需求[4],當然這也進(jìn)一步推動(dòng)了我國消防安全領(lǐng)域的火災學(xué)科和消防控制技術(shù)的迅猛發(fā)展。在19世紀末期我國建筑學(xué)科和電氣自動(dòng)化控制技術(shù)相關(guān)方面的發(fā)展,我國的火災控制方面的技術(shù)和火災系統都有了一定程度的發(fā)展。在20世紀中期以后,面對我國落后的火災技術(shù),國家越來(lái)越重視火災研宄,許多專(zhuān)業(yè)人員也投入到消防事業(yè)中,這些方面使得消防控制的工程與工具漸漸得到了應用。直至20世紀80年代的后期,火災控制系統模型逐漸研發(fā)出現,消防技術(shù)也得到了逐步的提高,取得了很大的進(jìn)步。很長(cháng)時(shí)期以來(lái),我國政府逐漸意識到科學(xué)技術(shù)在火災方面的重要性,主要體現在火災的預防,突發(fā)火災的緊急應對,社會(huì )公民的人身財產(chǎn)安全,以及各種公私物資財產(chǎn)損失等方面。我國改革開(kāi)放時(shí)期以來(lái),我國的消防控制學(xué)科和控制技術(shù)經(jīng)歷很多階段,由無(wú)到有乃至發(fā)展到領(lǐng)先,由填補國內的消防安全的空白到趕超許多國家領(lǐng)先的消防技術(shù)水平,由理論研宄到真實(shí)模擬火災實(shí)驗,由國內學(xué)校與企業(yè)共同努力合作研宄到與多個(gè)國家間相互學(xué)習合作研宄。這些措施都從根本上一定程度的改變了過(guò)去很長(cháng)一段時(shí)間內的中國消防科學(xué)技.術(shù)事業(yè)的薄弱基礎,消防設施產(chǎn)品的技術(shù)落后,主要依賴(lài)于從國外引進(jìn)消防設備的狀態(tài)。隨著(zhù)消防事業(yè)的發(fā)展,一批批消防科技研發(fā)人員經(jīng)過(guò)不‘懈的努力,成功研發(fā)出許許多多的相關(guān)科技成果,這些人組成了一支消防知識非常扎實(shí)、創(chuàng )新能力較強和跨多個(gè)行業(yè)部門(mén)的專(zhuān)業(yè)型消防安全科技隊伍。同時(shí),我國也成功建立了一批相對于其他發(fā)達國家較為領(lǐng)先的整套消防實(shí)驗設施,消防專(zhuān)業(yè)研究專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行了不計其數的模擬火災現場(chǎng)的實(shí)驗研究,使我國的主要研究領(lǐng)域和方向與國外的研宄領(lǐng)域和方法不再像過(guò)去那樣差的太多,許多科研成果都不遜于其他消防事業(yè)較為發(fā)達的國家,并且很大一部分研究成果和技術(shù)都己經(jīng)接近或者達到國際的先進(jìn)水平相對而言,歐美的一些發(fā)達國家的消防事業(yè)起步比較早,人力財力投入比較多,發(fā)展迅速,火災安全科學(xué)與消防控制體系比較完善。英國的消防科技研究一直處于世界領(lǐng)先水平,英國非常重視提高國民的防火意識,具有重視實(shí)驗的科學(xué)研究的傳統,也是一個(gè)在消防事業(yè)上立足科技創(chuàng )新的國家。比如消防事業(yè)比較發(fā)達的英國擁有世界上最大的火災項目試驗——卡丁頓項目,這個(gè)項目一直是英國的自豪,取得過(guò)很多火災科技突破。

　　此外,由于受到駭人聽(tīng)聞的“9·11”事件的影響,英國當時(shí)很快提出了國家無(wú)線(xiàn)消防通信系統的發(fā)展戰略[6]。美國的消防設備先進(jìn),處于領(lǐng)先水平,也非常重視消防事業(yè)的財力和人力的投入,研發(fā)出一種創(chuàng )新的消防科技:通過(guò)火災設備檢測到災情,然后通過(guò)信號接收器接收火災設備傳輸的火災信息,用以指導火災現場(chǎng)人員快速離開(kāi)火災現場(chǎng),減少人員傷亡。正如大家所知道的日本是個(gè)地震頻發(fā)的島國家,所以日本政府每年都將巨額財物和人員投入到消防科技的研究中,同時(shí)他們發(fā)展自身的基礎上也加強了與同樣消防需求的美國之間的合作,在現代高層建筑的防火預測控制和防震預測等方面都取得了巨大的成功。日本研制的具有代表意義的消防指示系統是利用哈斯效應(先行音)的消防系統和光閃爍移動(dòng)指示系統。

Linux操作系統消防控制圖形顯示系統軟件開(kāi)發(fā)：

系統數據庫工作原理

配置完成后的系統界面

消防設施信息索引

消防報警信息查詢(xún)

系統運行命令查詢(xún)

設備圖標顯示消防報警狀態(tài)

目錄

　　摘 要
　　Abstract
　　1 緒論
　　　　1.1 研究背景
　　　　1.2 消防系統的國內外研究現狀
　　　　1.3 論文研宄意義及主要內容
　　　　1.4 論文章節安排
　　2 開(kāi)發(fā)應用技術(shù)基礎研究
　　　　2.1 Linux操作系統
　　　　2.2 Qt 與 Qt Creator
　　　　　　2.2.1 Qt 介紹
　　　　　　2.2.2 Qt Creator 簡(jiǎn)介
　　　　2.3 MySQL數據庫系統
　　　　2.4 串口通信技術(shù)
　　　　　　2.4.1 串通信協(xié)議與數據傳輸方式
　　　　　　2.4.2 RS-485 協(xié)議標準
　　　　2.5 Linux多線(xiàn)禾呈技術(shù)
　　　　2.6 本章小結
　　3 圖形顯示系統的整體分析與設計
　　　　3.1 系統需求分析
　　　　　　3.1.1 整體架構分析
　　　　　　3.1.2 系統具體功能分析
　　　　　　3.1.3 系統其他需求
　　　　3.2 系統軟件結構設計
　　　　　　3.2.1 系統基本模塊構成
　　　　　　3.2.2 系統軟件主界面布局
　　　　3.3 系統軟件詳細設計
　　　　　　3.3.1 圖形信息配置與顯示
　　　　　　3.3.2 SVG矢量圖編輯
　　　　　　3.3.3 系統通信協(xié)議的設計
　　　　　　3.3.4 系統數據庫的設計
　　　　3.4 本章小結
　　4 系統軟件的實(shí)現
　　　　4.1 圖形配置與顯示實(shí)現
　　　　　　4.1.1 消防工程矢量圖形的獲取和顯示
　　　　　　4.1.2 消防器件配置與狀態(tài)顯示
　　　　4.2 系統數據庫的實(shí)現
　　　　　　4.2.1 數據庫接口實(shí)現
　　　　　　4.2.2 數據庫表的具體實(shí)現
　　　　4.3 系統串口通信的實(shí)現與配置
　　　　　　4.3.1 系統串口通信的實(shí)現
　　　　　　4.3.2 系統串口通信的配置
　　　　4.4 系統通信機制的實(shí)現
　　　　　　4.4.1 系統通信協(xié)議的實(shí)現
　　　　　　4.4.2 火警事件的處理實(shí)現
　　　　4.5 本章小結
　　5 系統軟件測試
　　　　5.1 測試環(huán)境的配置
　　　　5.2 系統功能與性能的測試
　　　　　　5.2.1 系統功能測試
　　　　　　5.2.2 系統性能測試
　　　　5.3 本章小結
　　結 論
　　攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
　　致 謝
　　大連理工大學(xué)學(xué)位論文版權使用授權書(shū)

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