安科瑞陳偉 acrelchenwei

電氣火災(zāi)系統(tǒng)的良好應(yīng)用能夠顯著降低建筑物內(nèi)部出現(xiàn)電氣火災(zāi)的現(xiàn)象，同時(shí)能夠切實(shí)保證建筑物的安全和質(zhì)量。隨著我國(guó)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，越來(lái)越多復(fù)雜的電氣技術(shù)和設(shè)備應(yīng)用在建筑內(nèi)部的電路中，增加了出現(xiàn)電氣火災(zāi)的概率，對(duì)建筑物發(fā)揮積極作用以及建筑物使用者的安全造成了極為消極的影響。而應(yīng)用LoRa無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中能夠顯著降低電氣火災(zāi)的出現(xiàn)概率，實(shí)現(xiàn)預(yù)防電氣火災(zāi)的目標(biāo)。該無(wú)線通信技術(shù)的應(yīng)用傳輸距離較遠(yuǎn)，穿墻的效果較好，同時(shí)因?yàn)楣妮^低所以能夠被高質(zhì)量的應(yīng)用在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中。因此主要從電氣火災(zāi)系統(tǒng)的構(gòu)成以及原理和內(nèi)部硬件軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行入手，進(jìn)而闡釋電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)措施。

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，建筑物內(nèi)部的電氣線路越來(lái)越復(fù)雜，同時(shí)電氣線路中的設(shè)備復(fù)雜程度也在顯著增加，一方面這種復(fù)雜的電氣線路帶給居民生活以及生產(chǎn)的便利條件，另一方面這種復(fù)雜的電氣線路也明顯增加了出現(xiàn)電氣火災(zāi)的概率。因此電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用十分重要，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)能夠監(jiān)控電氣線路中運(yùn)行的溫度、漏電現(xiàn)象以及漏電流的大小，進(jìn)而對(duì)可能會(huì)出現(xiàn)火災(zāi)的部分進(jìn)行預(yù)警。在傳統(tǒng)的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用的通信技術(shù)多數(shù)是 CAN 總線式傳輸，這種通信技術(shù)在現(xiàn)階段復(fù)雜電氣電路的背景下存在布線困難、建設(shè)成本大以及硬件工作質(zhì)量有限的問(wèn)題。因此在后續(xù)研發(fā)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的過(guò)程中，應(yīng)該重視無(wú)線通信技術(shù)以及通信距離的要求，通過(guò)這種方式來(lái)提高電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，降低電氣火災(zāi)的出現(xiàn)概率。

基于 LoRa 無(wú)線通信技術(shù)的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要是由溫度傳感器、漏電電流傳感器、電氣火災(zāi)探測(cè)器、無(wú)線傳輸系統(tǒng)以及監(jiān)控主系統(tǒng)構(gòu)成。該電氣火災(zāi)系統(tǒng)的主要應(yīng)用原理就是如果電氣線路內(nèi)部出現(xiàn)了短路或者漏電的現(xiàn)象，電氣火災(zāi)探測(cè)器能夠通過(guò)溫度傳感器以及電流傳感器對(duì)線路中出現(xiàn)的溫度以及漏電電流數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理之后傳遞給電氣火災(zāi)監(jiān)控主系統(tǒng)，如果線路的溫度或者是漏電電流超過(guò)系統(tǒng)預(yù)設(shè)的預(yù)警閾值，那么探測(cè)器中的主控芯片能夠?qū)?bào)警信息傳遞給主控系統(tǒng)，并且實(shí)時(shí)顯示報(bào)警值。在設(shè)計(jì)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的過(guò)程中，應(yīng)該在探測(cè)器內(nèi)部和監(jiān)控主系統(tǒng)中放置良好的無(wú)線發(fā)射芯片，這樣探測(cè)器也能通過(guò) LoRa 無(wú)線通信技術(shù)將報(bào)警信息傳遞給值班人員，并且清晰顯示預(yù)警位置和數(shù)據(jù)，從而為值班人員落實(shí)良好的控制措施奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。此外，在我國(guó)信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展背景下，能夠?qū)⒋髷?shù)據(jù)技術(shù)以及智能控制設(shè)備應(yīng)用在電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)?jīng)常出現(xiàn)超過(guò)預(yù)警閾值的部分進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和綜合分析，這樣值班人員能夠通過(guò)數(shù)據(jù)分析來(lái)對(duì)設(shè)備運(yùn)行的壽命和質(zhì)量進(jìn)行綜合考量，對(duì)于不滿足監(jiān)控要求的設(shè)備進(jìn)行及時(shí)的更換和維修，既能夠提高電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，同時(shí)也能夠有效降低電氣火災(zāi)的出現(xiàn)概率。將智能設(shè)備應(yīng)用在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中，能有效保證對(duì)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)異常進(jìn)行智能化處理，從而切實(shí)提高電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用質(zhì)量和價(jià)值。

電路無(wú)線通信電路的設(shè)計(jì)能夠分為發(fā)射電路和接收電路兩種。在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，電氣火災(zāi)探測(cè)器和監(jiān)控主系統(tǒng)之間的通信使用基于 LoRa 的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。相較于有線通信電路，無(wú)線通信電路對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男砸蟾?，因?yàn)闊o(wú)線數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中受到不良因素影響的程度較大，一旦在數(shù)據(jù)傳輸中出現(xiàn)消極影響，既有可能會(huì)導(dǎo)致值班人員對(duì)設(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行誤判，*終增加電氣火災(zāi)的出現(xiàn)概率，同時(shí)對(duì)值班人員的工作質(zhì)量也會(huì)起到不良影響。在選擇數(shù)據(jù)收發(fā)器時(shí)應(yīng)該重視集成度、低功耗以及多頻段，這樣既能夠?qū)崿F(xiàn)超遠(yuǎn)距離的通信目標(biāo)，同時(shí)也能夠降低通信過(guò)程中受到的外來(lái)干擾，從而保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量和效率。其中晶振電路能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供時(shí)間信號(hào)，通過(guò)雙重匹配回路的形式來(lái)組成收發(fā)電路，進(jìn)而切實(shí)提高無(wú)線通信抗干擾能力以及穩(wěn)定可靠性。在發(fā)射電路進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，數(shù)據(jù)要經(jīng)過(guò)濾波處理從而實(shí)現(xiàn)降低外部高頻信號(hào)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸干擾的目標(biāo)，降低信噪比。C28 和 L8 形成了串聯(lián)諧振電路，而另外的電阻形成兩組并聯(lián)諧振電路，所以在信息傳遞和傳輸?shù)倪^(guò)程中能夠根據(jù)不同的通信頻率來(lái)調(diào)整內(nèi)部電子元件的參數(shù)，這樣能夠保證數(shù)據(jù)發(fā)送實(shí)現(xiàn)*佳狀態(tài)。在對(duì)接收電路進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該重視對(duì)通信頻率外信號(hào)的過(guò)濾功能設(shè)計(jì)，在工作的過(guò)程中將輸入端的無(wú)線信號(hào)轉(zhuǎn)化為聲信號(hào)在介質(zhì)表面進(jìn)行傳輸，而輸出端能夠通過(guò)將這種聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為無(wú)線信號(hào)進(jìn)行接收和傳遞。在設(shè)計(jì)過(guò)程中能夠使用 SX1278 發(fā)射芯片，這種發(fā)射芯片的優(yōu)點(diǎn)是集成度高、功耗低、頻段多，既能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離的戶數(shù)傳輸任務(wù)，同時(shí)抗干擾的能力又比較強(qiáng)，能夠使用多種不同頻段進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。此外這種發(fā)射芯片的靈敏度較高，能夠滿足絕大多數(shù)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行和數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?。在使用這種芯片的過(guò)程中，應(yīng)該重視芯片的配套設(shè)備應(yīng)用，保證芯片的供電穩(wěn)定，從而保證芯片能夠在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中充分發(fā)揮積極作用，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目垢蓴_能力和穩(wěn)定性。

數(shù)據(jù)傳輸軟件設(shè)計(jì)中應(yīng)該為數(shù)據(jù)傳輸軟件設(shè)置喚醒、休眠、正常三種工作模式。其中休眠對(duì)應(yīng)的是數(shù)據(jù)采集軟件開(kāi)始工作前的模式，喚醒和正常是相關(guān)數(shù)據(jù)信息超過(guò)預(yù)設(shè)閾值時(shí)的工作模式。通過(guò)在軟件中寄存的相關(guān)指令來(lái)選擇對(duì)應(yīng)的工作模式，數(shù)據(jù)傳輸軟件在工作時(shí)應(yīng)該對(duì)定時(shí)器以及系統(tǒng)時(shí)間等內(nèi)容進(jìn)行初始化，保證數(shù)據(jù)傳輸軟件能夠和數(shù)據(jù)采集軟件工作步調(diào)一致。在寄存工作參數(shù)中選擇對(duì)應(yīng)的工作模式后進(jìn)行工作，將數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)線發(fā)送，在每次發(fā)送成功之后進(jìn)入休眠期等待下次命令，這樣還能顯著降低功耗。數(shù)據(jù)傳輸軟件的設(shè)計(jì)目標(biāo)主要有三點(diǎn)，分別是數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量、數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣纫约皵?shù)據(jù)傳輸之后數(shù)據(jù)的應(yīng)用。在對(duì)數(shù)據(jù)傳輸軟件設(shè)計(jì)的過(guò)程中，除了能夠通過(guò)寄存器的設(shè)置來(lái)保證數(shù)據(jù)傳輸軟件的應(yīng)用質(zhì)量之外，為了提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量能夠通過(guò)逆變反應(yīng)在數(shù)據(jù)傳輸軟件兩端設(shè)置數(shù)據(jù)加密解密或者是捆綁以及分包的工作模式，這樣一方面能顯著提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾院透哔|(zhì)量，另一方面能夠切實(shí)提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣龋瑢?duì)于滿足數(shù)據(jù)傳輸目標(biāo)能夠起到積極的作用。此外，在數(shù)據(jù)傳輸軟件工作的過(guò)程中，可能會(huì)存在工作模式和數(shù)據(jù)采集工作模式不相符的問(wèn)題，因此應(yīng)該設(shè)置良好的軟件自啟動(dòng)工作模式，在發(fā)現(xiàn)不相符時(shí)及時(shí)重啟，通過(guò)這種方式能有效提高數(shù)據(jù)傳輸軟件和數(shù)據(jù)采集軟件的匹配程度，保證整體電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定高質(zhì)量運(yùn)行。

Acre1-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，是根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)由安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)的全數(shù)字化獨(dú)立運(yùn)行的系統(tǒng)，已通過(guò)國(guó)家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心的消防電子產(chǎn)品試驗(yàn)認(rèn)證，并且均通過(guò)嚴(yán)格的EMC電磁兼容試驗(yàn)，保證了該系列產(chǎn)品在低壓配電系統(tǒng)中的安全正常運(yùn)行，現(xiàn)均已批量生產(chǎn)并在全國(guó)得到廣泛地應(yīng)用。該系統(tǒng)通過(guò)對(duì)剩余電流、過(guò)電流、過(guò)電壓、溫度和故障電弧等信號(hào)的采集與監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣火災(zāi)的早期預(yù)防和報(bào)警，當(dāng)必要時(shí)還能聯(lián)動(dòng)切除被檢測(cè)到剩余電流、溫度和故障電弧等超標(biāo)的配電回路;并根據(jù)用戶的需求，還可以滿足與AcreIEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺(tái)或火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和共享。

總而言之，將LoRa無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中，能夠顯著提高監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量和效率，同時(shí)具有建設(shè)成本低、數(shù)據(jù)傳輸距離遠(yuǎn)和能耗較低的優(yōu)點(diǎn)，因此既能夠充分滿足電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)運(yùn)行的要求，同時(shí)能夠滿足用戶對(duì)生活生產(chǎn)的要求。經(jīng)過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，這種電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的信號(hào)傳輸性能可靠，監(jiān)控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)顯示準(zhǔn)確，能夠切實(shí)應(yīng)用在實(shí)際的生產(chǎn)和生活中，進(jìn)而對(duì)提高我國(guó)居民生產(chǎn)和生活質(zhì)量起到積極的促進(jìn)作用。