无线网络技术的电气火灾监控系统

安科瑞陈伟 acrelchenwei

电气火灾系统的良好应用能够显著降低建筑物内部出现电气火灾的现象，同时能够切实保证建筑物的安全和质量。随着我国相关技术的发展和进步，越来越多复杂的电气技术和设备应用在建筑内部的电路中，增加了出现电气火灾的概率，对建筑物发挥积极作用以及建筑物使用者的安全造成了极为消极的影响。而应用LoRa无线通信技术应用在电气火灾监控系统中能够显著降低电气火灾的出现概率，实现预防电气火灾的目标。该无线通信技术的应用传输距离较远，穿墙的效果较好，同时因为功耗较低所以能够被高质量的应用在电气火灾监控系统中。因此主要从电气火灾系统的构成以及原理和内部硬件软件设计进行入手，进而阐释电气火灾监控系统的设计措施。

随着我国科学技术的发展进步，建筑物内部的电气线路越来越复杂，同时电气线路中的设备复杂程度也在显著增加，一方面这种复杂的电气线路带给居民生活以及生产的便利条件，另一方面这种复杂的电气线路也明显增加了出现电气火灾的概率。因此电气火灾监控系统的应用十分重要，电气火灾监控系统能够监控电气线路中运行的温度、漏电现象以及漏电流的大小，进而对可能会出现火灾的部分进行预警。在传统的电气火灾监控系统中应用的通信技术多数是 CAN 总线式传输，这种通信技术在现阶段复杂电气电路的背景下存在布线困难、建设成本大以及硬件工作质量有限的问题。因此在后续研发电气火灾监控系统的过程中，应该重视无线通信技术以及通信距离的要求，通过这种方式来提高电气火灾监控系统的运行质量，降低电气火灾的出现概率。

基于 LoRa 无线通信技术的电气火灾监控系统主要是由温度传感器、漏电电流传感器、电气火灾探测器、无线传输系统以及监控主系统构成。该电气火灾系统的主要应用原理就是如果电气线路内部出现了短路或者漏电的现象，电气火灾探测器能够通过温度传感器以及电流传感器对线路中出现的温度以及漏电电流数据进行采集。数据经过处理之后传递给电气火灾监控主系统，如果线路的温度或者是漏电电流超过系统预设的预警阈值，那么探测器中的主控芯片能够将报警信息传递给主控系统，并且实时显示报警值。在设计电气火灾监控系统的过程中，应该在探测器内部和监控主系统中放置良好的无线发射芯片，这样探测器也能通过 LoRa 无线通信技术将报警信息传递给值班人员，并且清晰显示预警位置和数据，从而为值班人员落实良好的控制措施奠定坚实基础。此外，在我国信息技术和互联网技术的发展背景下，能够将大数据技术以及智能控制设备应用在电气火灾监测系统中，通过大数据技术的应用能够对经常出现超过预警阈值的部分进行数据收集和综合分析，这样值班人员能够通过数据分析来对设备运行的寿命和质量进行综合考量，对于不满足监控要求的设备进行及时的更换和维修，既能够提高电气火灾监控系统的运行质量，同时也能够有效降低电气火灾的出现概率。将智能设备应用在电气火灾监控系统中，能有效保证对出现的数据异常进行智能化处理，从而切实提高电气火灾监控系统的应用质量和价值。

电路无线通信电路的设计能够分为发射电路和接收电路两种。在电气火灾监控系统的设计中，电气火灾探测器和监控主系统之间的通信使用基于 LoRa 的无线数据传输技术。相较于有线通信电路，无线通信电路对数据传输的性要求更高，因为无线数据传输过程中受到不良因素影响的程度较大，一旦在数据传输中出现消极影响，既有可能会导致值班人员对设备工作状态进行误判，*终增加电气火灾的出现概率，同时对值班人员的工作质量也会起到不良影响。在选择数据收发器时应该重视集成度、低功耗以及多频段，这样既能够实现超远距离的通信目标，同时也能够降低通信过程中受到的外来干扰，从而保证数据传输的质量和效率。其中晶振电路能够为系统提供时间信号，通过双重匹配回路的形式来组成收发电路，进而切实提高无线通信抗干扰能力以及稳定可靠性。在发射电路进行设计的过程中，数据要经过滤波处理从而实现降低外部高频信号对数据传输干扰的目标，降低信噪比。C28 和 L8 形成了串联谐振电路，而另外的电阻形成两组并联谐振电路，所以在信息传递和传输的过程中能够根据不同的通信频率来调整内部电子元件的参数，这样能够保证数据发送实现*佳状态。在对接收电路进行设计的过程中，应该重视对通信频率外信号的过滤功能设计，在工作的过程中将输入端的无线信号转化为声信号在介质表面进行传输，而输出端能够通过将这种声信号转换为无线信号进行接收和传递。在设计过程中能够使用 SX1278 发射芯片，这种发射芯片的优点是集成度高、功耗低、频段多，既能够实现远距离的户数传输任务，同时抗干扰的能力又比较强，能够使用多种不同频段进行数据传输。此外这种发射芯片的灵敏度较高，能够满足绝大多数电气火灾监控系统运行和数据传输的要求。在使用这种芯片的过程中，应该重视芯片的配套设备应用，保证芯片的供电稳定，从而保证芯片能够在实际运行的过程中充分发挥积极作用，提高数据传输的抗干扰能力和稳定性。

数据传输软件设计中应该为数据传输软件设置唤醒、休眠、正常三种工作模式。其中休眠对应的是数据采集软件开始工作前的模式，唤醒和正常是相关数据信息超过预设阈值时的工作模式。通过在软件中寄存的相关指令来选择对应的工作模式，数据传输软件在工作时应该对定时器以及系统时间等内容进行初始化，保证数据传输软件能够和数据采集软件工作步调一致。在寄存工作参数中选择对应的工作模式后进行工作，将数据进行无线发送，在每次发送成功之后进入休眠期等待下次命令，这样还能显著降低功耗。数据传输软件的设计目标主要有三点，分别是数据传输的质量、数据传输的速度以及数据传输之后数据的应用。在对数据传输软件设计的过程中，除了能够通过寄存器的设置来保证数据传输软件的应用质量之外，为了提高数据传输的质量能够通过逆变反应在数据传输软件两端设置数据加密解密或者是捆绑以及分包的工作模式，这样一方面能显著提高数据传输的完整性和高质量，另一方面能够切实提高数据传输的速度，对于满足数据传输目标能够起到积极的作用。此外，在数据传输软件工作的过程中，可能会存在工作模式和数据采集工作模式不相符的问题，因此应该设置良好的软件自启动工作模式，在发现不相符时及时重启，通过这种方式能有效提高数据传输软件和数据采集软件的匹配程度，保证整体电气火灾监控系统的稳定高质量运行。

Acre1-6000电气火灾监控系统，是根据国家现行规范标准由安科瑞电气股份有限公司研发的全数字化独立运行的系统，已通过国家消防电子产品质量监督检验中心的消防电子产品试验认证，并且均通过严格的EMC电磁兼容试验，保证了该系列产品在低压配电系统中的安全正常运行，现均已批量生产并在全国得到广泛地应用。该系统通过对剩余电流、过电流、过电压、温度和故障电弧等信号的采集与监视，实现对电气火灾的早期预防和报警，当必要时还能联动切除被检测到剩余电流、温度和故障电弧等超标的配电回路;并根据用户的需求，还可以满足与AcreIEMS企业微电网管理云平台或火灾自动报警系统等进行数据交换和共享。

总而言之，将LoRa无线通信技术应用在电气火灾监控系统中，能够显著提高监控系统运行的质量和效率，同时具有建设成本低、数据传输距离远和能耗较低的优点，因此既能够充分满足电气火灾监控系统建设运行的要求，同时能够满足用户对生活生产的要求。经过测试发现，这种电气火灾监控系统的信号传输性能可靠，监控系统中数据显示准确，能够切实应用在实际的生产和生活中，进而对提高我国居民生产和生活质量起到积极的促进作用。