1. 研究目的与意义
改革开放40多年来，随着社会经济的发展，作为全球顶尖的基建大国，我国的交通基础设施建设正逐步上升到了一个新的历史高度,为了便于运输的一体化，快捷化，建设集多种交通方式换乘于一体的综合交通枢纽体系正成为新的发展趋势。城市综合交通换乘枢纽作为城市整体综合运输体系的关键节点和中心环节,是多种交通方式的汇集点和各类客流的集散地。但是在交通便利的同时也伴随着增加风险，随着城市综合交通换乘枢纽客流量持续、快速的增长,加之环境封闭、客流聚集、换乘体系复杂等特点，其安全隐患问题逐渐显露在人们的视野之中，现如今枢纽区域已成为突发事件的高发、多发地带，而一旦发生突发事件，尤其是火灾，在封闭的环境内，极易造成重大人员伤亡和财产损失,给社会带来极大的负面影响。以地铁换乘枢纽为例，研究表明，火灾事故约占到地铁事故的30%，并引发了一系列持续性的严重事故，严重危及人身和财产安全。因此，迅捷的火灾报警系统和配套的联动装置尤为关键。
本课题的目的是精准检测火灾的发生和及时对火灾做出反应和报警。据分析，换乘枢纽火灾的特点是：第一，突发性强，难以控制火情。第二，灭火困难，二次灾害易发。第三，逃生困难，逃生方式单一。发生火灾之后，在阴暗封闭的环境之中及时进行救援和疏散工作是十分困难的事情。火灾自动报警系统能在火灾初期，将燃烧产生的烟雾、热量、火焰等物理量，通过火灾探测器变成电信号，传输到火灾报警控制器，并同时以各种传播形式通知整个楼层疏散。其控制器能记录火灾发生的部位、时间等，使人们能够及时发现火灾，并及时采取有效措施，扑灭初期火灾。目前楼宇火灾自动报警系统的智能化设计在国内外很多社区和建筑群越来越多地推广，特别是加入消防联动机制后使得该系统更是得到广泛的应用，一方面可以提高建筑群的火灾预警和应急水平，另一方面也提高了楼宇火灾报警的智能化管理水平。
近年来，随着人们对安全的重视程度越来越高，消防系统的设置也深入人心，而火灾自动报警及消防联动控制系统作为消防系统不可或缺的部分，越来越被人们所重视。在智能建筑的研究中，一套完善的火灾自动报警和消防联动控制系统显得格外重要，它能从火灾的预警、火灾探测、救援呼叫、人员疏散、甚至自动灭火等方面起到关键的作用，为智能建筑的安全保障工作做出应有的贡献。高效的火灾自动报警系统能大大减少火灾事故的发生，不仅保证了地铁的安全运行，而且避免了乘客财产和生命的损失，提升地铁安全性。本课题的研究基于火灾检测技术、模型分析方法、传感器选型和信号处理以及消防联动控制等相关内容知识，主要从公共场所火灾报警系统的实际需求和实施的可行性来进行研究设计，能够对四年来所学有一个较好的总结和综合应用。设计的火灾自动报警系统主要有信号检测单元、识别和控制单元、输出显示单元、执行单元以及一些保护报警电路构成。
2. 研究内容和预期目标
研究内容：
设计一个基于感知技术的换乘枢纽火灾消防联动报警系统，实现换乘枢纽相关建筑各种不同火警情况下的联动报警控制；该系统应包括：火情状态检定单元（包括温度、烟雾等传感器）、单片机匹配控制单元、火灾报警和消防联动执行单元、lcd或者数码显示单元；完成的功能：温度、烟雾及位置等数据采集、显示、运算处理、按需要控制输出量；电路原理图和硬件电路图设计；软件编程及功能调试。
预期目标：
3. 研究的方法与步骤
换乘枢纽火灾消防联动报警系统硬件结构图如图1 所示。系统由51单片机、温度检测模块、烟雾浓度检测模块、温度检测模块、lcd液晶显示模块、按键键盘模块、继电器及报警电路等组成。当51单片机上电后，各个硬件模块完成初始化。通过各检测传感器检测输入启动蜂鸣器警报，同时消防联动喷淋装置和排风系统开始工作。
图1.换乘枢纽火灾消防联动报警系统硬件结构图图2为换乘枢纽火灾消防联动报警系统的软件结构图，便于展示各个功能模块以及的作用。图2.换乘枢纽火灾消防联动报警系统软件结构图换乘枢纽火灾消防联动报警系统硬件结构图如图3所示。单片机启动之后，各个模块完成初始化，等待键盘键入指令。安全员提前在按键键盘里调节温度和烟雾浓度的设定阈值，以便于不同场所的消防需求。自动火灾消防报警系统正常运行，继电器断开，传感器开始检测。在传感器检测的时候，当温度或者烟雾浓度达到设定的阈值时，报警系统环节的蜂鸣器开始正常工作，同时继电器闭合，水泵开始抽水预备喷淋装置及时现场灭火，排风扇开始启动开始排风，应急照明启动。所有的温度数据，烟雾浓度数据通过蓝牙传输到手机，在lcd液晶屏上显示温度、烟雾浓度以及报警位置，方便安全员及时确认。
4. 参考文献
[1]单片机原理及应用，张洪润，孙悦等著.清华大学出版社.2008
[2]系统建模与仿真，张晓华主编. 清华大学出版社.2006
[3]传感器应用技术，周怀芬著.机械工业出版社.2017
5. 计划与进度安排
（1）2022.3.1—2022.3.26 查阅资料，撰写开题报告；
（2）2022.3.27—2022.4.20 硬件功能分析，熟悉mcs-51系统指令及编程语言；
（3）2022.4.21—2022.5.10 设计电路原理图、编制应用程序；
