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Linux操作系统消防控制图形显示系统软件开发

添加时间:2019/09/04
本文介绍了Linux操作系统下设计并完成的消防控制图形显示系统,采用RUP软件工程实现过程进行系统的设计和系统软件的编写,使编程更加规范化和模块化,各个模块分工合作,提高程序开发的效率,能很好的适应系统以后的扩展升级和故障维护。
  以下为本篇论文正文:

摘要

  近年来,我国各个省份地区高层建筑突发火灾现象时有发生,给人身安全和财物都带来了极大的威胁,其主要原因有两方面:一、高层建筑结构复杂,,人员比较集中;二、当前消防控制系统存在实时性差、判断火源困难等缺陷。因此,如何快速、准确的定位火源并直观的展现给消防人员成为了现在消防控制系统的主要难题。

  为解决上述难题,本文设计了一种基于Linux操作系统的消防控制图形显示系统软件。该软件在传统消防控制系统的基础上,结合国内外消防控制系统最新发展趋势进行设计和实现。该系统使用Qt库,利用QtCreator集成工具开发完成的,并且在系统中使用了 MySQL数据库、串口通信技术以及Limix下的多线程技术。

  论文对消防控制图形显示系统做了整体的分析、设计与实现,采用SVG矢量图作为消防建筑的矢量平面图,在其上添加消防设备图元,实现对消防建筑的实时监测。该系统通过串口实现与消防控制器和消防设备的连接,消防控制器将火灾或故障等信息通过串口传输给系统的实时传输模块,系统进行信息的解析处理,将发生火灾的地点时间等信息在火警窗口显示出来,并且在矢量图上的相应设备图元以动画效果实现定位,通过与数据表的操作完成信息的存储等。同时系统开发了远程监控中心模块,如有需要可以通过串口与系统实现通信,完成各种消防信息的进一步处理。

  论文最后对系统进行了测试,结果显示系统能够很好地完成消防控制的各方面需求,同时系统可靠性能够保障,也很容易实现系统的进一步扩展,很好地实现了最初的设计目标。

  关键词:消防设备;Qt Creator; SVG矢量图;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吨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

  随着社会和经济的高速发展,一方面中国社会正处在农村城镇化建设的重要时期,农村人口向城市人口的转变越来越多,使土地资源本来己经非常稀缺的城市更是寸土如金;另一方面科技创新和发展带来的智能化和自动化,人们追求高质量的工作和生活环境,从而致使各式各样的高楼大厦层出不穷。

  越来越多的高层建筑和一些地下商场由于内部构建复杂,活动人口的密集程度高,建筑设施繁杂多样,建筑物封闭性强,电器设备也越来越多等,导致了严重火灾的时有发生,给国家以及个人都带来了经济上的损失和安全性的问题⑴。所以,现代建筑的突发火灾问题应当成为当代社会各界关注的一个重要方面。

  通常我们进入一个具有复杂内部结构的高层建筑时,即使有很多指示标志,我们有时很难找到自己的目标房间。在发生火灾这种紧急情况下,人们比较容易紧张,造成混乱,更难安全的逃离火灾建筑[2]。现代的建筑有的不是独立的一个建筑,而是多个建筑组成的建筑群,这种建筑群结构更加复杂,各种功能设施也越来越多,通信、照明等路线错综复杂,火灾一旦发生,整个建筑群就是一个与外界隔绝的封闭体,对人员以及物质财产的保护通常是不利的。在火灾发生时,如果我们有一套实时、稳定、高效的消防控制系统,根据控制器采集到的火灾报警设备的信息,实时显示在监控人员操作的消防控制图形显示系统上,并且能够?i确快速地定位火灾发生的位置,通过调整相应智能消防应急灯具和指示灯具的方向,快速提供给火灾现场人员合理的逃生路线,让人能够在很短的时间内顺利获得逃生,这样能减少人员的伤亡。

  在当代我国引起火灾的原因有很多种,高层现代建筑发生火灾的原因主要有用火不够慎重、用火的设备不精良、一些设备违反操作、电气设备安装时或使用时不恰当等[3]。

  随着经济和科技的迅速发展,人们的安全防患意识也日渐增强,再加上计算机技术和网络通信技术的普及,人们越来越重视建筑火灾的问题,研制出消防安全领域的自动化火灾控制系统迫在眉睫,所以有很多社会专业相关人员都投入到了消防安全方面的研宄。在这种背景和企业项目的实际需要下,本文设计并实现了在消防控制领域起到核心作用的消防控制图形显示系统。

  在我国相关公安消防法规中,对火灾报警设施和消防控制系统做了严格的规定和要求,使消防设备变得更加标准化和统一化。这样可以通过法律的形式加强人们的意识和各个企业的管理,在对我国的消防系统有关的条规中,也对消防系统控制室做了一些基本功能上的要求。这样有助于在消防安全方面形成一个较为统一的约束,各个消防厂家生产的消防设备能更好的适用于高层建筑的防火系统当中去,也有助于消防事业的发展和进步。

  随着我国经济社会的快速发展和科学技术方面的不断进步,带来了巨大的消防安全. 需求[4],当然这也进一步推动了我国消防安全领域的火灾学科和消防控制技术的迅猛发展。在19世纪末期我国建筑学科和电气自动化控制技术相关方面的发展,我国的火灾控制方面的技术和火灾系统都有了一定程度的发展。在20世纪中期以后,面对我国落后的火灾技术,国家越来越重视火灾研宄,许多专业人员也投入到消防事业中,这些方面使得消防控制的工程与工具渐渐得到了应用。直至20世纪80年代的后期,火灾控制系统模型逐渐研发出现,消防技术也得到了逐步的提高,取得了很大的进步。很长时期以来,我国政府逐渐意识到科学技术在火灾方面的重要性,主要体现在火灾的预防,突发火灾的紧急应对,社会公民的人身财产安全,以及各种公私物资财产损失等方面。我国改革开放时期以来,我国的消防控制学科和控制技术经历很多阶段,由无到有乃至发展到领先,由填补国内的消防安全的空白到赶超许多国家领先的消防技术水平,由理论研宄到真实模拟火灾实验,由国内学校与企业共同努力合作研宄到与多个国家间相互学习合作研宄。这些措施都从根本上一定程度的改变了过去很长一段时间内的中国消防科学技.术事业的薄弱基础,消防设施产品的技术落后,主要依赖于从国外引进消防设备的状态。随着消防事业的发展,一批批消防科技研发人员经过不‘懈的努力,成功研发出许许多多的相关科技成果,这些人组成了一支消防知识非常扎实、创新能力较强和跨多个行业部门的专业型消防安全科技队伍。同时,我国也成功建立了一批相对于其他发达国家较为领先的整套消防实验设施,消防专业研究专业人员进行了不计其数的模拟火灾现场的实验研究,使我国的主要研究领域和方向与国外的研宄领域和方法不再像过去那样差的太多,许多科研成果都不逊于其他消防事业较为发达的国家,并且很大一部分研究成果和技术都己经接近或者达到国际的先进水平相对而言,欧美的一些发达国家的消防事业起步比较早,人力财力投入比较多,发展迅速,火灾安全科学与消防控制体系比较完善。英国的消防科技研究一直处于世界领先水平,英国非常重视提高国民的防火意识,具有重视实验的科学研究的传统,也是一个在消防事业上立足科技创新的国家。比如消防事业比较发达的英国拥有世界上最大的火灾项目试验——卡丁顿项目,这个项目一直是英国的自豪,取得过很多火灾科技突破。

  此外,由于受到骇人听闻的“9·11”事件的影响,英国当时很快提出了国家无线消防通信系统的发展战略[6]。美国的消防设备先进,处于领先水平,也非常重视消防事业的财力和人力的投入,研发出一种创新的消防科技:通过火灾设备检测到灾情,然后通过信号接收器接收火灾设备传输的火灾信息,用以指导火灾现场人员快速离开火灾现场,减少人员伤亡。正如大家所知道的日本是个地震频发的岛国家,所以日本政府每年都将巨额财物和人员投入到消防科技的研究中,同时他们发展自身的基础上也加强了与同样消防需求的美国之间的合作,在现代高层建筑的防火预测控制和防震预测等方面都取得了巨大的成功。日本研制的具有代表意义的消防指示系统是利用哈斯效应(先行音)的消防系统和光闪烁移动指示系统。

Linux操作系统消防控制图形显示系统软件开发:

系统数据库工作原理
系统数据库工作原理

配置完成后的系统界面
配置完成后的系统界面

消防设施信息索引
消防设施信息索引

消防报警信息查询
消防报警信息查询

系统运行命令查询
系统运行命令查询

设备图标显示消防报警状态
设备图标显示消防报警状态

目录

  摘 要
  Abstract
  1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 消防系统的国内外研究现状
    1.3 论文研宄意义及主要内容
    1.4 论文章节安排
  2 开发应用技术基础研究
    2.1 Linux操作系统
    2.2 Qt 与 Qt Creator
      2.2.1 Qt 介绍
      2.2.2 Qt Creator 简介
    2.3 MySQL数据库系统
    2.4 串口通信技术
      2.4.1 串通信协议与数据传输方式
      2.4.2 RS-485 协议标准
    2.5 Linux多线禾呈技术
    2.6 本章小结
  3 图形显示系统的整体分析与设计
    3.1 系统需求分析
      3.1.1 整体架构分析
      3.1.2 系统具体功能分析
      3.1.3 系统其他需求
    3.2 系统软件结构设计
      3.2.1 系统基本模块构成
      3.2.2 系统软件主界面布局
    3.3 系统软件详细设计
      3.3.1 图形信息配置与显示
      3.3.2 SVG矢量图编辑
      3.3.3 系统通信协议的设计
      3.3.4 系统数据库的设计
    3.4 本章小结
  4 系统软件的实现
    4.1 图形配置与显示实现
      4.1.1 消防工程矢量图形的获取和显示
      4.1.2 消防器件配置与状态显示
    4.2 系统数据库的实现
      4.2.1 数据库接口实现
      4.2.2 数据库表的具体实现
    4.3 系统串口通信的实现与配置
      4.3.1 系统串口通信的实现
      4.3.2 系统串口通信的配置
    4.4 系统通信机制的实现
      4.4.1 系统通信协议的实现
      4.4.2 火警事件的处理实现
    4.5 本章小结
  5 系统软件测试
    5.1 测试环境的配置
    5.2 系统功能与性能的测试
      5.2.1 系统功能测试
      5.2.2 系统性能测试
    5.3 本章小结
  结 论
  攻读硕士学位期间发表学术论文情况
  致 谢
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