【摘 要】
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电气柜火灾时常发生,一旦发生易造成严重损失,因此电气柜火灾的预警技术及其实时防控技术成为当前的一个研究热点。本文以低压电气柜作为研究对象,旨在研究一套能够实现低压电气柜内火灾早期预警的在线监测系统。本文主要研究工作如下:（1）通过对火灾发展的特点和电气柜内主要的火灾原因进行分析,采用多传感器融合的方案,对低压电气柜内的CO浓度、CO2浓度、温度和剩余电流四个特征参数进行实时监测,并围绕这四个特征参
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电气柜火灾时常发生,一旦发生易造成严重损失,因此电气柜火灾的预警技术及其实时防控技术成为当前的一个研究热点。本文以低压电气柜作为研究对象,旨在研究一套能够实现低压电气柜内火灾早期预警的在线监测系统。本文主要研究工作如下:（1）通过对火灾发展的特点和电气柜内主要的火灾原因进行分析,采用多传感器融合的方案,对低压电气柜内的CO浓度、CO2浓度、温度和剩余电流四个特征参数进行实时监测,并围绕这四个特征参数建立预警模型。通过分析系统的实际需求,设计了基于多数据采集节点-云服务器-远程实时监控客户端架构的火灾预警实验系统。（2）通过分析电气柜火灾发生是随时间不断累积演变而成这一特点,选择了适于处理时序数据的LSTM算法来进行火灾概率的预测。该算法能够根据输入的CO、CO2和温度三个时序数据,对当前的火灾概率进行评估。为了提高火灾预警的准确性,本文在进行预警模型建模时还引入了剩余电流,将剩余电流结合已有的火灾概率进行模糊推理,共同决策出火灾预警等级。（3）根据系统的整体需求完成了硬件部分的选型,并围绕STM32F407系列单片机设计了硬件电路。通过对比不同的通信方案和嵌入式软件架构,选择了更适合本系统的基于HTTP的通信方案和带实时操作系统的嵌入式软件架构,同时基于RT-Thread实时操作系统完成了嵌入式软件的设计。（4）选择了基于C/S架构的远程监控软件设计方案,并利用阿里云轻量服务器承载和计算主要数据,实现柜内特征参数的远程实时监测。设计了服务器双机热备和服务器之间的数据共享功能,解决了服务器向数采节点发送控制指令的问题。对上位机监控客户端的整体结构做了规划,并在VS2017开发环境下基于C#语言对监控客户端各个功能进行了实现。搭建了电气柜火灾预警仿真模拟实验平台,通过实验平台,实验验证了本文所设计的预警系统软硬件功能的完整性,为后续进一步的应用研究奠定了研究基础。
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