基于CANOPEN的智能消防水炮系统设计

CANopen是基于CAN(Controller Area Network)开发的应用层协议。本文在分析CANOPEN协议的基础上,针对智能消防水炮的通信需求,着重介绍了智能消防水炮系统通信部分的设计与实现。其中主要包括智能消防水炮网络中各个节点的硬件接口的设计,节点的对象字典和通信模型的建立。并通过消防炮系统的试运行,验证了系统通信的高效性和可靠性。     

基于红外阵列传感器的火源定位方法

针对现有的自动消防水炮产品普遍存在火源定位时间长、定位精度低等问题,提出了一种基于红外阵列传感器的火源快速定位方法。在火灾发生时,利用红外热成像技术获取火源的红外图像,采用重心算法对火源重心坐标进行计算,并根据火源重心与图像中心的偏差对消防水炮进行反馈控制,实现火源精准快速定位。在此基础上,搭建了消防水炮实验平台,并对火源定位方法进行了实验验证。实验结果表明,本文提出的方法可有效提高消防水炮火源定位的效率和精度,同时还能为其他的视觉跟踪应用提供技术参考。     

基于双核的视频智能消防水炮设计

随着大空间公共建筑越来越多,传统的喷洒水灭火已满足不了需求,这些场所的消防安全也显得日益突出。针对现有自动消防炮灭火装置存在大多采用红外传感器作为火源探测元件,易受环境气流影响,导致灭火准确性降低。为此,采用红外视频探测方式,基于双核处理方式实现视频智能消防水炮。着重介绍了视频智能消防水炮工作原理,进行硬件电路结构设计和软件设计,并提出射流分段补偿方法。试验结果表明,所研制的水炮基于视频识别火源跟踪定位和射流分段补偿方法,提高了灭火定位的准确性；基于双核的工作方式,保证了水炮检测火源时效性。该水炮既能满足大空间场所设计要求,同时又能满足国标要求,为大空间场所和野外灭火提供了新的灭火设备选择。     

图像型火灾空间定位研究

大空间火源的空间位置的定位是火灾自动探测和自动扑救中间的重要环节。在分析火灾图像和以往图像型火灾空间的相关定位技术基础上,根据计算机视觉原理,利用固定在自动消防水炮末端的单一CCD摄像头随水炮旋转扫描时的角度、位移变化,将CCD摄像头在不同位置所拍摄的图像中火源图像坐标和火源的空间坐标建立联系,利用极线几何扫描式单摄像机空间定位原理实现了火源空间位置的自动定位。     

脉冲防暴水炮运动参数仿真研究

研究增大脉冲防暴水炮的有效射程问题,脉冲防暴水炮是用于处置群体性骚乱事件的大型非致命武器装备,在实战中发挥了重要作用。为改善防暴水炮射程和刺激剂雾化效果,就需要对脉冲防暴水炮的运动参数进行优化设计。通过建立数学模型,然后运用FLUENT流体仿真软件进行运动仿真,最后结合Tecplot后期处理软件的分析,得出了初始压力、初始水量、初始射角等运动参数对水炮射程及雾化效果的影响。在综合各种因素的基础上选择出最佳初始压力和最佳水量,仿真效果比较有效,为设计提供了依据。     

锥形发射管脉冲防暴水炮雾化过程的仿真研究

研究防暴水炮优化雾化效果问题,采用流体力学和空气动力学理论,建立了脉冲水炮外流场数学模型.在VOF和LES模型相结合的基础上,将发射管形状由圆柱形改变为锥形,并利用OpenFOAM软件对近喷口流场进行了数值仿真。通过研究发现锥形发射管在雾化效果和射程上均优于圆柱形发射管,并通过对锥形发射管近喷口流场雾化形态、雾化角、速度云图的仿真、分析,确立了锥度为α=87.74°的发射管较为合理,为脉冲水炮进一步优化提供了借鉴意义。     

防暴水炮刺激剂破碎仿真研究

研究非致命性武器防暴水炮问题,刺激剂破碎雾化后能提升防暴水炮的作战性能.对防暴水炮进行研究能较清晰地看到刺激剂的破碎过程,为有利于进行破碎机理分析,提出采取大涡模拟(LES)和流体体积函数(VOF)相耦合的方法对气液两相流场在Open FOAM平台上进行仿真.仿真结果表明:初始扰动使液体表面产生不稳定波,随着扰动加剧,不稳定波迅速增长,并最终导致了液体的破碎.用不稳定性理论表示液滴的破碎参数,证明KH-RT模型能较好地实现防暴水炮气液两相流的破碎过程.     

提高自动灭火水炮精度的一种方法

在现有的自动灭火系统的基础上，提出增加水炮灭火效果反馈系统。在反馈系统中，通过用图像模式识别的方法来获取水炮喷射点的坐标，与火焰坐标相比较，进而达到快速、准确灭火的目的。     

消防机器人行走控制系统的设计与实现

近年来火灾事故频发,消防人员的安全问题无法保证,“机器换人”这一理念是处置火灾救援的一个重要手段和发展趋势,消防机器人的研发在有效救援的基础上能保护消防人员的安全;针对火灾现场的环境复杂性,设计了消防机器人的行走控制方案,通过设计电机驱动系统的硬件电路与针对行走控制系统进行MATLAB模拟仿真,实现并优化了消防机器人的越障及转弯功能;主要对电机驱动部分及整个系统软件流程进行设计;通过测试,验证了行走控制方案的可靠性。     

恒压变频供水系统的设计与研究

为了确保在生活生产和消防状态下,供水系统能够可靠高效地稳定运行,设计一套以可编程逻辑控制器PLC为控制核心,结合变频调速技术、PID调节和压力传感等技术的自动恒压变频供水系统。该供水系统可以根据用水负荷自动快速调节水泵电机转速和增减水泵电机投入运行的台数来实现恒压供水。该系统能够保证当处于生活供水状态时保持低恒压值运行,而当处于消防供水状态时保持高恒压值运行。该系统选用西门子S7-200、风机水泵专用型变频器Micro Master430、压力传感器等,采用MCGS组态软件对该系统进行测试。经试验表明,该供水系统能够有效地避免人为操作复杂性和不可靠性,达到提升供水品质和节能高效的目的。     

警用脉冲防暴水炮管外动力过程数值模拟

为研究脉冲防暴水炮发射后在管外的动力过程,在Open FOAM软件上利用LES和VOF相耦合的方法对脉冲防暴水炮气液两相流流动过程作数值模拟。对水炮发射过程及其在距端口1.5m范围内的压力分布和速度分布做了分析。用SAMPLE软件对流场数据进行了采样,得到了用其它手段难以获得的数据。模拟表明,液柱形状急剧变化,首先形成蘑菇形,接着被压缩成半球形,在球形内部压力的作用下,半球形液弹被压缩成弧形。压力的作用距离集中在距端口300mm范围内,并很快降到了0.4MPa以下,其间因为压力有一个二次突然释放的过程,造成了二次喷射现象。速度是一个急剧先增加后减小的过程。所采用的圆柱式喷嘴使压力和速度下降太快,不利于提高水炮射程,需要改用其它类型的喷嘴。     

基于图像处理的射流闭环控制方法

射流闭环控制技术是水炮实现对目标准确打击和持续打击的重要方式。在仅考虑重力和空气阻力的影响下，提出一种射流闭环控制方法。该方法通过几何运算和建立射流运动轨迹模型的方式分别对水炮的水平角和俯仰角进行初步调整。在图像处理的基础上设计一种对水炮打击角度的二次调整方法，并通过大量模拟实验验证了该方法的可行性。实验表明，该方法能够根据目标方位对射流角度进行实时动态的调整，具有很高的准确性和实时性。     

基于SOA架构的派出所消防信息管理系统设计与实现

以消防业务信息标准化、提高消防单位管理能力为目标,提出了派出所消防信息管理系统的理论框架,并且分析了其技术特点。结合SOA架构和消防业务,对派出所消防管理业务功能流程和数据结构进行了分析,设计了适合派出所使用的消防信息管理系统。     

DSP在现代电力电子与交流电机控制系统中的应用

以TI公司的DSP为主线回顾了DSP在现代电力电子与交流电机控制系统中应用的发展历程,介绍了新一代电机控制专用DSP及其相关技术的现状,以全数字化电机控制平台为例说明其典型应用,并对DSP在现代电力电子与电机控制领域的发展方向提出展望。     

基于ARM7的城市火灾报警智能监控网络

介绍了城市火灾报警智能监控网络的设计,以消防主机收发器为网络接点,将重点消防单位的消防主机与消防支队网络中心联接,实现对联网的消防主机24小时实时监控,达到城市消防管理智能化、网络化。详细介绍了基于ARM7嵌入式系统开发的消防主机收发器的设计与实现。     

锥形炮管结构参数的优化设计

关于防暴锥形炮管结构优化问题,为了提高脉冲防暴水炮射流轴向速度矢量比,增强流形稳定性等,采用相比传统的圆柱形炮管具有很大优势的锥形炮管,通过合理的选择锥形炮管的结构参数来提高脉冲防暴水炮技战术性能。通过建立压力方程、气体做功方程和水柱加速度方程,并在Fluent流体仿真软件进行仿真分析。确定了在锥形炮管大端直径D=64mm的情况下,出口直径d=38mm时所获得初始射流的综合性能最好的效果,为设计系统提供了依据。     

赖育煌作品

正作品名称:云浮消防队徽设计设计说明:云浮消防队徽是以云浮最具特色的石头,灭火器与橄榄枝叶共同组成,应用于徽章、服装、设备、车辆等各类消防装备及物资的制作需要。展现了"扎根山区为消防,忠诚履责敢担当"为主题的云浮消防部队形象,并突出云浮消防部队以"采石之人、逢山开路、遇水搭桥"的实干精神,体现了云浮石材文化与云浮消防两者之间的相辅相成。     

基于ARM7的城市火灾报警智能监控网络

介绍了城市火灾报警智能监控网络的设计,以消防主机收发器为网络接点,将重点消防单位的消防主机与消防支队网络中心联接,实现对联网的消防主机24小时实时监控,达到城市消防管理智能化、网络化.详细介绍了基于ARM7嵌入式系统开发的消防主机收发器的设计与实现.     

三维虚拟无刷直流电机动态仿真方法研究

针对目前电机CAD软件直观性和交互性不强,本文设计了一个无刷直流电机(BLDCM)虚拟设计平台,将三维虚拟电机系统动态仿真引入到电机设计中。本系统采用3ds Max三维建模软件建立无刷直流电机系统仿真的虚拟场景,将电机系统虚拟仿真所需的数据存储在Microsoft SQL Server2005中以实现数据的共享,并使用OpenGL图形库对电机系统的三维模型进行重绘并控制以反映电机的实际运行状况。该软件提供了一个可视化的电机系统仿真环境,为电机设计的可靠性提供直观有效的依据。     

具有时间跟踪功能的消防管理信息系统

以－消防管理信息系统为实例,论述新型的网络信息系统的构成及设计中的关键技术,并介绍了在该管理信息系统中,满足消防管理听 关键性问题－时效性问题的方法－时间跟踪技术的实现。