2024年6月13日发(作者：所运鹏)
·
软件透视
消防智能疏散指示逃生系统
刘小平（重庆三峡职业学院，重庆４０４１５５）
摘 要：现代建筑的高层化 大型化 多功能化及复杂化，为消防应急疏散指示逃生提出了一个新的课题。消防智能疏散指示逃生系统结合
光标、语音、频闪，借助消防报警的火灾信息，从听觉、视觉等感观上引导人们正确逃生。本系统主要采Ｊ￣ＨＴ４６ＲＵ２３２单片机为主控芯片，集成
信号采集、执行电路、辅助控制等模块组成。
关键词：传感器；无线模块；单片机
随着时代的进步，经济、科技的迅猛发展，生活质量的日益
急疏散指示逃生系统。系统方案设计框图如图１所示。
提高及社会老龄化的趋势，建筑楼宇不断追求人Ｉ生化、舒适化，
大量高层特大型建筑，及地下建筑的涌现导致了建筑物的通道
更长、更复杂。现代的建筑已经不再是孤立的个体，错综复杂的
建筑结构，即使在日常行走中，也需借助于标志指示灯或是指
示牌，毋庸说在火灾发生时的混乱局面。烟在火灾发生时，由
于烟雾中有很多二氧化硫、一氧化碳等有毒有害气体，当人吸
入这些气体后，会导致人体缺氧、呼吸困难、思维迟钝。在这种
情况下能保持清醒的时间大约为５０秒左右。加之现代建筑物通
图１ 系统方案设计
道长而复杂，逃生就更困难。智能应急疏散指示逃生系统结合
３硬件模块设计
光标、语音、频闪，借助消防报警的火灾信息，从听觉、视觉等
感观上引导人们正确逃生。对于消防疏散来说，怎样在火灾发
３．１照明指示模块
照明指示模块主要用节能灯和高亮绿色ｌｅｄ灯组成。节能
生时使逃生更安全、更准确、更迅速，正是时代对建筑防灾提出
灯在正常Ｉ青况下运行，高亮绿色ｌｅｄ灯在遇到灾难情况下自动启
的新课题。本设计基于现有的安全设备的不足之处，设计一款
动。如图２所示。
智能应急疏散指示逃生系统在紧急情况（夜晚断电、火灾等）
下通过高亮的蓝色ｌｅｄ灯组成的逃生引导标志投影在地上和语
音提示引导人快速逃离现场；在正常情况下，起到照明灯作用，
并能检测烟雾等气体，及时给出警报。
１系统概述
本系统以ＨＴ４６ＲＵ２３２系统单片机为主控核心，通过光敏传
感器采集光照强度，Ａ／Ｄ转换将光敏传感器采集到的模拟量转
换为数字量，并送到单片机处理，以区分白天和夜晚，自动选择
提供照明；烟感探测器、温感探测器实时监测并传输信号给单
片机处理后实施动态显示相应数值，当数值超过预警值自动通
过无线模块向中控室发出报警信号并启动安全通道引导系统，
通过高亮ＬＥＤ组成的逃生引导路线和语音提示使正在寻找出口
图２照明指示模块
的人们快速找到最近的逃生路线。当有人因为火势太大或者地
震造成逃生通道堵塞而无法逃生时，可通过最近的安全通道紧
图３传感器模块
双向可调标志灯：设置于疏散走道内。具有远程控制指示
急按钮触发求救信号，通过单片机控￥￣ＪＮＲＦ４０１无线发射器，发
方向调整功能，根据火灾烟雾蔓延走势，动态调整疏散指示路
出求救信号和位置坐标，有利于消防员快速找到遇难者，实施
径，，实现避烟、避险疏散。同时具有频闪功能。
救援。
３．２传感器模块
２系统设计
当环境位置位温度或烟雾传感器采集的信号超过上限值
本系统基于ＨＴ４６系列单片机的智能应急疏散指示逃生系
时，ＬＥＤ指示系统与语音提示迅速响应，同时将火灾报警信息上
统，通过对环境光照度、温度、烟雾进行检测，经单片机处理
传给上位机，然后上位机再将火灾信息传递给其他联网终端，
后控￣ＪＬＥＤ显示系统，实时显示各类信息和及时有效处理突发
以便实时指导人群迅速逃离火灾现场。消防智能应急疏散指示
紧急情况。该系统由单片机主控模块、烟雾浓度测量模块、
ＤＳＩ８Ｂ２０温度测量模块、声光报警模块、显示模块和语音模块、
逃生系统为了能够准确检测出当前环境温度值和烟雾浓度值，
从而达到监测火灾的目的，故采用数字温度传感器ＤＳＩ８Ｂ２０￣Ｕ
无线模块等构成的一种高精度、高集成度、超低功耗的智能应
气体传感器ＭＱ－２（用作烟雾传感器）来监测当前环境的温度值
和烟雾浓度值。如图３所示。数字温度传感器ＤＳ１８Ｂ２０与传统的
作者简介：刘小平（１９７１一），女，汉族，重庆市万州人，高级工
程师，研究方向：计算机控制技术。
热敏电阻相比，具有线路简单，体积小的特点。因此用它来组成
一
个测温系统，具有线路简单、成本低的优点，只需要一条线
软件透视·
就可以把很多ＤＳ１８Ｂ２０连接到中央处理器上，可以广泛应用于
环境控制，建筑物、设备或机器内部温度的测量及进程监控与
控制。火灾中气体烟雾主要是Ｃ０２和ｃ０。ＭＱ一２气体传感器能探测
Ｃ０２，ＣＯ，甲烷、煤气等多种气体，具有灵敏度高，稳定性好，响
应恢复特性好等特点，适合于火灾中气体的探测。
３．３无线收发模块
本系统中的上位机和各楼道安装无线收发模块ｎＲＦ２４０１构
成无线传感器网络，实现双向通信。各现场的传感器模块将采
集到的信息通过无线收发模块传送总控室的上位机中实时显
示，同时上位机对信息进行处理并发出控制信号给照明指示、
语音提示等现场设备。其结构如图４所示。
图４无线收发模块图
３．４语音提示模块
该系统采用ＷＴ５８８Ｄ语音模块做为语音核心电路。ＷＴ５８８Ｄ
语音芯片芯片采用语音数据直接在ＳＰＩ—Ｆｌａｓｈ存储器中存储的
技术，下载速度快，并经过Ｄ／Ａ转换后输出。如果有火警等紧急
情况产生时，单片机就发出信号给语音系统，语音系统立刻发
出提示声音以及报警声音，引导人们快速找到最近的逃生路
线。
图５系统流程图
生。消防智能疏散指示逃生系统利用火灾报警系统对于逃生系
４软件设计
软件采用模块化结构设计，主要由初始化程序、主程序、
子程序、中断服务程序等组成。单片机上电后即开始循环执行
与上位机通信的程序，采集环境实时数据信息，当发生火警时
将相应的指示灯打开并高亮显示，同时打开语音模块提示。主
程序流程如图５所示。
统内的所有设备进行二十四小时不间断巡检工作状态，保证设
备时刻处于最佳运行状态。消防报警系统联动，借助于现场收
集到的火警信息，凭借逃生系统的逃生疏散网络，调整所有的
标志指示灯或光标灯，使整个系统处在最佳的逃生状态。
［参考文献］
［１］盛群公司．盛群单片机，《Ｉ／Ｏ单片机使用手册》，第三版（简体中文版）．
［２］李庭贵．《单片机应用技术及项目化训练》，西南大学出版社，２００９年１
５结语
消防报警的火灾信息，从听觉、视觉等感观上引导人们正确逃
智能应急疏散指示逃生系统结合光标、语音、频闪，借助
月．
（上接第５９页）
法。另外，为了提高频谱的利用率，这种载波聚合的带宽并不
法，特别是如何让ＬＴＥ芯片支持多种制式从而保护运营商既往
局限在２０ＭＨｚ，可以大于２０ＭＨｚ，也可以小于２０ＭＨｚ，形式非常灵
投资以及用户的利益。最后，希望这种优势巨大的４Ｇ技术尽快
活。
服在大众中普及，也希望中国乘着ＴＤ－ＬＴＥ—Ａｄｖａｎｃｅｄ技术的发
展契机，领跑全球移动通信市场。
６ ＴＤ—ＬＴＥ通信系统的展望
ＬＴＥ已被作为无线接入网未来的演进方向，越来越多的国
际通信公司积极参与并推动ＬＴＥ的标准化和产业化的进程。到目
［参考文献］
（１１），５～９．
前为止，全球已有６０多个国家或地区近１４０家运营商正在对ＬＴＥ
［１］王迎，龚惠莉．试论ＴＤ—ＬＴＥ技术的未来发展［Ｊ］，移动通信，２００９
进行投资建设，有些专家甚至预测，全球极大可能在ｌ～２两年
２］万彭，杜志敏．ＬＴＥ和ＬＴＥ—Ａｄｖａｎｃｅｄ关键技术综述［Ｊ］，现代电信科
内会掀起ＬＴＥ投资建设的高潮。全球移动用户数量超过５０亿，普
［
及率达Ｎ７５％以上，如此庞大的用户群体，其可观的市场前景可
［３］王竞，王启星，韩璐，崔春风．ＬＴＥ无线链路关键技术探讨［Ｊ］，电信科
想而知。但无可否认，很多技术瓶颈还不能找到理想的解决办
学，２００９（Ｏ１）．
技，２００９（ｏ９）．
2024年6月13日发(作者：所运鹏)
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消防智能疏散指示逃生系统
刘小平（重庆三峡职业学院，重庆４０４１５５）
摘 要：现代建筑的高层化 大型化 多功能化及复杂化，为消防应急疏散指示逃生提出了一个新的课题。消防智能疏散指示逃生系统结合
光标、语音、频闪，借助消防报警的火灾信息，从听觉、视觉等感观上引导人们正确逃生。本系统主要采Ｊ￣ＨＴ４６ＲＵ２３２单片机为主控芯片，集成
信号采集、执行电路、辅助控制等模块组成。
关键词：传感器；无线模块；单片机
随着时代的进步，经济、科技的迅猛发展，生活质量的日益
急疏散指示逃生系统。系统方案设计框图如图１所示。
提高及社会老龄化的趋势，建筑楼宇不断追求人Ｉ生化、舒适化，
大量高层特大型建筑，及地下建筑的涌现导致了建筑物的通道
更长、更复杂。现代的建筑已经不再是孤立的个体，错综复杂的
建筑结构，即使在日常行走中，也需借助于标志指示灯或是指
示牌，毋庸说在火灾发生时的混乱局面。烟在火灾发生时，由
于烟雾中有很多二氧化硫、一氧化碳等有毒有害气体，当人吸
入这些气体后，会导致人体缺氧、呼吸困难、思维迟钝。在这种
情况下能保持清醒的时间大约为５０秒左右。加之现代建筑物通
图１ 系统方案设计
道长而复杂，逃生就更困难。智能应急疏散指示逃生系统结合
３硬件模块设计
光标、语音、频闪，借助消防报警的火灾信息，从听觉、视觉等
感观上引导人们正确逃生。对于消防疏散来说，怎样在火灾发
３．１照明指示模块
照明指示模块主要用节能灯和高亮绿色ｌｅｄ灯组成。节能
生时使逃生更安全、更准确、更迅速，正是时代对建筑防灾提出
灯在正常Ｉ青况下运行，高亮绿色ｌｅｄ灯在遇到灾难情况下自动启
的新课题。本设计基于现有的安全设备的不足之处，设计一款
动。如图２所示。
智能应急疏散指示逃生系统在紧急情况（夜晚断电、火灾等）
下通过高亮的蓝色ｌｅｄ灯组成的逃生引导标志投影在地上和语
音提示引导人快速逃离现场；在正常情况下，起到照明灯作用，
并能检测烟雾等气体，及时给出警报。
１系统概述
本系统以ＨＴ４６ＲＵ２３２系统单片机为主控核心，通过光敏传
感器采集光照强度，Ａ／Ｄ转换将光敏传感器采集到的模拟量转
换为数字量，并送到单片机处理，以区分白天和夜晚，自动选择
提供照明；烟感探测器、温感探测器实时监测并传输信号给单
片机处理后实施动态显示相应数值，当数值超过预警值自动通
过无线模块向中控室发出报警信号并启动安全通道引导系统，
通过高亮ＬＥＤ组成的逃生引导路线和语音提示使正在寻找出口
图２照明指示模块
的人们快速找到最近的逃生路线。当有人因为火势太大或者地
震造成逃生通道堵塞而无法逃生时，可通过最近的安全通道紧
图３传感器模块
双向可调标志灯：设置于疏散走道内。具有远程控制指示
急按钮触发求救信号，通过单片机控￥￣ＪＮＲＦ４０１无线发射器，发
方向调整功能，根据火灾烟雾蔓延走势，动态调整疏散指示路
出求救信号和位置坐标，有利于消防员快速找到遇难者，实施
径，，实现避烟、避险疏散。同时具有频闪功能。
救援。
３．２传感器模块
２系统设计
当环境位置位温度或烟雾传感器采集的信号超过上限值
本系统基于ＨＴ４６系列单片机的智能应急疏散指示逃生系
时，ＬＥＤ指示系统与语音提示迅速响应，同时将火灾报警信息上
统，通过对环境光照度、温度、烟雾进行检测，经单片机处理
传给上位机，然后上位机再将火灾信息传递给其他联网终端，
后控￣ＪＬＥＤ显示系统，实时显示各类信息和及时有效处理突发
以便实时指导人群迅速逃离火灾现场。消防智能应急疏散指示
紧急情况。该系统由单片机主控模块、烟雾浓度测量模块、
ＤＳＩ８Ｂ２０温度测量模块、声光报警模块、显示模块和语音模块、
逃生系统为了能够准确检测出当前环境温度值和烟雾浓度值，
从而达到监测火灾的目的，故采用数字温度传感器ＤＳＩ８Ｂ２０￣Ｕ
无线模块等构成的一种高精度、高集成度、超低功耗的智能应
气体传感器ＭＱ－２（用作烟雾传感器）来监测当前环境的温度值
和烟雾浓度值。如图３所示。数字温度传感器ＤＳ１８Ｂ２０与传统的
作者简介：刘小平（１９７１一），女，汉族，重庆市万州人，高级工
程师，研究方向：计算机控制技术。
热敏电阻相比，具有线路简单，体积小的特点。因此用它来组成
一
个测温系统，具有线路简单、成本低的优点，只需要一条线
软件透视·
就可以把很多ＤＳ１８Ｂ２０连接到中央处理器上，可以广泛应用于
环境控制，建筑物、设备或机器内部温度的测量及进程监控与
控制。火灾中气体烟雾主要是Ｃ０２和ｃ０。ＭＱ一２气体传感器能探测
Ｃ０２，ＣＯ，甲烷、煤气等多种气体，具有灵敏度高，稳定性好，响
应恢复特性好等特点，适合于火灾中气体的探测。
３．３无线收发模块
本系统中的上位机和各楼道安装无线收发模块ｎＲＦ２４０１构
成无线传感器网络，实现双向通信。各现场的传感器模块将采
集到的信息通过无线收发模块传送总控室的上位机中实时显
示，同时上位机对信息进行处理并发出控制信号给照明指示、
语音提示等现场设备。其结构如图４所示。
图４无线收发模块图
３．４语音提示模块
该系统采用ＷＴ５８８Ｄ语音模块做为语音核心电路。ＷＴ５８８Ｄ
语音芯片芯片采用语音数据直接在ＳＰＩ—Ｆｌａｓｈ存储器中存储的
技术，下载速度快，并经过Ｄ／Ａ转换后输出。如果有火警等紧急
情况产生时，单片机就发出信号给语音系统，语音系统立刻发
出提示声音以及报警声音，引导人们快速找到最近的逃生路
线。
图５系统流程图
生。消防智能疏散指示逃生系统利用火灾报警系统对于逃生系
４软件设计
软件采用模块化结构设计，主要由初始化程序、主程序、
子程序、中断服务程序等组成。单片机上电后即开始循环执行
与上位机通信的程序，采集环境实时数据信息，当发生火警时
将相应的指示灯打开并高亮显示，同时打开语音模块提示。主
程序流程如图５所示。
统内的所有设备进行二十四小时不间断巡检工作状态，保证设
备时刻处于最佳运行状态。消防报警系统联动，借助于现场收
集到的火警信息，凭借逃生系统的逃生疏散网络，调整所有的
标志指示灯或光标灯，使整个系统处在最佳的逃生状态。
［参考文献］
［１］盛群公司．盛群单片机，《Ｉ／Ｏ单片机使用手册》，第三版（简体中文版）．
［２］李庭贵．《单片机应用技术及项目化训练》，西南大学出版社，２００９年１
５结语
消防报警的火灾信息，从听觉、视觉等感观上引导人们正确逃
智能应急疏散指示逃生系统结合光标、语音、频闪，借助
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（上接第５９页）
法。另外，为了提高频谱的利用率，这种载波聚合的带宽并不
法，特别是如何让ＬＴＥ芯片支持多种制式从而保护运营商既往
局限在２０ＭＨｚ，可以大于２０ＭＨｚ，也可以小于２０ＭＨｚ，形式非常灵
投资以及用户的利益。最后，希望这种优势巨大的４Ｇ技术尽快
活。
服在大众中普及，也希望中国乘着ＴＤ－ＬＴＥ—Ａｄｖａｎｃｅｄ技术的发
展契机，领跑全球移动通信市场。
６ ＴＤ—ＬＴＥ通信系统的展望
ＬＴＥ已被作为无线接入网未来的演进方向，越来越多的国
际通信公司积极参与并推动ＬＴＥ的标准化和产业化的进程。到目
［参考文献］
（１１），５～９．
前为止，全球已有６０多个国家或地区近１４０家运营商正在对ＬＴＥ
［１］王迎，龚惠莉．试论ＴＤ—ＬＴＥ技术的未来发展［Ｊ］，移动通信，２００９
进行投资建设，有些专家甚至预测，全球极大可能在ｌ～２两年
２］万彭，杜志敏．ＬＴＥ和ＬＴＥ—Ａｄｖａｎｃｅｄ关键技术综述［Ｊ］，现代电信科
内会掀起ＬＴＥ投资建设的高潮。全球移动用户数量超过５０亿，普
［
及率达Ｎ７５％以上，如此庞大的用户群体，其可观的市场前景可
［３］王竞，王启星，韩璐，崔春风．ＬＴＥ无线链路关键技术探讨［Ｊ］，电信科
想而知。但无可否认，很多技术瓶颈还不能找到理想的解决办
学，２００９（Ｏ１）．
技，２００９（ｏ９）．