基于物联网的楼栋火灾监测与逃生引导系统项目申请书
1. 项目概述
1.1 项目背景
1.1.1 城市化进程中消防安全面临的问题
- 随着城市化进程的加快，高层建筑数量的增加，消防安全问题日益突出。
- 居住场所火灾频发，严重威胁到国民的身心与财产安全。
- 现有的家庭火灾监测系统对于高层建筑和公共场所的火灾预警和应对措施相对薄弱。
1.1.2 消防安全规划的发展
- 根据《“十四五”国家消防工作规划》，需要全面加强和改革消防工作，提升火灾防控和综合应急救援能力。
- 规划强调了构建全社会消防安全环境的必要性。
1.2 项目目的
1.2.1 研究重点
- 提升家庭火灾监测与报警的准确性和及时性。
- 快速感知并准确掌握整栋楼的火势情况，及时推送最优逃生指引，确保居民安全疏散。
1.2.2 现有系统不足
- 实时火灾风险监测与预警的缺失。
- 火灾动态分析的不足。
- 预警信息发布系统的不完善。
- 逃生路线规划的局限性。
1.3 项目内容
1.3.1 研究内容
- 火灾监测技术研究。
- 火灾动态分析与预测模型。
- 预警信息发布系统。
- 逃生路线规划。
- 灭火和逃生设备指导。
1.3.2 技术路线
- 软件部分：需求调研、方案设计、项目立项、视觉规划、程序开发、集成测试、验收上线、后期维护。
- 感知节点设计：火灾监测原理研究与传感器选型、单片机选型与电路设计、单片机软件设计、无线网络模块选型、串口通讯、网络模块程序开发。
- 网关部分设计：网络模块、与感知节点通信设计、感知节点信息汇总、与服务器通信设计、网关模块程序开发。
1.4 创新点与项目特色
- 小区大楼内多传感节点信息汇总，后台智能分析。
- 信息推送与逃生指引。
- 节点测量频率调整。
1.5 技术路线、拟解决的问题及预期成果
1.5.1 技术路线
- 软件部分：需求调研、方案设计、项目立项、视觉规划、程序开发、集成测试、验收上线、后期维护。
- 感知节点设计：火灾监测原理研究与传感器选型、单片机选型与电路设计、单片机软件设计、无线网络模块选型、串口通讯、网络模块程序开发。
- 网关部分设计：网络模块、与感知节点通信设计、感知节点信息汇总、与服务器通信设计、网关模块程序开发。
1.5.2 拟解决的问题
- 系统架构、合理安排前端开发与后台交互的工作任务。
- 信息不足的逃生困难。
- 火灾扩散情况不明。
- 物业、消防知情较晚。
1.5.3 预期成果
- 制作一个可以实时查看楼道、房间内温度、烟雾量的微信小程序。
- 一个后台管理系统。
- 制作一个具有实时探知环境温湿度、烟雾浓度、火焰产生红外线情况并能将自身传感数据上传且接受指令的物联网感知层节点系统。
- 制作一个能统合感知层节点信息，与服务器连接上传数据、接受数据并分发给下层的传输层节点。
1.6 项目研究进度安排
1.6.1 软件方面
- 2024.03-2024.06：制作软件设计图、整理和处理数据以及相关资源。
- 2024.07-2024.08：根据设计图，写出前端页面。
- 2024.09-2024.11：编写后端程序。
- 2025.03：对已实现的软件的功能和性能完成测试，进行后期程序的升级和新功能的开发。
1.6.2 硬件方面
- 2024.03-2024.06：传感模块、微处理器、无线模块选型，硬件电路设计。
- 2024.07-2024.08：测试节点功能。
- 2024.09-2024.11：测试系统功能，优化系统设计，优化性能。
1.7 已有基础
1.7.1 研究积累
- 查阅了相关资料，了解了当下火灾发生逃生情况不理想的的原因，与指导老师交流确定了项目主题以及可行性。
- 具有编程基础，掌握了C语言，Java以及javascript等编程语言。
- 学习了Springboot + Spring + SpringMVC+ MybatisPlus + SpringSecurity + SpringCloudAlibaba等后端框架。
- 掌握了Linux系统以及Mysql数据库的基本使用方法。
- 实践过云服务器的项目部署。
1.7.2 技术掌握
- 查阅了相关资料，对现有的火灾预警系统进行了了解。
- 学习了电路与电子技术，基于STM32的嵌入式开发，传感器与测试技术。
1.8 条件与解决方法
1.8.1 条件具备
- 确定了软件的基本功能以及相应的模块，明确了研究方向。
1.8.2 技术缺陷
- UI设计相关的技术缺陷问题。
- 物联网的通信协议了解尚不足。
- 选用的无线传感模块的Arduino开发环境，以及网关节点通过4/5G连接服务器的实现还需学习。
1.8.3 解决方法
- 团队成员会互相帮助，查阅资料，学习Photoshop等软件的使用，完成UI的设计。
- 与指导老师交流探讨，完善技术上的不足之处并解决可能会出现的其他问题。
