1. 研究目的与意义
伴随我国城市化建设步伐的加快，城市地面交通拥堵成为了不得不解决的问题。地铁不仅具有方便、节能、不占用道路空间等优点，而且其较高的运行速度能大大缩短出行时间，已逐渐成为许多城市出行的主要交通方式。但是，地铁每天客流量巨大，如果发生火灾，将导致重大生命财产损失，对公共交通出行安全和社会稳定产生巨大影响。并且，由于地铁属于地下建筑布局，有密闭空间且电路系统复杂，地铁火灾具有火势蔓延快、疏散难度大以及扑救困难的特点。在此背景下，如何消除处于萌芽状态的地铁火情成为当务之急。本课题基于单片机的地铁防火灭火控制系统设计，对地铁的特性以及自动灭火系统的应用进行有必要的分析和研究，尽可能地遏制初期火灾，这将大大提高城市地铁系统的安全系数，最大程度上保护地铁内的财产和乘客、工作人员的人身安全。
2. 研究内容和预期目标
本课题采用单片机为主控器，运用光电烟雾探测器、紫外火焰探测器、点型温度火灾探测器等组成多传感器融合相结合的火灾检测与报警系统，对地铁防火灭火控制系统进行研究设计。本设计中的地铁防火灭火系统根据主要功能可以划分为：探测器火灾报警、火灾判定与报警、信息联动及灭火控制三个部分。
探测器火灾报警方面，对于其可靠性、灵活性进行研究分析，保证其在高温、高压环境下能够正常工作不被损坏，及时将准确可靠的信息传递至下一控制环节。这对于火灾初期的控制起到至关重要的作用。本课题将探讨如何达到这样的设计要求，对于探测器的选用以及保护进行研究。
火灾判定与报警方面，对于火灾情况的判定，譬如范围、温度以及火灾成因进行判别，有利于地铁内人员的疏散以及后期消防部门快速准确采取针对性的扑救方案。这就要求该系统判定速度快、报警及时。在对判定和报警装置设计时，也应考虑其需要在极端条件下正常工作，对其保护装置进行设计。
3. 研究的方法与步骤
本课题将采用文献研究法、实证研究法、模拟法、功能研究法以及探索性研究法对于基于单片机的地铁防火灭火控制系统设计进行探讨和研究。
1.研究关于单片机以及模拟电子信息技术的相关文献，对于该防火灭火控制系统进行学习和设计，再基于已有的防火灭火技术进行了解和总结，形成整个系统的设计。
2.形成设计方案为检测-判别-报警-控制的系统流程。软件方面，软件模块分为三大类：（1）火灾信号判别模块：判别火灾范围与种类；（2）报警与信息联动模块：火灾报警与信息传输；（3）灭火装置控制模块：控制相应灭火系统对火灾进行控制。该系统的软件采用Matlab进行编写再导入单片机实现控制功能。硬件方面，（1）采用光电烟雾探测器、紫外火焰探测器、点型温度火灾探测器等组成多传感器模块，对火灾范围、种类进行判定；（2）利用单片机形成系统控制模块，控制整个系统的正常工作；（3）使用声光报警器与惰性气体灭火系统、细水雾灭火系统、七氟丙烷灭火系统形成报警与控火模块，实现最终报警和控制功能。该硬件系统先使用NI Multisim软件进行仿真设计与虚拟实验，再购买相应装置组装完成原型机并进行调试。
4. 参考文献
[1]王朱劳.模拟电子技术及应用[M]. 西安：西安电子科技大学出版社，2007：10.
[2]吕国泰 白明友.电子技术（第 4 版）[M]. 北京：高等教育出版社，2013：9-10.
[3]陈广泰,李争,陆梦羽,等.轨道交通车辆火灾防控系统关键技术与标准[J]. 机车电传动，2020(05):41-44.
5. 计划与进度安排
2024年1月11日－2024年2月28日 查阅相关文献资料了解课题研究内容和研究思路，完成外文翻译工作；
2024年3月1日－2024年3月8日 分析地铁防火灭火控制系统的设计原理及要求，制订系统总体方案；
2024年3月9日－2024年3月30日 系统主要元器件选型及硬件电路设计；
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