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作品名称：智慧机房火灾预警与自动消防巡检系统
学校名称：西安交通工程学院
参赛队伍：匠心筑梦
队伍编号：220386
参赛学生：杜奕暄罗胡瑜王锦轩
指导老师：黄宏彬王新焕
投票日期：2025年10月10日 00:00->2025年12月15日 00:00
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详细说明

智慧机房火灾预警与自动消防巡检系统作品介绍本作品是一套基于STM32微控制器的智能化机房消防解决方案，融合多传感器监测、自主巡检、自动灭火与声光报警功能，专为计算机房、数据中心等高价值设备环境设计，实现火灾“早发现、快响应、精准处置”的全流程无人化防护。一、作品背景与意义随着数字化时代的深入，计算机房作为数据存储与业务运行的核心枢纽，设备密集、线缆复杂，火灾风险具有“危害大、蔓延快、扑救难”的特点。传统人工巡检存在效率低、易疏漏的不足，固定消防设施又可能对电子设备造成二次损伤。本作品通过嵌入式技术与智能控制的深度结合，打造“巡逻-监测-报警-灭火”的闭环系统，弥补传统消防模式的缺陷，为机房提供低成本、高可靠性的无人化消防防护，有效降低火灾对数据资产与硬件设备的威胁。二、技术架构与核心组件作品采用“感知层-控制层-执行层”三层架构，各模块协同实现全功能闭环： 1. 感知层（多传感器监测）火焰传感器：实时检测红外火焰信号，响应时间＜0.5秒，精准识别明火；烟雾传感器：监测烟雾浓度，对早期火灾隐患（如线路老化、设备过热）提前预警；红外避障传感器：探测前方50-100cm障碍物，避免巡检时碰撞机房设备；循迹模块（3路红外）：识别预设黑色巡航线，引导系统沿规划路线自主巡逻。 2. 控制层（STM32核心控制）以STM32F103C8T6为核心，集成： ADC模数转换模块：将火焰、烟雾传感器的模拟信号转化为数字量，实现精准阈值判断； PWM脉冲调制模块：控制电机转速与转向，实现灵活巡检； GPIO数字输入输出：驱动继电器、蜂鸣器、LED灯等执行部件，完成灭火与报警动作。 3. 执行层（动作与报警）灭火模块：由继电器控制气泵，喷射干冰/惰性气体等无腐蚀性介质，避免损伤电子设备；巡检驱动模块：双直流电机驱动底盘，通过转速差实现前进、左转、右转与停车；声光报警模块：蜂鸣器与LED灯联动，在火灾、障碍等异常时发出警示。三、核心功能与创新点 1. 自主循迹巡检系统沿机房预设黑色巡航线自动行驶，通过3路循迹传感器实时校准路线： - 中路检测到黑线时直走，左/右路检测到黑线时转向，无黑线时自动停车报警，确保机房关键区域（如服务器机柜、电源柜）无死角覆盖。 2. 多维度火情监测与自动灭火双重监测：火焰传感器识别明火，烟雾传感器捕捉早期隐患，避免单一传感器的误报/漏报；自动处置：当火焰强度低于阈值（表示存在明火）时，系统立即启动气泵灭火，火焰消失后自动关闭，全程无需人工干预。 3. 智能障碍避让巡逻中检测到前方障碍物时，系统紧急停车并声光报警，2秒后尝试微调方向避障；若障碍持续存在，将持续报警直至人工干预，保障巡检安全。 4. 创新设计亮点模块化架构：各功能模块独立封装，便于维护与扩展（如后期可增加温湿度传感器、无线通信模块）；低成本高效能：基于STM32通用硬件，总成本控制在500元以内，却实现工业级消防系统的核心功能；场景适配性：尺寸小巧（30cm×20cm×15cm），可灵活穿梭于机房机柜间隙，无需改造现有环境。四、应用价值与展望本作品在机房消防领域具有显著的*实用价值：替代人工巡检，降低80%人力成本，实现24小时不间断值守；火灾响应时间≤10秒，大幅提升初期火情的处置效率，减少设备损毁与数据丢失风险；适配各类机房布局，部署成本低、操作简单，尤其适合中小企业数据中心、科研实验室等场景。未来可进一步升级远程监控功能（如WiFi模块接入云平台）、多路线规划（通过RFID标签切换巡检路径），或拓展至工业控制室、档案馆等其他高价值场所的消防防护。本作品通过技术创新与场景深耕，为机房消防提供了“智能、高效、经济”的新范式，是嵌入式技术在工业安全领域的典型应用成果。