彭佳怡
（吉林大学珠海学院 广东 深圳 518100）
摘要：近些年，随着人民生活水平普遍提高，人们的购车需求日渐提升。使用汽车过程中，由汽车自燃造成的火灾事故屡见不鲜，给我们造成了巨大损失。汽车火灾事故的出现一般没有先兆，一旦发生自燃便不可逆。本文基于ARM微处理器控制的基础分析了预防机车火灾的多种方案，总结出合理方案以预防其火灾，提出了一种新颖性高的汽车自燃灭火系统，最大程度保护了汽车和车内人员的安全，同时减少经济损失。
关键词：汽车自燃；ARM微处理器；语音报警；灭火装置
1引言
近年来我国内燃机车发生的火灾现象依旧较为严重，尤其在内燃机车内，行车时内部温度比较高，起火现象往往会经常发生。仅2014年前四个月以来已有数十台汽车的自燃事故见诸报道，给驾驶员、旅客带来了巨大损失。故对如何预防汽车自燃，已成为日益遑急的课题。汽车发生自燃，主要有以下原因：一是发动机舱温度过高；二是线路老化或短路；三是燃油走漏。针对以上原因，嵌入式报警已成为汽车自燃时的必须装置。
2基于ARM嵌入式系统的发展现状
2.1 ARM处理器的发展及基于ARM控制的特点
ARM架构是32位精简指令集（RISC）处理器，目标是高性能、低成本、低耗电、适用于移动通信等领域，被广泛用于嵌入式系统中。
基于ARM嵌入式系统的应用领域是传统计算机无法涉足到的。通用计算机运行的软件是由用户选择的，而嵌入式系统的软件通常是下载到存储器中临时不变的。基于ARM的嵌入式系统功能要求较低从而系统的硬件得到简化，降低成本。而软件不管是创建原型还是测试、修改，较硬件来说都较容易，且设计灵活性强。
2.2嵌入式技术发展现状
嵌入式系统对常规计算机系统的软件以及硬件进行裁剪定制，其功能特点以及功耗要求等都与日常PC不同,是一种特用的计算机系统。嵌入式系统集合了计算机、半导体、电子等多种技术的优点，体积小、便携式且功耗低，也具一定的定制性，有较长生存周期。
嵌入式系统的发展经历了四个阶段:
第一阶段，单片机时代。此阶段直接编写汇编程序写入单片机，外围用户接口有限。
第二阶段:微型控制器阶段。在此阶段微处理器的计算能力得到较大提升，编程具有对象化的特征，计算效率也显著提高。
第三阶段:片上系统阶段。整个嵌入式系统具有良好的兼容性，且操作系统更为强大且灵活。
第四阶段:互联网嵌入式系统阶段。嵌入式处理器集成了诸多网络接口，同时各种嵌入式系统也被应用于互联网的环境之中。
嵌入式系统应用于方方面面之中，到了物联网或者互联网化的今天，各种嵌入式系统组成了网络，系统之间通过网络及数据接口相互协调，组成了功能更为强大的物联网系统。
3汽车自燃报警及灭火系统设计概述
汽车自燃现象普遍发生，为解决汽车火灾悲剧，通过分析火灾自燃原因从而得出汽车自燃初期的可检测的相关参数，利用多种传感器检测汽车自燃初期的火灾情况，同时为提高检测的准确性实施多级报警，在确认报警状态后实现灭火系统的灭火功能，从而预防汽车自燃时火势的蔓延。
3.1处理器方面的设计分析
汽车自燃初期时发动机舱的温度会急剧升高同时烟雾以及可燃气体浓度会急剧上升，可通过相应传感器对相关指标进行检测即可多方位探测汽车火灾发生情况。
3.1.1 温度传感器
可用温度传感器监测汽车自燃初期的温度情况，本系统温度采集模块的设计首先要解决温度传感器选择的问题。
NTC温度传感器缺点主要是由于半导体材料本身和生产工艺的问题，导致热敏电阻的特性具有具有不同的温度系数和动态性能，同一批温度传感器的互换性比较差。DS18B20温度传感器所选择的处理器可以很方便的处理模拟信号，但应用数字温度传感器时会增加一定代码长度。
而PT100温度传感器优越的线性特性是在信号的标定中更方便，在精度和稳定性上要求较高的机车防火系统中更倾向于PT100温度传感器。
3.1.2 CO传感器
也可利用CO传感器探测汽车自燃初期的情况从而判断火灾是否发声；通常情况下CO气体在空气中的含量极低，但发生火灾时每种物质基本都含有碳的成分，燃烧均产生CO气体，在阴燃阶段的火灾表现更明显，因此CO传感器是探测火情的有效方法。
3.1.3 烟雾传感器
可利用烟雾传感器对汽车自燃初期进行烟雾检测。研究常见的烟雾传感器如下：
a.离子式烟雾探测器。根据电压变化的程度判断是否发出警报。
b.吸气式烟雾探测器。利用探测主机内部的灵敏度较高的烟雾探测腔，检测空气样品中的烟雾颗粒浓度。
c.光电式烟雾探测器。火灾发生时，实现烟雾信号到电信号的转变后，结合一定探测算法，即可作出是否发生火灾的判断，检测较为准确。
故选用光电式烟雾探测器检测烟雾浓度为最佳方案。
3.2主控制器的选择
目前主控制器的选择有三种：单片机、ARM、DSP：
a.单片机。硬件技术较成熟，软件语言汇编较简单，不涉及操作系统，数据处理功能较弱，不适用于复杂的系统。
b.ARM。ARM处理器已较成熟，资源较丰富，具有速度快，性能强，功耗低，价格低，体积小的特点。
c.DSP。即数字信号处理器，编译效率高，体积较小，执行速度较快，但中断处理、位处理不如单片机与ARM。专用性强，通用性没有ARM广泛。
综上所述，ARM微处理器是作为主控制器的最佳方案。
3.3报警功能设计分析
当传感器感应到火灾发生时可通过智能报警提醒驾驶员，为提高探测火灾的准确性研究常利用声光报警进行多级预警或语音芯片录用语音进行语音报警播报发生火灾的准确地点：
a.声光报警。选用蜂鸣器作为声报警器，但蜂鸣器无法准确告知着火地点，检测精度有待加强。
b.语音报警。通过语音芯片使语音模块能够将预先录入其中的语音段在一定的指令下进行播放，准确的告知发生火灾具体地点，在播报语音前设有预警状态，若判断错误语音报警则不开启，反之开启，更精确地检测火灾发生的准确性。
综上所述，设有预警状态与报警状态的语音报警功能可更准确的告知火灾发生情况。
3.4灭火装置材料分析
研究时常用气体灭火装置内根据充装的灭火剂主要有以下几种：
a.二氧化碳灭火剂在常温条件下为气相，一般储存在高压瓶中，适合用于扑灭汽车会发生的A、B、C、E类四类火灾，但所需环境条件过于严苛，难以适应机车内高温环境。
b.七氟丙烷灭火剂通常呈液态贮存于高压气瓶中，适合用于扑灭汽车会发生的A、B、C、E类四类火灾，但所需环境条件过于严苛，难以适应机车内高温环境。
c.IG-541混合气体灭火剂一般贮存于高压气瓶中，适合用于扑灭汽车会发生的A、B、C、E类四类火灾，但所需环境条件过于严苛，难以适应机车内高温环境。
d.热气溶胶灭火剂分为K型与S型。K型含有大量易吸湿的钾离子，会形成一种导电物质对电器设备造成损害；S型不易形成导电物质且可在常压下储存，故最佳方案为使用S型热气溶胶灭火装置作为系统灭火装置。
4 解决的策略和方法
目前面临的主要问题是汽车火灾发生时火势在遮挡物条件下的早期传播和扑救时透风导致的火势蔓延而造成的火灾悲剧。
本文在近年来汽车火灾事故数量逐年增加而相应的汽车灭火系统不完善的背景下，通过对汽车火灾特性分析，提出了能实现对汽车自燃初期的实时检测并以智能报警作为提示从而得到灭火的系统方案，对减少汽车火灾造成经济损失以及人员伤亡具重大意义。
5 结语
汽车火灾报警及灭火系统在消防安全技术中心占了至关重要的地位，它的报警功能可在初期让火灾得到解决，灭火功能使得人们不用在火灾现场就能很好的采取有效措施进行灭火，这种方式更安全，可靠。本文将报警灭火系统应用于汽车，有效避免火灾隐患;故此装置具实际应用价值，可推广于汽车行业领域中。
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