隨著現(xiàn)代建筑功能性日益復(fù)雜，高層綜合體、地下空間、工業(yè)廠房等場(chǎng)景對(duì)火災(zāi)探測(cè)技術(shù)提出了前所未有的挑戰(zhàn)。人員密集度提升、設(shè)備種類增多、通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜化等因素，使得傳統(tǒng)探測(cè)器在粉塵、水汽、油煙等干擾源面前誤報(bào)頻發(fā)，嚴(yán)重威脅消防系統(tǒng)可靠性。

在此背景下，高新投三江依托“十四五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃《公共建筑火災(zāi)征兆早期精準(zhǔn)識(shí)別技術(shù)及示范》項(xiàng)目，聚焦課題2“煙霧氣溶膠特征多維傳感及精準(zhǔn)識(shí)別技術(shù)研究”，以科技創(chuàng)新破解行業(yè)痛點(diǎn)，重新定義火災(zāi)探測(cè)的精準(zhǔn)邊界。

01 國(guó)家最高科研項(xiàng)目

產(chǎn)學(xué)研協(xié)同攻堅(jiān) 破解行業(yè)難題

作為國(guó)家“十四五”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的組成部分，項(xiàng)目旨在攻關(guān)公共建筑火災(zāi)預(yù)警領(lǐng)域的核心難題——傳統(tǒng)探測(cè)器易受環(huán)境干擾導(dǎo)致誤報(bào)，嚴(yán)重影響消防系統(tǒng)可靠性。高新投三江承擔(dān)課題2“煙霧氣溶膠特征多維傳感及精準(zhǔn)識(shí)別技術(shù)研究”，聯(lián)合華中科技大學(xué)、北京化工大學(xué)等頂尖學(xué)府，通過(guò)多模態(tài)傳感融合與智能算法，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)征兆的“早識(shí)別、零誤報(bào)”。

02 技術(shù)底座

國(guó)產(chǎn)芯片賦能，重構(gòu)探測(cè)邏輯

項(xiàng)目突破性成果的基石，在于三江自主研發(fā)的SWAN通信芯片與Phoenix02主控芯片構(gòu)成探測(cè)器核心。SWAN芯片采用RISC-V EMAC架構(gòu)，集成供電與通信功能，元器件大幅減少，待機(jī)功耗＜1μA，適配物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景；Phoenix02主控芯片作為目前唯一可以應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)獨(dú)立式火災(zāi)煙霧探測(cè)器的單芯片方案主控芯片，搭載32位內(nèi)核，支持雙波長(zhǎng)多通道算法與動(dòng)態(tài)特征學(xué)習(xí)，性能超越進(jìn)口產(chǎn)品，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)替代，為智慧消防部署提供低成本、高可靠性的單芯片解決方案。

03 核心成果

抗干擾探測(cè)器，定義抗干擾新標(biāo)準(zhǔn)

項(xiàng)目的核心成果集中體現(xiàn)于兩款自主研發(fā)的探測(cè)器：抗干擾點(diǎn)型感煙探測(cè)器與抗干擾煙溫CO三復(fù)合探測(cè)器。前者通過(guò)“三重防火墻”機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對(duì)粉塵、水汽、油煙等非火災(zāi)干擾源的精準(zhǔn)識(shí)別；后者則在此基礎(chǔ)上集成一氧化碳傳感器與溫度傳感器，構(gòu)建多維感知的“安全冗余系統(tǒng)”。

為驗(yàn)證探測(cè)器的性能，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了三組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，模擬粉塵、水汽、油煙等真實(shí)場(chǎng)景下的干擾環(huán)境，直觀展現(xiàn)兩款探測(cè)器的抗干擾性能。

1.粉塵環(huán)境測(cè)試

粉塵源選擇采用ISO 12103-1亞利桑那標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試塵A2，精準(zhǔn)模擬工業(yè)揚(yáng)塵、建筑裝修等場(chǎng)景的顆粒物特征，確保測(cè)試結(jié)果具備國(guó)際可比性。

裝置創(chuàng)新：密閉容器內(nèi)設(shè)置雙向氣流控制系統(tǒng)（圖1中部件5小風(fēng)扇），通過(guò)操作桿調(diào)節(jié)粉塵擴(kuò)散速率，復(fù)現(xiàn)真實(shí)場(chǎng)景粉塵動(dòng)態(tài)懸浮過(guò)程。抗干擾探測(cè)器（部件1）與對(duì)照組探測(cè)器（部件6）呈對(duì)角線布局，消除空間分布誤差。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：對(duì)照組探測(cè)器在5分鐘內(nèi)產(chǎn)生多次誤報(bào)，而抗干擾探測(cè)器通過(guò)動(dòng)態(tài)粒子識(shí)別算法，將響應(yīng)抑制比提升至>5dB，實(shí)現(xiàn)“非火災(zāi)信號(hào)”的準(zhǔn)確識(shí)別，5分鐘內(nèi)未發(fā)生誤報(bào)。

2.水汽環(huán)境測(cè)試

濕度控制：通過(guò)空氣加濕器產(chǎn)生水汽并對(duì)準(zhǔn)探測(cè)器噴出，在探測(cè)器頂部構(gòu)建濕度梯度場(chǎng)，模擬浴室、地下管廊等場(chǎng)景的高濕度環(huán)境。

雙波段差分檢測(cè)：抗干擾探測(cè)器同步采集紅外光與藍(lán)光散射信號(hào)，利用水汽對(duì)長(zhǎng)波光的強(qiáng)吸收特性，構(gòu)建散射光強(qiáng)比判別模型。水汽顆粒在探測(cè)器光學(xué)腔內(nèi)形成米氏散射主峰，而對(duì)照組探測(cè)器誤判為火災(zāi)信號(hào)，5分鐘內(nèi)未發(fā)生誤報(bào)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：對(duì)照組探測(cè)器在5分鐘內(nèi)產(chǎn)生多次誤報(bào)，而抗干擾探測(cè)器能夠有效識(shí)別水汽干擾，通過(guò)濕度補(bǔ)償傳感器自動(dòng)校準(zhǔn)基線漂移，始終保持穩(wěn)定運(yùn)行，5分鐘內(nèi)未發(fā)生誤報(bào)。

3.水汽環(huán)境測(cè)試

環(huán)境模擬：電磁爐加熱冷凍肉品至180℃，產(chǎn)生含動(dòng)植物油脂、焦化顆粒的混合氣溶膠，進(jìn)入探測(cè)器光學(xué)腔體，真實(shí)模擬模擬餐飲場(chǎng)所油煙環(huán)境。油煙同時(shí)具備煙霧相似的光散射特性（藍(lán)光波段強(qiáng)反射）與CO釋放特征。

多參數(shù)協(xié)同進(jìn)行干擾判別：構(gòu)建多模態(tài)環(huán)境感知決策框架。通過(guò)光學(xué)散射特征分析模塊識(shí)別油煙顆粒與燃燒產(chǎn)物的物理特性差異，結(jié)合化學(xué)傳感陣列對(duì)氣體成分動(dòng)態(tài)變化的智能識(shí)別，同步耦合溫度場(chǎng)突變監(jiān)測(cè)單元構(gòu)建三維判別模型，實(shí)現(xiàn)油煙顆粒的精確識(shí)別。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：對(duì)照組探測(cè)器在5分鐘內(nèi)產(chǎn)生多次誤報(bào)，三復(fù)合探測(cè)器通過(guò)光譜吸收特征分析，成功過(guò)濾碳?xì)浠衔锔蓴_，有效區(qū)分油煙與真實(shí)火災(zāi)，5分鐘內(nèi)未發(fā)生誤報(bào)。

行業(yè)價(jià)值

從實(shí)驗(yàn)室到城市安全的“最后一米”

目前，項(xiàng)目成果已成功在深圳坪山比亞迪汽車產(chǎn)業(yè)園進(jìn)行應(yīng)用示范。作為全球新能源汽車領(lǐng)軍企業(yè)，比亞迪對(duì)消防安全的要求極為嚴(yán)苛，坪山汽車產(chǎn)業(yè)園涵蓋辦公區(qū)、生產(chǎn)車間、生活區(qū)等多樣化場(chǎng)景，對(duì)探測(cè)器的抗干擾能力與穩(wěn)定性提出極高挑戰(zhàn)。高新投三江聯(lián)合比亞迪開(kāi)展深度合作，打通了科技成果轉(zhuǎn)化和推廣應(yīng)用的最后一公里。隨著技術(shù)迭代與示范經(jīng)驗(yàn)的積累，項(xiàng)目將逐步邁向規(guī)?；瘧?yīng)用，為智慧城市安全構(gòu)建起“最后一米”的精準(zhǔn)防護(hù)網(wǎng)。

高新投三江以“十四五”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃為起點(diǎn)，通過(guò)芯片自主化、算法智能化、應(yīng)用場(chǎng)景化的全鏈條創(chuàng)新，重新定義了火災(zāi)探測(cè)技術(shù)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。從實(shí)驗(yàn)室到比亞迪工廠，從試點(diǎn)場(chǎng)景到未來(lái)城市天際線，每一次精準(zhǔn)探測(cè)的背后，都是對(duì)“科技守護(hù)生命”的執(zhí)著踐行。隨著產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，這兩款探測(cè)器將持續(xù)筑牢公共安全防線，為智慧城市的高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)中國(guó)方案。