CN101369371B - 具有火灾坐标定位及火灾温度实时分析能力的大空间火灾探测系统 - Google Patents

具有火灾坐标定位及火灾温度实时分析能力的大空间火灾探测系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种火灾探测系统，特别涉及一种大空间火灾探测系统，具体涉及一种具有火灾坐标定位及火灾温度实时分析能力的大空间火灾探测系统。具有火灾坐标定位及火灾温度实时分析能力的大空间火灾探测系统，其特征在于，由总控制台及前端火灾识别单元组成。所述前端火灾识别单元由信号采集部分、信号处理部分和信号传输部分三部分组成。所述信号采集部分由远距离红外测温模块、双波段CCD摄像头模块及光学感烟探测器模块组成。所述信号处理部分由视频转换器，DSP处理单元及视频缓存组成；DSP处理单元由DSP控制器，DSP处理器组成；所述信号传输部分由I/O接口、视频数据通路控制器、FPGA、以太网控制器组成。

Description

具有火灾坐标定位及火灾温度实时分析能力的大空间火灾探测系统
技术领域
本发明涉及一种火灾探测系统，特别涉及一种大空间火灾探测系统，具体涉及一种具有火灾坐标定位及火灾温度实时分析能力的大空间火灾探测系统。
背景技术
现有的火灾探测器主要有感烟、感温和感光三种类型。对于传统的感烟探测器，烟雾的颜色、颗粒的大小、空间的高度、气流、震动以及灰尘的累积和环境变化等因素都会引起感烟探测器的误报和漏报，并且，根据《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116-98)规定，点型感烟火灾探测器不适用于顶棚高度超过12m的建筑；对于传统的感温探测器，在火灾初期的阴燃阶段探测效果一般，不利于火灾的早期预警，另外，在很多情况下，温度的升高并不是由于火的燃烧引起的，而且由于气候(比如阳光直射)或者正常作业释放热量所致，并且根据《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116-98)规定，点型感温火灾探测器不适用于顶棚高度超过8m的建筑；对于传统的感光探测器(红外火焰探测器，紫外火焰探测器)，由于并不是只有火灾才产生红外、紫外光，如受调制的黑体热源会发出红外波段的光引发误报，电焊弧会发出紫外波段的光而引发误报。
发明内容
本发明的目的在于提出具有火灾坐标定位及火灾温度实时分析能力的大空间火灾探测系统，以解决目前的火灾探测器对火灾位置定位不精确，对火灾判断不准确的问题。
本发明通过以下技术方案解决上述技术问题：
具有火灾坐标定位及火灾温度实时分析能力的大空间火灾探测系统，其特征在于，由总控制台及前端火灾识别单元组成；
所述前端火灾识别单元由信号采集部分、信号处理部分和信号传输部分三部分组成；
所述信号采集部分由远距离红外测温模块、双波段CCD摄像头模块及光学感烟探测器模块组成。
所述信号处理部分由视频转换器，DSP处理单元及视频缓存组成；DSP处理单元包括两块根据采集的视频信号的分析结果、结合所述光学感烟探测模块的开关量信号及所述远距离红外测温模块提供的温度量化信号、并辅助一般建筑火灾温度变化规律的标准温度-时间曲线进行进行火灾判断的DSP处理器；
所述信号传输部分由I/O接口、视频数据通路控制器、FPGA、以太网控制器组成；
所述双波段CCD摄像头模块连接所述视频转换器；所述视频转换器连接所述视频数据通路控制器；所述视频数据通路控制器连接所述视频缓存；所述视频缓存连接所述DSP处理单元包含的两块DSP处理器；
所述光学感烟探测模块、所述远距离红外测温模块分别连接所述I/O接口；所述I/O接口连接所述FPGA；所述FPGA连接所述DSP处理单元的DSP处理器；
所述FPGA连接所述以太网控制器；
进一步，所述总控制台由主控机、网络交换机、屏幕墙及消防联动设备组成；所述屏幕墙、所述消防联动设备分别连接所述主控机；所述主控机连接所述网络交换机和DSP处理单元的DSP处理器；所述网络交换机连接所述以太网控制器；
当火灾发生时，前端火灾识别单元的CCD摄像头使用投影法，产生摄像头火焰中心图像位置与防火分区实际坐标位置的一一对应关系，准确定位火灾坐标，为下一步远距离红外测温模块的准确使用提供良好的工作基础；远距离红外测温模块提供着火区域的实时温度量化信号给DSP处理单元，DSP处理单元辅助一般建筑火灾温度变化规律的标准温度-时间曲线进行火灾温度实时分析，并结合光学感烟探测模块的开关量信号，最终对监控区域的实时情况进行准确判断并通过信号传输部分将结果传送到总控制台。如确定火灾发生，总控制台发出报警信号，如有现场人员监控，进行人工确认。如没有人工确认发生，总控制台通知信号处理部分进行独立操作，再对火灾现场信息进行处理，再次确认后控制消防水炮进行联动扑救，进一步降低了系统的误报率。
本发明针对现有火灾探测技术在大空间火灾探测中的缺陷，提出利用远距离红外测温模块、双波段CCD摄像头模块及光学感烟探测器模块相复合的大空间火灾探测系统，结合温度曲线提升抗干扰能力的技术，形成复合判据，实现对火灾位置的精确定位和对火灾的精确判断。本发明兼具三种火灾识别方法的优点，可靠性高、灵敏度高、误报率低且现场施工极为简便，可实现对火灾的实时监控、准确定位与联动扑救的功能。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。
图1是国际标准火灾温度-时间曲线图。
图2是本发明前端火灾识别单元结构图。
图3是本发明系统结构图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参见图1。具有火灾坐标定位及火灾温度实时分析能力的大空间火灾探测系统，由总控制台及前端火灾识别单元组成；前端火灾识别单元由信号采集部分、信号处理部分和信号传输部分三部分组成。
信号采集部分由远距离红外测温模块6、双波段CCD摄像头模块1及光学感烟探测器模块5组成。
信号处理部分由视频转换器2，DSP处理单元9及视频缓存4组成。DSP处理单元包括两块DSP处理器。DSP处理器根据双波段CCD摄像头模块1采集的视频信号的分析结果，结合光学感烟探测模块5的开关量信号及远距离红外测温模块6提供的温度量化信号，并辅助一般建筑火灾温度变化规律的标准温度-时间曲线进行火灾判断。
信号传输部分由I/O接口7、视频数据通路控制器3、FPGA8、以太网控制器10组成。
参见图2。总控制台由主控机1、网络交换机2、屏幕墙3及消防联动设备4组成。
双波段CCD摄像头模块1连接视频转换器2；视频转换器2连接视频数据通路控制器3；视频数据通路控制器3连接视频缓存4；视频缓存4连接DSP处理单元9的DSP处理器。
光学感烟探测模块5、远距离红外测温模块6分别连接I/O接口7；I/O接口7连接FPGA8；FPGA8连接DSP处理单元9的DSP处理器。
FPGA8连接以太网控制器10；以太网控制器10连接网络交换机13。
屏幕墙14、消防联动设备15分别连接主控机12；主控机12连接网络交换机13和DSP处理单元9的DSP处理器；所述网络交换机13连接以太网控制器10。消防联动设备15包括消防水炮。
远距离红外测温模块6，光学感烟探测器模块5，双波段CCD摄像头模块1，消防水炮，DSP控制器设置在各个防火分区。
当火灾发生时，双波段CCD摄像头模块1采集的模拟视频信号通过视频转换器2转换为数字视频信号，由视频数据通路控制器3控制进入由视频缓存4构成的数据处理池，并使用投影法，产生摄像头火焰中心图像位置与防火分区实际坐标位置的一一对应关系，准确定位火灾坐标。光学感烟探测模块5产生的开关量信号及远距离红外测温模块6采集的温度量化信号通过I/O接口7，经过FPGA8后，送入DSP处理单元9的DSP处理器。DSP处理器根据采集的视频信号的分析结果，结合光学感烟探测模块的开关量信号及远距离红外测温模块提供的温度量化信号，并辅助一般建筑火灾温度变化规律的标准温度-时间曲线进行判断，最终对监控区域的实时情况进行准确判断并将结果经FPGA8送入以太网控制器10，通过以太网11传送到总控制台。
本发明的总控制台构成图参见图3，由主控机12、网络交换机13、屏幕墙14及消防联动设备15组成。当前端火灾识别单元探测到火灾发生后，将火灾现场信息及时传送到屏幕墙14上，工作人员可以观察到火灾现场情况，进行人工确认。若一定时间内，没有人工确认发生，总控制台通知DSP处理单元9的DSP控制器，进行独立操作(所谓独立操作，即不需要总控制台参与，由DSP处理单元独立工作)。然后再对现场信息进行处理，再次对火灾信息进行确认，再次确认后控制消防联动设备的消防水炮进行联动扑救。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (2)

1.具有火灾坐标定位及火灾温度实时分析能力的大空间火灾探测系统，其特征在于，由总控制台及前端火灾识别单元组成；
所述前端火灾识别单元由信号采集部分、信号处理部分和信号传输部分三部分组成；
所述信号采集部分由远距离红外测温模块、双波段CCD摄像头模块及光学感烟探测器模块组成；
所述信号处理部分由视频转换器，DSP处理单元及视频缓存组成；DSP处理单元包括两块根据采集的视频信号的分析结果、结合所述光学感烟探测模块的开关量信号及所述远距离红外测温模块提供的温度量化信号、并辅助一般建筑火灾温度变化规律的标准温度-时间曲线进行火灾判断的DSP处理器；
所述信号传输部分由I/O接口、视频数据通路控制器、FPGA、以太网控制器组成；
所述双波段CCD摄像头模块连接所述视频转换器；所述视频转换器连接所述视频数据通路控制器；所述视频数据通路控制器连接所述视频缓存；所述视频缓存连接所述DSP处理单元包含的两块DSP处理器；
所述光学感烟探测模块、所述远距离红外测温模块分别连接所述I/O接口；所述I/O接口连接所述FPGA；所述FPGA连接所述DSP处理单元的DSP处理器；
所述FPGA连接所述以太网控制器。
2.根据权利要求1所述的具有火灾坐标定位及火灾温度实时分析能力的大空间火灾探测系统，其特征在于：所述总控制台由主控机、网络交换机、屏幕墙及消防联动设备组成；所述屏幕墙、所述消防联动设备分别连接所述主控机；所述主控机连接所述网络交换机和DSP处理单元的DSP处理器；所述网络交换机连接所述以太网控制器。
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