CN102945584A - 面向危险化学品生产领域的智能化消防监控系统 - Google Patents

面向危险化学品生产领域的智能化消防监控系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种面向危险化学品生产领域的智能化消防监控系统，包括控制室和设置在危险化学品生产现场的烟雾火灾报警器、气体探测器、网络监控摄像机和智能消防炮；控制室内设有多个控制器，所述烟雾火灾报警器、气体探测器、智能消防炮和网络监控摄像机分别采用CAN总线与消防控制室内的控制器连接。本发明针对危险化学品生产领域现场情况的特点，通过烟雾火灾报警器、气体探测器、智能消防炮的结合应用，将火灾报警、现场气体环境分析、自动灭火相融合，而远程会议室的设置对于火灾监控与安全救援提供了支持。

Description

面向危险化学品生产领域的智能化消防监控系统
技术领域
本发明属于智能消防技术领域，具体涉及一种面向危险化学品生产领域的智能化消防监控系统。
背景技术
危险化学品几乎遍及国民经济、国防建设和人民生活的各个领域，安全产生、储存、运输、使用危险化学品，防止由于各种因素引起的危险化学品灾害的发生，采取正确、恰当的措施进行灾后应急处理，使其更好的为国家建设服务是各国政府日益关注的重要问题。要防止各类危险化学品灾害事故的发生，就必然需要加强对危险化学品在产生、储存、运输、使用等过程中的状态进行实时监控。
与危险化学品相关的事故报道不绝于耳，这与其产生、储存环境的消防控制系统有很大关联，目前的消防控制系统中，火灾报警、气体检测、应急救援的结合还不够紧密，尤其是气体检测的不到位，往往会造成对现场危险化学品识别不清，危险不能预判，而施救或防护不当，导致更多的人员伤亡，使事故升级。
发明内容
本发明的目的在于提供一种面向危险化学品生产领域的智能化消防监控系统，通过烟雾火灾报警器、气体探测器、智能消防炮的结合应用，将火灾报警、现场气体环境分析、自动灭火相融合，并利用远程会议室的设置对于火灾监控与安全救援提供支持，提高危险化学品生产领域的安全性。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明的面向危险化学品生产领域的智能化消防监控系统，包括控制室和设置在危险化学品生产现场的烟雾火灾报警器、气体探测器、网络监控摄像机和智能消防炮；控制室内设有多个控制器，所述烟雾火灾报警器、气体探测器、智能消防炮和网络监控摄像机分别采用CAN总线与消防控制室内的控制器连接；烟雾火灾报警器用于在发生火灾时发出警报并上传报警信息；气体探测器用于检测现场气体成分状况，指导救援疏散，并防止毒害气体危及救援人员生命安全；网络监控摄像机用于实时监控区域状况；智能消防炮用于在发生火灾时自动报警，并自动喷射灭火剂灭火；消防控制室作为作业区域控制中心，可实时监控区域状况，检测各设备工作状态，实时传递现场信息给消防指挥中心，并可在发生火灾时，现场组织电话或视频会议，指挥火灾扑救。
所述烟雾火灾报警器包括：
温度烟雾信号采集模块，所述温度烟雾信号采集模块包括烟感传感器和温感传感器，烟感传感器将采集的烟雾信号传输至烟感传感器驱动电路，烟感传感器驱动电路通过烟感信号采集模块将烟雾信号传输至单片机；温感传感器将采集的温度信号传输至温感传感器驱动电路，温感传感器驱动电路通过温感传感器采集模块将该温度信号传输至单片机；
单片机，将温度烟雾信号采集模块的温度信号、烟雾信号处理后传输至声光报警模块和通信模块；
声光报警模块，接收单片机传输的温度信号和烟雾信号后，通过声光报警判断模块比较该信号，如果该信号超过设定值，则启动声光报警模块工作，并给通信模块发出信息；
通信模块，通过节点通信控制器接收单片机传输的温度信号和烟雾信号、接收声光报警装置的信号，并将上述信号通过CAN总线通信模块或/和无线通信模块传输至控制器。
所述气体探测器包括：
若干个气体传感器，各个气体传感器将采集的气体信号传输至气体传感器驱动电路，气体传感器驱动电路通过气体信号采集模块将气体信号传输至单片机；
单片机，将气体信号采集模块的气体处理后传输至声光报警模块、LCD显示模块和通信模块；
声光报警模块，接收单片机传输的气体信号后，通过声光报警判断模块比较该信号，如果该信号超过设定值，则启动声光报警模块工作；
LCD显示模块，接收单片机传输的气体信号后，并显示现场气体组分情况；
通信模块，通过节点通信控制器接收单片机传输的气体信号，并将上述信号通过CAN总线通信模块或/和无线通信模块传输至控制器。
所述网络监控摄像机，包含镜头、图像传感器、声音传感器、A/D转换器、图像与声音编码器、控制器、网络视频服务器、外部报警器、控制接口部分，图像信号经过镜头输入及声音信号经过麦克风输入后，由图像传感器和声音传感器转化为电信号，A/D转换器将模拟电信号转换为数字电信号，再经过图像声音编码器按一定的编码标准进行编码压缩后传输至控制器，在控制器的控制下，由网络视频服务器按一定的网络协议送上局域网或INTERNET，控制器还可以接收报警信号及向外发送报警信号，且按要求发出控制信号。
所述智能消防炮包括消防炮的控制系统和炮身，消防炮的控制系统主要包括电源模块、输入模块、微控制器、通信模块、声光报警模块和显示模块，由电源模块为控制系统供电，上述输入模块的输出端连接于微控制器的输入端，通信模块接收微控制器传输的信号并上述信号通过CAN总线通信模块或/和无线通信模块传输至控制器，控制器输出端输出端连接消防泡的节点控制器；输入模块中设有用于火焰探测的热释电传感器。
所述的输入模块包括依序连接的窄带滤镜、热释电火焰探测器、前置放大电路、选频电路和信号处理电路。
所述的消防炮为消防水炮，其炮身由底座、进水管、回转体、集水管、射流调节环、手把和锁紧机构等组成。
所述智能消防炮为消防泡沫炮，炮身主要有底座、进水管、回转体、锁紧装置、泡沫喷射系统及转动机构组成。
所述消防控制室，包含控制器、监视器、UPS电源、远程会议室及相关设施，不同的控制器分别用于对烟雾火灾报警器、气体探测器、智能消防炮、网络监控摄像机的使用控制与检测，监视器用于监控区域的监视， UPS电源用于应急供电，远程会议室及相关设施主要用于外部通讯。
系统中包含气体探测器，增加了危险气体化学品防泄漏功能，发现危险品泄漏时传输至消防控制室，并传输传输请求协助信息到网络监控摄像机，把泄漏信息和网络监控摄像机信息都传回消防控制室，并提醒工作人员。从根源避免由于易燃性危险气体泄漏导致的火灾情况。
本发明系统中包含的气体探测器，在火灾发生时对现场气体成分进行监控，并将数据传回消防控制室，通过对数据分析组合视频监控功能，为消防人员进入现场时配备针对火灾环境应有的防护措施，并可分析起火原因，为救火方案的确立提供指导。
本发明系统中烟雾火灾报警器探测到火灾发生时，发送火灾信息至消防控制室，并传输请求协助信息至气体探测器节点和网络视频监控节点进行旁证避免发生误报。
本发明系统中消防炮系统检测到明火时，发送火灾信息至消防控制室，并传输请求协助信息至烟雾火灾报警器节点、气体探测器节点、网络视频监控节点进行旁证避免发生误报。
本发明中所有探测器、报警器节点除用CAN总线与消防控制室相连外还通过无线自组网方式进行备用连接。
本发明针对危险化学品生产领域现场情况的特点，通过烟雾火灾报警器、气体探测器、智能消防炮的结合应用，将火灾报警、现场气体环境分析、自动灭火相融合，而远程会议室的设置对于火灾监控与安全救援提供了支持。
附图说明
图1是本发明的消防控制系统的原理框图。
图2是本发明的消防控制系统的节点结构框架图。
图3是本发明中烟雾火灾报警器节点结构框架图。
图4是本发明中烟雾火灾报警器节点工作流程图。
图5是本发明中气体探测器节点结构框架图。
图6是本发明中气体探测器节点工作流程图。
图7是本发明中网络监控摄像机节点结构框架图。
图8是本发明中智能消防炮控制系统结构框架图。
图9是本发明中智能消防炮控制系统工作流程图。
图10是本发明中消防控制室结构框架图。
图11是本发明中的气体探测器用于检测危险气体化学品的功能流程图。
图12是本发明中的气体探测器用于在火灾发生时对现场气体成分进行监控的工作流程图。
图13是本发明中的气体探测器用于在火灾发生时对现场气体成分进行监控的节点流程图。
图14是本发明中的气体探测器用于消防炮系统检测到明火时的工作流程图。
具体实施方式
本发明的面向危险化学品生产领域的智能化消防监控系统，原理框图如图1所示，节点结构框架图如图2所示，包括控制室和设置在危险化学品生产现场的烟雾火灾报警器、气体探测器、网络监控摄像机和智能消防炮；控制室内设有多个控制器，所述烟雾火灾报警器、气体探测器、智能消防炮和网络监控摄像机分别采用CAN总线与消防控制室内的控制器连接；烟雾火灾报警器用于在发生火灾时发出警报并上传报警信息；气体探测器用于检测现场气体成分状况，指导救援疏散，并防止毒害气体危及救援人员生命安全；网络监控摄像机用于实时监控区域状况；智能消防炮用于在发生火灾时自动报警，并自动喷射灭火剂灭火；消防控制室作为作业区域控制中心，可实时监控区域状况，检测各设备工作状态，实时传递现场信息给消防指挥中心，并可在发生火灾时，现场组织电话或视频会议，指挥火灾扑救。
所述烟雾火灾报警器节点结构框架图如图3所示，其节点工作流程图如图4所示，包括：
温度烟雾信号采集模块，所述温度烟雾信号采集模块包括烟感传感器和温感传感器，烟感传感器将采集的烟雾信号传输至烟感传感器驱动电路，烟感传感器驱动电路通过烟感信号采集模块将烟雾信号传输至单片机；温感传感器将采集的温度信号传输至温感传感器驱动电路，温感传感器驱动电路通过温感传感器采集模块将该温度信号传输至单片机。
单片机，将温度烟雾信号采集模块的温度信号、烟雾信号处理后传输至声光报警模块和通信模块。
声光报警模块，接收单片机传输的温度信号和烟雾信号后，通过声光报警判断模块比较该信号，如果该信号超过设定值，则启动声光报警模块工作，并给通信模块发出信息。
通信模块，通过节点通信控制器接收单片机传输的温度信号和烟雾信号、接收声光报警装置的信号，并将上述信号通过CAN总线通信模块或/和无线通信模块传输至控制器。
所述气体探测器节点结构框架图如图5所示，节点工作流程图见图6。气体探测器包括：
若干个气体传感器，各个气体传感器将采集的气体信号传输至气体传感器驱动电路，气体传感器驱动电路通过气体信号采集模块将气体信号传输至单片机；
单片机，将气体信号采集模块的气体处理后传输至声光报警模块、LCD显示模块和通信模块；
声光报警模块，接收单片机传输的气体信号后，通过声光报警判断模块比较该信号，如果该信号超过设定值，则启动声光报警模块工作；
LCD显示模块，接收单片机传输的气体信号后，并显示现场气体组分情况；
通信模块，通过节点通信控制器接收单片机传输的气体信号，并将上述信号通过CAN总线通信模块或/和无线通信模块传输至控制器。
所述网络监控摄像机节点结构框架图如图7所示，包含镜头、图像传感器、声音传感器、A/D转换器、图像与声音编码器、控制器、网络视频服务器、外部报警器、控制接口部分，图像信号经过镜头输入及声音信号经过麦克风输入后，由图像传感器和声音传感器转化为电信号，A/D转换器将模拟电信号转换为数字电信号，再经过图像声音编码器按一定的编码标准进行编码压缩后传输至控制器，在控制器的控制下，由网络视频服务器按一定的网络协议送上局域网或INTERNET，控制器还可以接收报警信号及向外发送报警信号，且按要求发出控制信号。
所述智能消防炮包括消防炮的控制系统和炮身，智能消防炮控制系统结构框架图如图8所示，工作流程图见图9。消防炮的控制系统主要包括电源模块、输入模块、微控制器、通信模块、声光报警模块和显示模块，由电源模块为控制系统供电，上述输入模块的输出端连接于微控制器的输入端，通信模块接收微控制器传输的信号并上述信号通过CAN总线通信模块或/和无线通信模块传输至控制器，控制器输出端输出端连接消防泡的节点控制器；输入模块中设有用于火焰探测的热释电传感器。
所述的输入模块包括依序连接的窄带滤镜、热释电火焰探测器、前置放大电路、选频电路和信号处理电路。
所述的消防炮为消防水炮，其炮身由底座、进水管、回转体、集水管、射流调节环、手把和锁紧机构等组成。
所述智能消防炮为消防泡沫炮，炮身主要有底座、进水管、回转体、锁紧装置、泡沫喷射系统及转动机构组成。
所述消防控制室的结构框架图如图10所示，包含控制器、监视器、UPS电源、远程会议室及相关设施，不同的控制器分别用于对烟雾火灾报警器、气体探测器、智能消防炮、网络监控摄像机的使用控制与检测，监视器用于监控区域的监视， UPS电源用于应急供电，远程会议室及相关设施主要用于外部通讯。
系统中包含气体探测器，增加了危险气体化学品防泄漏功能，气体探测器用于检测危险气体化学品的功能流程图见图11，当气体探测器发现危险品泄漏时传输至消防控制室，并传输传输请求协助信息到网络监控摄像机，把泄漏信息和网络监控摄像机信息都传回消防控制室，并提醒工作人员。从根源避免由于易燃性危险气体泄漏导致的火灾情况。
本发明系统中气体探测器用于在火灾发生时对现场气体成分进行监控的工作流程图见图12，在火灾发生时气体探测器对现场气体成分进行监控，并将数据传回消防控制室，通过对数据分析组合视频监控功能，为消防人员进入现场时配备针对火灾环境应有的防护措施，并可分析起火原因，为救火方案的确立提供指导。
本发明中的气体探测器用于在火灾发生时对现场气体成分进行监控的节点流程图见图13。
本发明系统中烟雾火灾报警器探测到火灾发生时，发送火灾信息至消防控制室，并传输请求协助信息至气体探测器节点和网络视频监控节点进行旁证避免发生误报。
本发明中的气体探测器用于消防炮系统检测到明火时的工作流程图见图14。本发明系统中消防炮系统检测到明火时，发送火灾信息至消防控制室，并传输请求协助信息至烟雾火灾报警器节点、气体探测器节点、网络视频监控节点进行旁证避免发生误报。
本发明中所有探测器、报警器节点除用CAN总线与消防控制室相连外还通过无线自组网方式进行备用连接。

Claims (7)

1.一种面向危险化学品生产领域的智能化消防监控系统，其特征在于包括控制室和设置在危险化学品生产现场的烟雾火灾报警器、气体探测器、网络监控摄像机和智能消防炮；控制室内设有多个控制器，所述烟雾火灾报警器、气体探测器、智能消防炮和网络监控摄像机分别采用CAN总线与消防控制室内的控制器连接。
2.根据权利要求1所述的面向危险化学品生产领域的智能化消防监控系统，其特征在于所述烟雾火灾报警器包括：
温度烟雾信号采集模块，所述温度烟雾信号采集模块包括烟感传感器和温感传感器，烟感传感器将采集的烟雾信号传输至烟感传感器驱动电路，烟感传感器驱动电路通过烟感信号采集模块将烟雾信号传输至单片机；温感传感器将采集的温度信号传输至温感传感器驱动电路，温感传感器驱动电路通过温感传感器采集模块将该温度信号传输至单片机；
单片机，将温度烟雾信号采集模块的温度信号、烟雾信号处理后传输至声光报警模块和通信模块；
声光报警模块，接收单片机传输的温度信号和烟雾信号后，通过声光报警判断模块比较该信号，如果该信号超过设定值，则启动声光报警模块工作，并给通信模块发出信息；
通信模块，通过节点通信控制器接收单片机传输的温度信号和烟雾信号、接收声光报警装置的信号，并将上述信号通过CAN总线通信模块或/和无线通信模块传输至控制器。
3.根据权利要求1所述的面向危险化学品生产领域的智能化消防监控系统，其特征在于所述气体探测器包括：
若干个气体传感器，各个气体传感器将采集的气体信号传输至气体传感器驱动电路，气体传感器驱动电路通过气体信号采集模块将气体信号传输至单片机；
单片机，将气体信号采集模块的气体处理后传输至声光报警模块、LCD显示模块和通信模块；
声光报警模块，接收单片机传输的气体信号后，通过声光报警判断模块比较该信号，如果该信号超过设定值，则启动声光报警模块工作；
LCD显示模块，接收单片机传输的气体信号后，并显示现场气体组分情况；
通信模块，通过节点通信控制器接收单片机传输的气体信号，并将上述信号通过CAN总线通信模块或/和无线通信模块传输至控制器。
4.根据权利要求1所述的面向危险化学品生产领域的智能化消防监控系统，其特征在于：所述网络监控摄像机，包含镜头、图像传感器、声音传感器、A/D转换器、图像与声音编码器、控制器、网络视频服务器、外部报警器、控制接口部分，图像信号经过镜头输入及声音信号经过麦克风输入后，由图像传感器和声音传感器转化为电信号，A/D转换器将模拟电信号转换为数字电信号，再经过图像声音编码器按一定的编码标准进行编码压缩后传输至控制器，在控制器的控制下，由网络视频服务器按一定的网络协议送上局域网或INTERNET，控制器还可以接收报警信号及向外发送报警信号，且按要求发出控制信号。
5.根据权利要求1所述的面向危险化学品生产领域的智能化消防监控系统，其特征在于：所述智能消防炮包括消防炮的控制系统和炮身，消防炮的控制系统主要包括电源模块、输入模块、微控制器、通信模块、声光报警模块和显示模块，由电源模块为控制系统供电，上述输入模块的输出端连接于微控制器的输入端，通信模块接收微控制器传输的信号并上述信号通过CAN总线通信模块或/和无线通信模块传输至控制器，控制器输出端输出端连接消防泡的节点控制器；输入模块中设有用于火焰探测的热释电传感器。
6.根据权利要求5所述的面向危险化学品生产领域的智能化消防监控系统，其特征在于：所述的消防炮为消防水炮或消防泡沫炮。
7.根据权利要求1所述的面向危险化学品生产领域的智能化消防监控系统，其特征在于：所述消防控制室，包含控制器、监视器、UPS电源、远程会议室及相关设施，不同的控制器分别用于对烟雾火灾报警器、气体探测器、智能消防炮、网络监控摄像机的使用控制与检测，监视器用于监控区域的监视， UPS电源用于应急供电，远程会议室及相关设施主要用于外部通讯。
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