CN103353981A - 基于rfid/无线网络的火灾逃生云指挥系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于RFID/无线网络的火灾逃生云指挥系统，该系统包括：火灾灾情探测及报警系统、RFID标签、RFID移动读写设备、移动终端、中央处理模块、云平台、逃生路线计算模块。本发明还公开了一种利用所述系统进行火灾逃生云指挥的方法。本发明利用移动终端作为指挥终端，使用云计算技术、RFID技术将楼内火灾报警系统、火灾预警、火情及人员定位、逃生路线指示等结合起来，形成一个基于RFID和无线网络的火灾逃生云指挥系统和方法。使用本发明，可实现火灾灾情和人员迅速准确地定位，有效指示人员逃生路线，减少火灾中的恐慌，增大逃生概率，增加生存机会，减小损失，并为消防队员组织营救提供便利。

Description

基于RFID/无线网络的火灾逃生云指挥系统和方法

技术领域

本发明属于计算机技术、移动通信技术、电子信息技术在火灾预警方面的应用，尤其是一种基于RFID/无线网络的火灾逃生云指挥系统和方法，其使用手机、RFID、无线网络、云计算等技术为火灾预警及逃生指挥提供技术支持。

背景技术

RFID是一种射频识别技术，是物联网感知层的核心技术之一。具有读取方便快速、识别距离长、数据记忆容量大、安全性高等优点。RFID电子标签的编号为芯片出厂时写入，全球独一无二。

RFID标签中内容的读写是由RFID读写器完成的。传统的RFID读写器分为手持式和固定式两种，目前，多数高端手机都配备了近距离无线通信（NFC）模块，使得手机具备了RFID标签读写功能。

云计算是指将计算、存储、软件、信息等作为服务而不是产品提供给终端用户。对于终端用户而言，不需要知道云平台的物理位置和具体配置。通常而言，终端用户通常只需要浏览器即可访问云平台的各种资源，享受云平台提供的服务。

在大楼发生火灾时，由于其突然性强以及火情不明，往往很难形成有效的指挥。现阶段大楼内的火灾疏导方式还较为传统，基本上使用的是人工指挥，消防广播或者是拨打手机的方式。由于火情没有明确，再加上火灾现场可能较为混乱，人工指挥和消防广播很难做到有的放矢，且极容易在嘈杂的人声中失去作用，而拨打手机往往是一对一进行逃生疏导，在人员较多时无法应用，且容易造成信号拥堵。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，考虑到火灾发生时手机一般仍在正常工作，本发明利用手机作为指挥终端，使用云计算技术、RFID技术将楼内火灾报警系统、火灾预警、火情及人员定位、逃生路线指示等结合起来，形成一个基于RFID定位和手机无线网络的火灾逃生云指挥系统和方法。使用本发明，可有效达到增大逃生概率，减小损失的目的。

根据本发明的一方面，提出一种基于RFID/无线网络的火灾逃生云指挥系统包括：火灾灾情探测及报警系统、RFID标签、RFID移动读写设备、移动终端、中央处理模块、云平台、逃生路线计算模块，其中：

所述火灾灾情探测及报警系统与所述中央处理模块连接，用于通过采集环境信息判断有无火情，在火灾发生时向所述中央处理模块发出火灾信息并通过报警设备进行报警；

所述RFID标签安装在建筑物墙壁以指示位置；

所述RFID移动读写设备用以读取所述RFID标签以获知其所处的位置信息并将读取得到的RFID标签信息发送给所述中央处理模块和所述云平台；

所述移动终端为带有无线网络的终端，其用以通过所述无线网络发送所述RFID标签信息以及查询与所述RFID标签对应的逃生路线和逃生指令；

所述云平台内存储有楼宇内部电子地图，用于为所述RFID移动读写设备和所述移动终端提供存储、查询和分析功能，并将其存储的楼宇内部电子地图数据以及所接收到的火灾情况、人员位置等信息发送给所述逃生路线计算模块；

所述中央处理模块与所述火灾灾情探测及报警系统、所述RFID移动读写设备、所述移动终端和所述云平台连接，用于管理各设备，并将所述火灾情况、人员位置等信息发送给所述云平台；

所述逃生路线计算模块与所述云平台相连，用于基于所述云平台内存储的楼宇内部电子地图，根据所述云平台提供的信息计算出当前最合理的逃生路线，根据所述逃生路线和所述RFID标签位置生成与各RFID标签相应的逃生指令，并将所述逃生路线和逃生指令通过所述云平台返回给所述RFID移动读写设备和所述移动终端。

根据本发明的另一方面，提出一种根据所述系统进行火灾逃生云指挥的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1，将火灾探测器安装于大楼各处，将大楼内部电子地图储存于云平台，将RFID标签安装于大楼内的各个重要位置处，并在安装处标明指示，在所述大楼内部电子地图上建立起各位置节点与RFID标签之间的一一对应关系，建立起中央处理模块与火灾灾情探测及报警系统、移动终端以及云平台的连接；

步骤2，当大楼内有火灾发生时，火灾灾情探测及报警系统感知到火灾发生从而发出警报，同时将火灾信息上传至中央处理模块；

步骤3，中央处理模块接收到火灾信息后，将火灾信息上传至云平台；

步骤4，利用手机读取附近的RFID标签，并将读到的标签信息通过无线网络上传到云平台，云平台统计收到的各RFID标签读取情况，得出该RFID标签附近的人数，估算出楼内人员的分布情况；

步骤5，云平台调用逃生路线计算模块，结合大楼内部电子地图、火灾信息、楼内人员分布信息以及RFID标签在楼内的位置，为各RFID标签附近人员拟出合理逃生路线，随后形成对各RFID标签附近的逃生指示，并与相应的RFID标签建立对应关系，以备查询；

步骤6，云平台根据收到的RFID标签信息向移动终端发送相应的逃生指令，该移动终端持有者按所接收到的逃生指令逃生；

步骤7，当楼内人员按逃生指令行动后迷失方向或经过一段时间仍未逃出大楼时，重复步骤4和步骤6，读取新的所在位置附近的RFID标签，按新的逃生指示行动逃生。

本发明具有的有益效果为：

1，通过本发明，可实现火灾灾情和人员迅速准确地定位，指示人员逃生路线，减少火灾中的恐慌，增加生存机会；

2，通过本发明，可将火灾发生大楼内人员分布情况进行大致的定位，为消防队员组织营救提供便利。

附图说明

图1是本发明提出的基于RFID/无线网络的火灾逃生云指挥系统的结构框图；

图2是使用所述火灾逃生云指挥系统进行逃生指挥的方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

图1是本发明提出的基于RFID/无线网络的火灾逃生云指挥系统的结构框图，如图1所示，所述火灾逃生云指挥系统包括：火灾灾情探测及报警系统、RFID标签、RFID移动读写设备、移动终端、中央处理模块、云平台、逃生路线计算模块，其中：

所述火灾灾情探测及报警系统与所述中央处理模块连接，用于通过采集烟雾或温度等环境信息判断有无火情，在火灾发生时向所述中央处理模块发出火灾信息并通过警铃等报警设备进行报警，所述火灾灾情探测及报警系统由火灾探测器及上位控制模块组成；

所述RFID标签安装在建筑物墙壁以指示位置，在所述RFID标签的安装位置处应设有文字提示，比如“RFID标签安装位置处”，以作为路线标志物；

所述RFID移动读写设备用以读取所述RFID标签以获知其所处的位置信息并将读取得到的RFID标签信息发送给所述中央处理模块和所述云平台，所述RFID移动读写设备比如为带有RFID读写功能（比如带有NFC功能）的移动终端；

所述移动终端为带有无线网络（比如GPRS、3G、WIFI）的终端，其用以通过所述无线网络发送所述RFID标签信息以及查询与所述RFID标签对应的逃生路线和逃生指令，所述逃生指令以图示的方式呈现于所述移动终端上，并附以相应的文字指令，比如“面向RFID标志应向左行”。若无线网络的速度较快，可将楼宇内的电子地图下载至移动终端，在地图上标明火情与逃生路线；

在本发明一实施例中，所述RFID移动读写设备和所述移动终端可集成为一个移动终端；

所述云平台内存储有楼宇内部电子地图，用于为所述RFID移动读写设备和所述移动终端提供存储、查询和分析功能，并将其存储的楼宇内部电子地图数据以及所接收到的火灾情况、人员位置等信息发送给所述逃生路线计算模块，所述楼宇内部电子地图上建立有各位置节点与RFID标签之间的一一对应关系；

所述中央处理模块与所述火灾灾情探测及报警系统、所述RFID移动读写设备、所述移动终端和所述云平台连接，用于管理各设备，比如驱动所述火灾灾情探测及报警系统工作，管理和处理所接收到的火灾情况、人员位置、逃生路线等信息，并将所述火灾情况、人员位置等信息发送给所述云平台；

所述逃生路线计算模块与所述云平台相连，用于基于所述云平台内存储的楼宇内部电子地图，根据所述云平台提供的信息计算出当前最合理的逃生路线，根据所述逃生路线和所述RFID标签位置生成与各RFID标签相应的逃生指令，并将所述逃生路线和逃生指令通过所述云平台返回给所述RFID移动读写设备和所述移动终端；为保证火灾大楼断电的情况下仍可正常使用，所述逃生路线计算模块应部署在楼宇外的机房内或远端的云平台上；

所述火灾灾情探测及报警系统与所述中央处理模块之间的通讯、所述云平台与所述逃生路线计算模块之间的通讯、以及所述云平台与所述中央处理模块之间的通讯均不限制，可以是有线也可以是无线方式；所述RFID移动读写设备和移动终端与所述中央处理模块之间的通讯方式为无线通讯方式，首选WIFI，但若火灾引起大楼停电，WIFI信号中断，则应采用3G或GPRS等无线网络。

实际应用中，按照以下步骤使用所述火灾逃生云指挥系统：

步骤1，进行准备。将火灾探测器安装于大楼各处；将大楼内部电子地图储存于云平台，将RFID标签安装于大楼内的各个重要位置处，并在安装处标明指示，在所述大楼内部电子地图上建立起各位置节点与RFID标签之间的一一对应关系，建立起中央处理模块与火灾灾情探测及报警系统、移动终端以及云平台的连接；

步骤2，当大楼内有火灾发生时，火灾灾情探测及报警系统感知到火灾发生从而发出警报，指示人员撤离，同时将火灾发生区域等火灾信息上传至中央处理模块；

步骤3，中央处理模块接收到火灾信息后，将火灾信息上传至云平台；

步骤4，大楼内人员利用手机内的NFC模块读取附近的RFID标签，并将读到的标签信息通过无线网络（首选WIFI，若WIFI已断，则采用GPRS或3G）上传到云平台，云平台统计收到的各RFID标签读取情况，得出该RFID标签附近的人数，估算出楼内人员的大致分布情况；

步骤5，云平台调用逃生路线计算模块，结合大楼内部电子地图、火灾信息、楼内人员分布信息以及RFID标签在楼内的位置等，为各RFID标签附近人员拟出尽量疏散的合理逃生路线，随后形成对各RFID标签附近的逃生指示，并与相应的RFID标签建立对应关系，以备查询。由于火势的蔓延或扑灭，人的移动等原因，火灾位置、人员位置等信息随时会发生变化,当中央处理模块接收到新的火灾灾情探测及报警系统报警或人员读取RFID标签的信息后，每隔一段时间，重复步骤3、4、5，以更新逃生路线和逃生指示；

步骤6，云平台根据收到的RFID标签信息向移动终端发送相应的逃生指令，该移动终端持有者按所接收到的逃生指令行动逃生；

步骤7，当楼内人员按逃生指令行动后迷失方向或经过一段时间仍未逃出大楼时，重复步骤4和步骤6，读取新的所在位置附近的RFID标签，按新的逃生指示行动逃生；

步骤8，根据随时更新的楼内人员分布情况，消防或救生人员制定合理的路线进入楼内，尽量短时间内找到待解救人员，助其逃生。

综上，本发明通过采用火灾探测器、RFID标签和云端大楼内部电子地图相结合的方式来定位火情和人员分布情况以解决大楼内有火灾发生时火情和人员的定位问题，具体地，本发明将每个火灾探测器和RFID标签的位置分别标注于电子地图上，当某个火灾探测器通过烟雾或温度信息感知到有火灾发生时，即向中央处理模块（部署于楼外云平台上）发出警报，而电子地图则将该探测器附近位置标注为火灾位置；人员定位则采用RFID读取方法，即利用手机（带有RFID标签读取功能）客户端的读取键读取该人员附近的RFID标签，将标签信息上传，则在电子地图上会标注该标签附近人员数量等。

本发明利用云平台的电子地图、已标注的灾情和人员定位信息及路线计算程序生成逃生路线，并且考虑到火灾的蔓延和逃生人员位置的移动，逃生路线同步更新，即很短时间内就计算和更新一次。

本发明使用手机客户端，该客户端整合了RFID标签读取、上传，逃生路线查询等功能，利用大楼的WIFI网络或3G\GPRS等移动网络与中央处理模块通信的方式来解决指示楼内人员按逃生路线撤离的问题，具体地，在本发明中，逃生路线在云平台生成后，将逃生路线按照RFID标签的位置划分为不同的逃生指令，如“面向RFID标志向左转”，“直行”，“从此楼梯向下”等；在无线网络速度较快的大楼内，可直接将火情、逃生路线与该标签所在楼内位置标注在楼宇内部电子地图上，并与该标签一一对应以备查询。当云平台收到从某手机发来的标签信息后，即将该标签对应的命令发送于该手机，使此查询人员可以按命令逃生。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于RFID/无线网络的火灾逃生云指挥系统，其特征在于，该系统包括：火灾灾情探测及报警系统、RFID标签、RFID移动读写设备、移动终端、中央处理模块、云平台、逃生路线计算模块，其中：

所述火灾灾情探测及报警系统与所述中央处理模块连接，用于通过采集环境信息判断有无火情，在火灾发生时向所述中央处理模块发出火灾信息并通过报警设备进行报警；

所述RFID标签安装在建筑物墙壁以指示位置；

所述RFID移动读写设备用以读取所述RFID标签以获知其所处的位置信息并将读取得到的RFID标签信息发送给所述中央处理模块和所述云平台；

所述移动终端为带有无线网络的终端，其用以通过所述无线网络发送所述RFID标签信息以及查询与所述RFID标签对应的逃生路线和逃生指令；

所述云平台内存储有楼宇内部电子地图，用于为所述RFID移动读写设备和所述移动终端提供存储、查询和分析功能，并将其存储的楼宇内部电子地图数据以及所接收到的火灾情况、人员位置等信息发送给所述逃生路线计算模块；

所述中央处理模块与所述火灾灾情探测及报警系统、所述RFID移动读写设备、所述移动终端和所述云平台连接，用于管理各设备，并将所述火灾情况、人员位置等信息发送给所述云平台；

所述逃生路线计算模块与所述云平台相连，用于基于所述云平台内存储的楼宇内部电子地图，根据所述云平台提供的信息计算出当前最合理的逃生路线，根据所述逃生路线和所述RFID标签位置生成与各RFID标签相应的逃生指令，并将所述逃生路线和逃生指令通过所述云平台返回给所述RFID移动读写设备和所述移动终端。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述火灾灾情探测及报警系统由火灾探测器及上位控制模块组成。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述RFID标签的安装位置处设有文字提示，以作为路线标志物。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述RFID移动读写设备为带有RFID读写功能的移动终端。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述逃生指令以图示的方式呈现于所述移动终端上，并附以相应的文字指令。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述楼宇内部电子地图上建立有各位置节点与RFID标签之间的一一对应关系。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述逃生路线计算模块部署在楼宇外的机房内或远端的云平台上。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述RFID移动读写设备和移动终端与所述中央处理模块之间的通讯方式为无线通讯方式。

9.一种根据权利要求1所述的系统进行火灾逃生云指挥的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1，将火灾探测器安装于大楼各处，将大楼内部电子地图储存于云平台，将RFID标签安装于大楼内的各个重要位置处，并在安装处标明指示，在所述大楼内部电子地图上建立起各位置节点与RFID标签之间的一一对应关系，建立起中央处理模块与火灾灾情探测及报警系统、移动终端以及云平台的连接；

步骤2，当大楼内有火灾发生时，火灾灾情探测及报警系统感知到火灾发生从而发出警报，同时将火灾信息上传至中央处理模块；

步骤3，中央处理模块接收到火灾信息后，将火灾信息上传至云平台；

步骤4，利用手机读取附近的RFID标签，并将读到的标签信息通过无线网络上传到云平台，云平台统计收到的各RFID标签读取情况，得出该RFID标签附近的人数，估算出楼内人员的分布情况；

步骤5，云平台调用逃生路线计算模块，结合大楼内部电子地图、火灾信息、楼内人员分布信息以及RFID标签在楼内的位置，为各RFID标签附近人员拟出合理逃生路线，随后形成对各RFID标签附近的逃生指示，并与相应的RFID标签建立对应关系，以备查询；

步骤6，云平台根据收到的RFID标签信息向移动终端发送相应的逃生指令，该移动终端持有者按所接收到的逃生指令逃生；

步骤7，当楼内人员按逃生指令行动后迷失方向或经过一段时间仍未逃出大楼时，重复步骤4和步骤6，读取新的所在位置附近的RFID标签，按新的逃生指示行动逃生。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤5中，当中央处理模块接收到新的火灾灾情探测及报警系统报警或人员读取RFID标签的信息后，每隔一段时间，重复所述步骤3、4、5，以更新逃生路线和逃生指示。

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