CN104035405B - 一种基于太阳能电源和物联网技术的消防天窗控制系统及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于太阳能电源和物联网技术的消防天窗控制系统，包括在建筑楼宇顶部安装的消防天窗、市电太阳能电源转换单元、传感器节点网络单元、智能终端单元和消防监控中心。所述市电太阳能电源转换单元包括分别与城市电网和太阳能电池板相连的蓄电池组，所述蓄电池组在市电断供时通过逆变器和互投装置对用户负载供电；所述城市电网还直接通过互投装置对所述用户负载供电；本发明所述的控制系统可以及时的进行烟雾报警并自动开启火灾烟雾系统，适用于公共场所的建筑消防；针对现有消防系统的缺陷，提出利用物联网技术和太阳能作为备用电源，大大的方便了消防管理。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于太阳能电源和物联网技术的消防天窗控制系统及其应用，属于消防排烟结构设计的技术领域。
背景技术
在起火现场，会有很多烟尘，造成火灾中人员伤亡的主要原因是烟雾中的有毒气体，统计结果表明火灾中因吸入有毒气体引起的死亡远远高于其它伤害引起的死亡，火灾中85％以上的死亡者是由于烟雾的影响所致，其中大部分是吸入了烟尘及有毒气体昏迷而致死的。2000年洛阳“12.25”特大火灾造成重大人员伤亡事故，据事后调查发现火灾现场死亡的309人全部都是因吸入有毒烟气中毒窒息而死的。
在公共建筑人口密集区一般设有消防排烟系统，但是目前一般都不能及时知道火灾现场的实时信息，不能在短时间内及时打开消防排烟系统的天窗进行烟雾排放，使得事故区域内被困人员吸入了烟尘及有毒气体,延误了人员逃生的时间。另外，现在一般是采用市电供电，但是当火灾严重时，市电就会断电，消防系统就不能启动，增加了安全隐患。
随着清洁能源的不断推广应用，采用清洁能源替换市电及时远程监控开启消防事故楼宇内的消防器材及设备成为人员自救求生的关键。
发明内容
针对现有技术的不足，一种基于太阳能电源和物联网技术的消防天窗控制系统，所述系统针对现有消防排烟技术的缺陷，提供一个既能快速及时的知道火灾情况，又能在市电断电的情况下使用太阳能进行自给供电的方案，使其安全性能大大提高。
本发明还提供了一种上述系统在楼宇消防中的工作方法。
本发明的技术方案如下：
一种基于太阳能电源和物联网技术的消防天窗控制系统，包括在建筑楼宇顶部安装的消防天窗、市电太阳能电源转换单元、传感器节点网络单元、智能终端单元和消防监控中心；
所述市电太阳能电源转换单元包括分别与城市电网和太阳能电池板相连的蓄电池组，所述蓄电池组在市电断供时通过逆变器和互投装置对用户负载供电；所述城市电网还直接通过互投装置对所述用户负载供电；
所述消防监控中心分别对所述蓄电池组和互投装置进行远程控制：当市电供应时，所述消防监控中心控制市电和太阳能电池板分别对蓄电池组进行充电，且消防监控中心控制互投装置选择城市电网对用户负载供电；当市电断供时，所述消防监控中心控制蓄电池组放电，且控制互投装置选择蓄电池组通过逆变器、互投装置直接对用户负载供电；
所述传感器节点网络单元包括分布安装在建筑楼宇中的多个烟雾传感器和与所述每个烟雾传感器相连的zigbee通信模块，所述zigbee通信模块具有预设编号，当所述烟雾传感器感应到烟雾时，通过zigbee通信模块向消防监控中心发出编号信号；
所述消防监控中心包括监控主机，在所述监控主机上通过标准接口连接有数据读写器，用于接收zigbee通信模块发出的编号信号；在所述监控主机内预设编写入每个烟雾传感器的地理位置及对应zigbee通信模块的编号，当所述数据读写器接收zigbee通信模块发出的编号信号时，所述消防监控中心将编号自动转换为预设的地理位置信息，以获取建筑楼宇中具体失火出烟位置；
所述智能终端单元包括安装在建筑楼宇内的喷淋设备、报警设备及应急照明设备；所述喷淋设备、报警设备及应急照明设备分别通过所述互投装置供电，所述喷淋设备、报警设备及应急照明设备开启或关闭受控于所述消防监控中心；
所述消防天窗通过所述互投装置供电，所述消防天窗开启或关闭受控于所述消防监控中心。
一种上述系统在楼宇消防中的工作方法，包括步骤如下：
(1)所述建筑楼宇内烟雾传感器实时感应环境内有无火情烟雾；
(2)当所述建筑楼宇内烟雾传感器感应到环境内有火情烟雾时，所述烟雾传感器通过zigbee通信模块向消防监控中心发出编号信号；
所述消防监控中心包括监控主机，在所述监控主机上通过标准接口连接有数据读写器，用于接收zigbee通信模块发出的编号信号；在所述监控主机内预设编写入每个烟雾传感器的地理位置及对应zigbee通信模块的编号，当所述数据读写器接收zigbee通信模块发出的编号信号时，所述消防监控中心将编号自动转换为预设的地理位置信息，以获取建筑楼宇中具体失火出烟位置；
(3)所述消防监控中心控制该失火位置处的喷淋设备、照明设备和报警设备开启；所述消防监控中心控制所述消防天窗开启；
(4)所述消防监控中心实时通过有线网络监控建筑楼宇中的市电供应：
当市电供应时，所述消防监控中心控制市电和太阳能电池板分别对蓄电池组进行充电，且消防监控中心控制互投装置选择城市电网对用户负载供电，同时也对所述喷淋设备、照明设备、报警设备和消防天窗供电；
当市电断供时，所述消防监控中心控制蓄电池组放电，且控制互投装置选择蓄电池组通过逆变器、互投装置直接对用户负载供电，同时也对所述喷淋设备、照明设备、报警设备和消防天窗供电。
根据本发明优选的，所述喷淋设备、照明设备、报警设备和消防天窗分别通过CAN现场总线与所述消防监控中心的监控主机相连。
根据本发明优选的，在步骤(2)中，所述烟雾传感器感应到火情信息时，所述烟雾传感器通过各自的ZigBee通信模块进行组网，将编号信号直接传输到所述数据读写器进行通信，最后数据读写器间通过跳转传输将所述编号信号传送到消防监控中心。
根据本发明优选的，所述的数据读写器为多个，分别与所述监控主机组成系统高层：每个数据读写器要同时对应多个zigbee通信模块进行通信。
本发明的优势在于：
本发明所述的控制系统可以及时的进行烟雾报警并自动开启火灾烟雾系统，适用于公共场所的建筑消防；针对现有消防系统的缺陷，提出利用物联网技术和太阳能作为备用电源，大大的方便了消防管理。既可以对消防产品进行各类信息的实时管理和控制，又可以在火灾市电断开时，及时的给消防系统提供电源，以便消防系统能够正常工作，确保人员安全逃生。
当有火情发生时，控制中心获得相应电子标签位置信息控制所有位置照明系统供电照明，报警系统发声报警，通知人员撤离火场。并联动控制天窗排烟系统启动相应编号的天窗开启或关闭电动液压系统，喷淋系统区域相应及周边位置编号喷淋头喷水灭火，防止火情扩散。
附图说明
图1是本发明的整体结构框图；
图2是本发明中RFID网络结构示意图；
图3是本发明中，所述传感器节点网络的结构图；
图4是市电和太阳能电源的切换框图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做详细的说明，但不限于此。
如图1-4所示。
实施例1、
一种基于太阳能电源和物联网技术的消防天窗控制系统，包括在建筑楼宇顶部安装的消防天窗、市电太阳能电源转换单元、传感器节点网络单元、智能终端单元和消防监控中心；
所述市电太阳能电源转换单元包括分别与城市电网和太阳能电池板相连的蓄电池组，所述蓄电池组在市电断供时通过逆变器和互投装置对用户负载供电；所述城市电网还直接通过互投装置对所述用户负载供电；
所述消防监控中心分别对所述蓄电池组和互投装置进行远程控制：当市电供应时，所述消防监控中心控制市电和太阳能电池板分别对蓄电池组进行充电，且消防监控中心控制互投装置选择城市电网对用户负载供电；当市电断供时，所述消防监控中心控制蓄电池组放电，且控制互投装置选择蓄电池组通过逆变器、互投装置直接对用户负载供电；
所述传感器节点网络单元包括分布安装在建筑楼宇中的多个烟雾传感器和与所述每个烟雾传感器相连的zigbee通信模块，所述zigbee通信模块具有预设编号，当所述烟雾传感器感应到烟雾时，通过zigbee通信模块向消防监控中心发出编号信号；
所述消防监控中心包括监控主机，在所述监控主机上通过标准接口连接有数据读写器，用于接收zigbee通信模块发出的编号信号；在所述监控主机内预设编写入每个烟雾传感器的地理位置及对应zigbee通信模块的编号，当所述数据读写器接收zigbee通信模块发出的编号信号时，所述消防监控中心将编号自动转换为预设的地理位置信息，以获取建筑楼宇中具体失火出烟位置；
所述智能终端单元包括安装在建筑楼宇内的喷淋设备、报警设备及应急照明设备；所述喷淋设备、报警设备及应急照明设备分别通过所述互投装置供电，所述喷淋设备、报警设备及应急照明设备开启或关闭受控于所述消防监控中心；
所述消防天窗通过所述互投装置供电，所述消防天窗开启或关闭受控于所述消防监控中心。
实施例2、
一种如实施例1所述系统在楼宇消防中的工作方法，包括步骤如下：
(2)所述建筑楼宇内烟雾传感器实时感应环境内有无火情烟雾；
(2)当所述建筑楼宇内烟雾传感器感应到环境内有火情烟雾时，所述烟雾传感器通过zigbee通信模块向消防监控中心发出编号信号；
所述消防监控中心包括监控主机，在所述监控主机上通过标准接口连接有数据读写器，用于接收zigbee通信模块发出的编号信号；在所述监控主机内预设编写入每个烟雾传感器的地理位置及对应zigbee通信模块的编号，当所述数据读写器接收zigbee通信模块发出的编号信号时，所述消防监控中心将编号自动转换为预设的地理位置信息，以获取建筑楼宇中具体失火出烟位置；
(3)所述消防监控中心控制该失火位置处的喷淋设备、照明设备和报警设备开启；所述消防监控中心控制所述消防天窗开启；
(4)所述消防监控中心实时通过有线网络监控建筑楼宇中的市电供应：
当市电供应时，所述消防监控中心控制市电和太阳能电池板分别对蓄电池组进行充电，且消防监控中心控制互投装置选择城市电网对用户负载供电，同时也对所述喷淋设备、照明设备、报警设备和消防天窗供电；
当市电断供时，所述消防监控中心控制蓄电池组放电，且控制互投装置选择蓄电池组通过逆变器、互投装置直接对用户负载供电，同时也对所述喷淋设备、照明设备、报警设备和消防天窗供电。
所述喷淋设备、照明设备、报警设备和消防天窗分别通过CAN现场总线与所述消防监控中心的监控主机相连。
在步骤(2)中，所述烟雾传感器感应到火情信息时，所述烟雾传感器通过各自的ZigBee通信模块进行组网，将编号信号直接传输到所述数据读写器进行通信，最后数据读写器间通过跳转传输将所述编号信号传送到消防监控中心。
所述的数据读写器为多个，分别与所述监控主机组成系统高层：每个数据读写器要同时对应多个zigbee通信模块进行通信。
Claims (4)
1.一种基于太阳能电源和物联网技术的消防天窗控制系统在楼宇消防中的工作方法，所述基于太阳能电源和物联网技术的消防天窗控制系统，包括在建筑楼宇顶部安装的消防天窗、市电太阳能电源转换单元、传感器节点网络单元、智能终端单元和消防监控中心；
所述市电太阳能电源转换单元包括分别与城市电网和太阳能电池板相连的蓄电池组，所述蓄电池组在市电断供时通过逆变器和互投装置对用户负载供电；所述城市电网还直接通过互投装置对所述用户负载供电；
所述消防监控中心分别对所述蓄电池组和互投装置进行远程控制：当市电供应时，所述消防监控中心控制市电和太阳能电池板分别对蓄电池组进行充电，且消防监控中心控制互投装置选择城市电网对用户负载供电；当市电断供时，所述消防监控中心控制蓄电池组放电，且控制互投装置选择蓄电池组通过逆变器、互投装置直接对用户负载供电；
所述传感器节点网络单元包括分布安装在建筑楼宇中的多个烟雾传感器和与所述每个烟雾传感器相连的zigbee通信模块，所述zigbee通信模块具有预设编号，当所述烟雾传感器感应到烟雾时，通过zigbee通信模块向消防监控中心发出编号信号；
所述消防监控中心包括监控主机，在所述监控主机上通过标准接口连接有数据读写器，用于接收zigbee通信模块发出的编号信号；在所述监控主机内预设编写入每个烟雾传感器的地理位置及对应zigbee通信模块的编号，当所述数据读写器接收zigbee通信模块发出的编号信号时，所述消防监控中心将编号自动转换为预设的地理位置信息，以获取建筑楼宇中具体失火出烟位置；
所述智能终端单元包括安装在建筑楼宇内的喷淋设备、报警设备及应急照明设备；所述喷淋设备、报警设备及应急照明设备分别通过所述互投装置供电，所述喷淋设备、报警设备及应急照明设备开启或关闭受控于所述消防监控中心；
所述消防天窗通过所述互投装置供电，所述消防天窗开启或关闭受控于所述消防监控中心；
其特征在于，所述工作方法包括步骤如下：
（1）所述建筑楼宇内烟雾传感器实时感应环境内有无火情烟雾；
（2）当所述建筑楼宇内烟雾传感器感应到环境内有火情烟雾时，所述烟雾传感器通过zigbee通信模块向消防监控中心发出编号信号；
所述消防监控中心包括监控主机，在所述监控主机上通过标准接口连接有数据读写器，用于接收zigbee通信模块发出的编号信号；在所述监控主机内预设编写入每个烟雾传感器的地理位置及对应zigbee通信模块的编号，当所述数据读写器接收zigbee通信模块发出的编号信号时，所述消防监控中心将编号自动转换为预设的地理位置信息，以获取建筑楼宇中具体失火出烟位置；
（3）所述消防监控中心控制该失火出烟位置处的喷淋设备、照明设备和报警设备开启；所述消防监控中心控制所述消防天窗开启；
（4）所述消防监控中心实时通过有线网络监控建筑楼宇中的市电供应：
当市电供应时，所述消防监控中心控制市电和太阳能电池板分别对蓄电池组进行充电，且消防监控中心控制互投装置选择城市电网对用户负载供电，同时也对所述喷淋设备、照明设备、报警设备和消防天窗供电；
当市电断供时，所述消防监控中心控制蓄电池组放电，且控制互投装置选择蓄电池组通过逆变器、互投装置直接对用户负载供电，同时也对所述喷淋设备、照明设备、报警设备和消防天窗供电。
2.根据权利要求1所述的工作方法，其特征在于，所述喷淋设备、照明设备、报警设备和消防天窗分别通过CAN现场总线与所述消防监控中心的监控主机相连。
3.根据权利要求1所述的工作方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述烟雾传感器感应到火情信息时，所述烟雾传感器通过各自的ZigBee通信模块进行组网，将编号信号直接传输到所述数据读写器进行通信，最后数据读写器间通过跳转传输将所述编号信号传送到消防监控中心。
4.根据权利要求1所述的工作方法，其特征在于，所述的数据读写器为多个，分别与所述监控主机组成系统高层：每个数据读写器要同时对应多个zigbee通信模块进行通信。
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