CN104315473A - 一种智能疏散应急指示系统以及指示方法 - Google Patents

一种智能疏散应急指示系统以及指示方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种智能疏散应急指示系统及智能疏散应急指示方法，属于消防安全技术领域，本发明智能疏散应急指示系统，包括上位机、专用应急电源、应急电源分配装置、若干应急照明灯和通信控制设备，所述上位机与通信控制设备通过信号通讯模块相连接，通信控制设备通过信号通讯模块与若干应急照明灯相连接，所述应急电源分配装置与专用应急电源和若干应急照明灯电连接。本发明还包括智能疏散应急指示方法，本发明的有益效果是能准确、迅速的为火灾现场的人员疏散逃生提供路线指示和应急照明。

Description

一种智能疏散应急指示系统以及指示方法
技术领域
本发明属于消防安全技术领域，尤其是涉及一种智能疏散应急指示系统以及指示方法。
背景技术
随着当前社会经济的快速发展，现代化城市高楼林立。建筑物的规模越来越大，要求功能越来越多，结构也越来越复杂化，对此产生的消防应急疏散问题也越来越多。在火灾现场，首先要求现场人员的快速安全的撤离，因此一套的快速逃生救援系统对于人民的生命安全至关重要。在现有技术中，采用集中供电和集中管理的消防应急疏散逃生系统，集中电源的消防应急疏散逃生系统出现为应急消防疏散指示灯的检测维护工作提供很大的方便，解决了对消防应急疏散灯具内电池、光源的检测维护的问题，系统可以对于灯内电池、光源的状态等进行有效的实时监测，还可以对灯内电池进行定期维护，减少灯具的故障率，也大大延长了消防应急疏散灯具的使用寿命。但同时也存在以下技术问题：
1.集中供电的电源本身或线路等出现故障，会影响一片区域甚至整栋建筑的应急消防疏散指示灯，轻则应急备用时间达不到要求，重则消防应急疏散区域在事故时一团漆黑。
2.集中电源的消防应急疏散逃生系统探测到火灾信息后触发报警，报警的区域在现场疏散过程中将一直视为危险区域，将关闭这片区域消防设备，也不会对以火灾现场的变化进行观察进行逃生路线的变化。
3.在逃生的过程中需要一套可靠而且快速的人员逃生路线。如果按照实现规划好的逃生路线进行疏散，但对火灾环境的不明朗，会做出一些错误的指引。
发明内容
本发明的主要目的在于解决现有技术中存在的技术问题，提供一种能准确、迅速的为火灾现场的人员疏散逃生提供路线指示和应急照明，为后续的火灾扑救和人员救援提供方便的智能疏散指示系统以及指示方法。
本发明的技术方案是：一种智能疏散应急指示系统，包括上位机、专用应急电源、应急电源分配装置、若干应急照明灯和通信控制设备，所述上位机与通信控制设备通过信号通讯模块相连接，通信控制设备通过信号通讯模块与若干应急照明灯相连接，所述应急电源分配装置与专用应急电源和若干应急照明灯电连接；所述上位机通过通信控制设备接收应急照明灯探测到的周围温度和烟雾等信息数据，并计算出建筑物最快的逃生路线下发命令至通信控制设备，通信控制设备控制该楼层内应急照明灯的开启。
所述的应急照明灯包括微控器模块、应急灯输出模块、传感器模块、电源模块、灯具通讯模块和应急照明灯具；所述微处理器模块分别与所述应急灯输出模块，电源模块，传感器模块和灯具通讯模块相连接，所述应急灯输出模块与应急照明灯具相连接；所述传感器模块将探测到的周围温度和烟雾等信息传递给微控器模块，微控器模块通过灯具通讯模块将信息传递给上位机。
所述的传感器模块包括烟雾传感器模块和温度传感器模块。
所述的电源模块包括电池和电源管理模块，所述应急照明灯通过电源管理模块接受外部电源供电或在外部电源不足时由内部电池供电。
所述的信号通讯模块和灯具通讯模块均包括CAN总线通讯模块和无线网络通讯模块，所述通信控制设备通过CAN总线通讯模块或无线网络通讯模块与上位机或应急照明灯进行通讯。
所述的应急照明灯具包括方向指示灯和照明灯，所述的方向指示灯和照明灯均为LED灯。
一种智能疏散应急指示方法，应用在如上述所述的智能疏散应急指示系统中，包括如下步骤：
a、智能疏散应急指示系统初始化启动；
b、应急照明灯的传感器模块对周围温度和烟雾浓度信息进行探测；
c、应急照明灯的微控器模块对是否达到预设条件进行判断，否的话，进入步骤b，是的话，进入下一步；
d、应急照明灯的微控器模块通过灯具通讯模块将信息传到上位机同时上位机判断是否有至少两个应急照明灯发出报警，否的话，上位机通知管理员查看有无火灾发生，由管理员确定是否启动智能应急指示系统，是的话，进入下一步；
e、上位机发出全区域报警并对火灾是否发生在顶楼进行判断，否的话，进入步骤h，上位机指示向着火层的楼上或楼下确定逃生路线并下发指令到通信控制设备，是的话，进入下一步；
f、上位机向着火层楼下确定逃生路线并下发指令到通信控制设备；
g、通信控制设备则控制应急照明灯的方向指示灯和照明灯进行疏散引导和照明工作，完成后返回步骤b。
进一步，在所述步骤c中，所述预设条件为下列条件的一种或几种：应急照明灯处的温度＞60度，应急照明灯处温度每秒钟上升0.6度，烟雾传感器探测到空气中CO加上CO2的浓度≥0.06％。
进一步，在步骤h后，还包括步骤h1，上位机对火灾是否发生在着火层逃生楼梯处进行判断，是的话则绕开该逃生楼梯，确定逃生路线并下发指令到通信控制设备，并进入步骤g。
进一步，在步骤d中，管理员确定是否启动智能应急指示系统，是的话，进入步骤e，否的话，进入步骤b。
本发明的优点如下：
(1)、本发明所述的一种智能疏散应急指示系统以及指示方法，上位机通过通信控制设备接收应急照明灯探测到的周围温度和烟雾等信息数据，确定火灾发生区域，并计算出建筑物最短的逃生路线，下发命令至通信控制设备，通信控制设备控制该楼层内每个应急照明灯得照明灯的开启和方向指示灯的指示工作，能准确、迅速的为火灾现场的人员疏散逃生提供路线指示和应急照明。
(2)、本发明所述的一种智能疏散应急指示方法,根据现场采集的实时火情持续调整、而非一次性确定逃生的路线，同时人工辨别误报火灾、楼顶或楼中层着火的区别策略设计、逃生线路的楼梯口着火情况的紧急处理，这样将有助于进一步提高现场人员逃生的可能性。
(3)、本发明所述的一种智能疏散应急指示系统，在每层楼道内设置专用应急电源和应急电源分配装置，解决了当集中供电的电源本身或线路等出现故障，会影响一片区域甚至整栋建筑的应急消防疏散指示灯的问题。
(4)、本发明所述的一种智能疏散应急指示系统，如果应急照明灯的CAN总线通讯模块受损，受损的应急照明灯则采用无线网络通讯模块通讯。如果上位机受损或通信控制设备与上位机无法连接，外界主机可通过无线网络通讯模块或CAN总线通讯模块与应急照明灯或通信控制设备的相连，从而了解建筑物内的受灾情况，大大增加整个系统的可靠性和稳定性。
附图说明
图1是本发明的智能疏散应急指示系统的原理框图；
图2是本发明的智能疏散应急指示系统中应急照明灯的原理框图；
图3是本发明的智能疏散应急指示方法的流程图；
图4是本发明的智能疏散应急指示系统在楼层的布置示意图；
图5是本发明的智能疏散应急指示方法的路线示意图。
具体实施方式
以下结合附图1-5对本发明做进一步描述：
本发明的技术方案涉及智能疏散应急指示系统和智能疏散应急指示方法二个主题，以下做详细阐述。
如图1所示，一种智能疏散应急指示系统，包括上位机、专用应急电源、应急电源分配装置、若干应急照明灯和通信控制设备，所述上位机与通信控制设备通过信号通讯模块相连接，通信控制设备通过信号通讯模块与若干应急照明灯相连接，所述应急电源分配装置与专用应急电源和若干应急照明灯电连接；所述上位机通过通信控制设备接收应急照明灯探测到的周围温度和烟雾等信息数据，并计算出建筑物最快的逃生路线下发命令至通信控制设备，通信控制设备控制该楼层内应急照明灯的开启。
在建筑物的每个楼层设置一台专用应急电源和应急电源分配装置，应急照明灯根据楼道的具体情况设置数量，但在每个楼道靠近外边附近设置一个通信控制设备，如果上位机受损或通信控制设备与上位机无法连接，外界主机可通过无线网络通讯模块或CAN总线通讯模块与应急照明灯或通信控制设备的相连，从而了解建筑物内的受灾情况，通信控制设备用于该楼层的应急照明灯之间的通信的控制。
如图2所示，所述的应急照明灯包括微控器模块、应急灯输出模块、传感器模块、电源模块、灯具通讯模块和应急照明灯具；所述微处理器模块分别与所述应急灯输出模块，电源模块，传感器模块和灯具通讯模块相连接，所述应急灯输出模块与应急照明灯具相连接；所述传感器模块将探测到的周围温度和烟雾等信息传递给微控器模块，微控器模块通过灯具通讯模块将信息传递给上位机。所述的传感器模块包括烟雾传感器模块和温度传感器模块。所述的电源模块包括电池和电源管理模块，所述应急照明灯通过电源管理模块接受外部电源供电或在外部电源不足时由内部电池供电。所述的信号通讯模块和灯具通讯模块均包括CAN总线通讯模块和无线网络通讯模块，所述通信控制设备通过CAN总线通讯模块或无线网络通讯模块与上位机或应急照明灯进行通讯。所述的应急照明灯具包括方向指示灯和照明灯，所述的方向指示灯和照明灯均为LED灯。
CAN总线通讯模块由MCP2515通信控制器，TJA1050T总线驱动器，光电隔离6N137和收发器TJA1051T组成，无线网络通讯模块采用NF905及其外围电路组成。nRF905采用Nordic公司的VLSI ShockBurst技术。ShockBurst技术使nRF905能够提供高速的数据传输，而不需要昂贵的高速MCU来进行数据处理/时钟覆盖。它主要工作于433MHz、868MHz和915MHz的ISM频段，使得无线接入装置可以自主的选择适合的频段进行通信。芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块，输出功率和通信频道可通过程序进行配置。
如图3-5所示，本发明还提供了一种智能疏散应急灯指示方法，应用在如上智能疏散应急指示系统中，包括如下步骤：
a、智能疏散应急指示系统初始化启动；
b、应急照明灯的传感器模块对周围温度和烟雾浓度信息进行探测；
c、应急照明灯的微控器模块对是否达到预设条件进行判断，否的话，进入步骤b，是的话，进入下一步；
d、应急照明灯的微控器模块通过灯具通讯模块将信息传到上位机同时上位机判断是否有至少两个应急照明灯发出报警，否的话，上位机通知管理员查看有无火灾发生，由管理员确定是否启动智能应急指示系统，是的话，进入下一步；
e、上位机发出全区域报警并对火灾是否发生在顶楼进行判断，否的话，进入步骤h，上位机指示向着火层的楼上或楼下确定逃生路线并下发指令到通信控制设备，是的话，进入下一步；
f、上位机向着火层楼下确定逃生路线并下发指令到通信控制设备；
g、通信控制设备则控制应急照明灯的方向指示灯和照明灯进行疏散引导和照明工作，完成后返回步骤b。
进一步，在所述步骤b中，所述预设条件为下列条件的一种或几种：应急照明灯处的温度＞60度，应急照明灯处温度每秒钟上升0.6度，烟雾传感器探测到空气中CO加上CO2的浓度≥0.06％。
进一步，在步骤h后，还包括步骤h1，上位机对火灾是否发生在着火层逃生楼梯处进行判断，是的话则绕开该逃生楼梯，确定逃生路线并下发指令到通信控制设备，并进入步骤g。
进一步，在步骤d中，管理员确定是否启动智能应急指示系统，是的话，进入步骤e，否的话，进入步骤b。
上位机通过通信控制设备接收应急照明灯探测到的周围温度和烟雾等信息数据，确定火灾发生区域，并计算出建筑物最短的逃生路线，下发命令至通信控制设备，通信控制设备控制该楼层内每个应急照明灯得照明灯的开启和方向指示灯的指示工作，能准确、迅速的为火灾现场的人员疏散逃生提供路线指示和应急照明。在确定逃生路线时，现场采集实时火情持续调整，而非一次性确定逃生的路线，这样将有助于进一步提高现场人员逃生的可能性。
火灾发生时，智能疏散应急指示系统将温度高于60度的应急照明灯的周围认定属于火灾范围。并轮询建筑物内的应急照明灯，确定火灾的范围。以图4-图5为实施例描述逃生路线，所述节点Pn为应急照明灯位置，所述Dn为相邻应急照明灯之间距离。
如果火灾在节点P24处发生火灾，在图5中用方框框起来的地方，上位机查看该楼层是否为顶层，如果是则以该楼层火灾相邻的P23和P25为起点，以P12和P16为终点确定逃生路线；如果不是，则查看火灾发生区域是否在逃生楼梯处发生火灾，如果是则以上一个楼层未发生火灾的楼梯口和该楼层火灾相邻的节点作为起点，在图5中以节点P32，P36和节点P23，P25为起点，以没有火灾发生的下一个楼梯口为终点，图5中以P12和P16为终点。通过上位机计算这两条逃生路线的长度，从而选取以P32和P23到P12的逃生路线和P36，P25到P16的逃生路线。在规划路线中，首先比较路线中的节点处应急照明灯的数量，如果节点数量之差超过设定值，在图5中设定值为3，则将该路线抛弃，这样减少计算量。按上面的方法就确定了起点到终点的逃生路线。其他未确定的节点指示方向则安最初的设置路线指示逃生方向。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种智能疏散应急指示系统，其特征在于：包括上位机、专用应急电源、应急电源分配装置、若干应急照明灯和通信控制设备，所述上位机与通信控制设备通过信号通讯模块相连接，通信控制设备通过信号通讯模块与若干应急照明灯相连接，所述应急电源分配装置与专用应急电源和若干应急照明灯电连接；所述上位机通过通信控制设备接收应急照明灯探测到的周围温度和烟雾等信息数据，并计算出建筑物最快的逃生路线下发命令至通信控制设备，通信控制设备控制该楼层内应急照明灯的开启。
2.根据权利要求1所述的智能疏散应急指示系统，其特征在于：所述的应急照明灯包括微控器模块、应急灯输出模块、传感器模块、电源模块、灯具通讯模块和应急照明灯具；所述微处理器模块分别与所述应急灯输出模块，电源模块，传感器模块和灯具通讯模块相连接，所述应急灯输出模块与应急照明灯具相连接；所述传感器模块将探测到的周围温度和烟雾等信息传递给微控器模块，微控器模块通过灯具通讯模块将信息传递给上位机。
3.根据权利要求2所述的智能疏散应急指示系统，其特征在于：所述的传感器模块包括烟雾传感器模块和温度传感器模块。
4.根据权利要求2所述的智能疏散应急指示系统，其特征在于：所述的电源模块包括电池和电源管理模块，所述应急照明灯通过电源管理模块接受外部电源供电或在外部电源不足时由内部电池供电。
5.根据权利要求2所述的智能疏散应急指示系统，其特征在于：所述的信号通讯模块和灯具通讯模块均包括CAN总线通讯模块和无线网络通讯模块，所述通信控制设备通过CAN总线通讯模块或无线网络通讯模块与上位机或应急照明灯进行通讯。
6.根据权利要求2所述的智能疏散应急指示系统，其特征在于：所述的应急照明灯具包括方向指示灯和照明灯，所述的方向指示灯和照明灯均为LED灯。
7.一种智能疏散应急指示方法，应用在如权利要求1-6中任意一项的智能疏散应急指示系统中，其特征在于：包括如下步骤：
a、智能疏散应急指示系统初始化启动；
b、应急照明灯的传感器模块对周围温度和烟雾浓度信息进行探测；
c、应急照明灯的微控器模块对是否达到预设条件进行判断，否的话，进入步骤b，是的话，进入下一步；
d、应急照明灯的微控器模块通过灯具通讯模块将信息传到上位机同时上位机判断是否有至少两个应急照明灯发出报警，否的话，上位机通知管理员查看有无火灾发生，由管理员确定是否启动智能应急指示系统，是的话，进入下一步；
e、上位机发出全区域报警并对火灾是否发生在顶楼进行判断，否的话，进入步骤h，上位机指示向着火层的楼上或楼下确定逃生路线并下发指令到通信控制设备，是的话，进入下一步；
f、上位机向着火层楼下确定逃生路线并下发指令到通信控制设备；
g、通信控制设备则控制应急照明灯的方向指示灯和照明灯进行疏散引导和照明工作，完成后返回步骤b。
8.根据权利要求7所述的智能疏散应急指示方法，其特征在于：在所述步骤c中，所述预设条件为下列条件的一种或几种：应急照明灯处的温度＞60度，应急照明灯处温度每秒钟上升0.6度，烟雾传感器探测到空气中CO加上CO2的浓度≥0.06％。
9.根据权利要求7所述的智能疏散应急指示方法，其特征在于：在步骤h后，还包括步骤h1，上位机对火灾是否发生在着火层逃生楼梯处进行判断，是的话则绕开该逃生楼梯，确定逃生路线并下发指令到通信控制设备，并进入步骤g。
10.根据权利要求7所述的智能疏散应急指示方法，其特征在于：在步骤d中，管理员确定是否启动智能应急指示系统，是的话，进入步骤e，否的话，进入步骤b。
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