CN106993358A - 一种基于无线通信的多用途应急灯智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无线通信的多用途应急灯智能控制系统，包括：主控模块、输出适配器模块、充放电控制模块、电池参数采集模块、电源模块、照明灯具模块、信号检测模块、显示报警模块、人机交互模块、存储模块、通信模块、移动接收控制终端。本发明可以自动根据需要及时控制应急灯的关闭，实时反馈相关参数信息，电池的充放电切换自如，输出适配器具有多路输出，输出电流电压较为稳定，有效延长了电池和灯具的使用寿命，同时人机交互系统在危险情况时提供对外联系渠道，通过双向语音传输系统能够大大减少救援时间，管控准确灵敏效率高、控制智能灵活耗能少，具有较广泛的应用前景。

Description

一种基于无线通信的多用途应急灯智能控制系统

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，具体涉及一种基于无线通信的多用途应急灯智能控制系统。

背景技术

现有技术的应急灯缺乏监控，其状态无法被检测，应急灯也没有与外界网络的通信功能。现有的自带电源独立控制型应急灯里的电池用几个月就要人工做一次充放电循环，不然电池寿命就会缩短很快，但这样维护就很不方便。另外，现有的应急灯都是在停电时才会亮灯，即使是该应急灯所处的地方昏暗无光，该应急灯也不会提供照明。

另外现有技术中的应急灯，在紧急情况出现时，会立即启动应急照明，使人们不能快速区分应急照明情况还是正常照明情况，在某些特定场合，断电后不能进行及时操作可能照成严重的后果。同时现有的充电模式或者充电电路难以满足普适性使用的需要，并且电池电压一有降低就进行充电，由于充放电的频繁而导致供电电池的使用寿命缩短。

目前在发生火灾的时候，建筑内部市电供电将被切断，只有消防应急系统启动，并通过应急电源，此时即只有消防应急设备拥有电源；此时，消防员进入建筑内部，消防员与指挥中心或者消防员之间，只能通过对讲机进行联络；由于建筑结构的复杂，在很多建筑内部的局部，信号被屏蔽，无法实现可靠对讲；此时消防员就处危险的境地；同时，建筑内部的人员也需要及时和指挥中心联系，以便及时获得救援，但是，目前位置还没有一种可靠的方法能保证发生火灾时，建筑内部对讲系统能够的可靠运行。

现有的消防应急灯具应急电源充电控制模块存在以下不足之处：1、供电方式单一，一般只能进行市电供电，一旦市电供电出现故障，便无法保证应急灯的正常工作，电路工作稳定性和可靠性差，直接造成不可估量的安全隐患；2、充电方式单一，不能对不同容量的、不同电压的蓄电池组进行充电；3、充电电流、电压固定，充电过程中易超出蓄电池组的容量或是出现虚满的情况，导致蓄电池组的寿命缩短，且充电损耗大。

由此可见，上述现有的应急灯控制系统在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供基于无线通信的多用途应急灯智能控制系统，该智能控制系统可以自动根据需要及时控制应急灯的关闭，实时反馈相关参数信息，电池的充放电切换自如，输出适配器具有多路输出，输出电流电压较为稳定，有效延长了电池和灯具的使用寿命，同时人机交互系统在危险情况时提供对外联系渠道，通过双向语音传输系统能够大大减少救援时间，管控准确灵敏效率高、控制智能灵活耗能少，具有较广泛的应用前景。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明提供了一种基于无线通信的多用途应急灯智能控制系统，包括：主控模块、输出适配器模块、充放电控制模块、电池参数采集模块、电源模块、照明灯具模块、信号检测模块、显示报警模块、人机交互模块、存储模块、通信模块、移动接收控制终端；

所述主控模块用于接收处理信号检测模块、电池参数采集模块检测到的数据、人机交互模块输入的信号以及通信模块接收的移动接收控制终端发出的控制信号，并根据分析处理后的结果对输出适配器模块、充放电控制模块、电源模块、照明灯具模块、显示报警模块、存储模块发出相应的指令信号；

所述输出适配器模块具有多路输出，用于将电源模块输入的较宽范围电压或电流进行调制整流，输出多路互补干扰的不同电压或电流用以给各模块提供电力供应；

所述电源模块包括市电模块和蓄电池模块，用于向适配器模块提供市电，以及在电力异常或者主控模块发出相应指令时利用蓄电池给系统提供必要的电力来源；

所述充放电控制模块包括电流检测电路、可控硅调压器、全桥整流器、蓄电池充电电路，用于根据主控模块的指令控制电源模块在充放电工作状态中合理切换，以及能够根据电池参数采集模块的反馈信号设定不同的最大充电电流、不同的充电电压；

所述电池参数采集模块用于采集蓄电池模块的电压、容量、温度数据送入主控模块以供调用处理；

所述照明灯模块用于提供用户所需亮度、颜色的应急灯具；

所述信号检测模块包括烟雾传感器、光亮度传感器、温度传感器、湿度传感器、热释电红外传感器、摄像头；用于采集烟雾浓度、光亮度、温度、湿度、人类活动数据以及现场视频画面送入主控模块或者存储模块等待数据处理；

所述显示报警模块用来实时显示应急灯的工作状态、相应的环境参数以及电参数，并在相关参数超过预定阈值时发出相应的报警铃声或者语音提醒；

所述人机交互模块与主控模块相连，包括输入界面、用于采集现场音频信号的语音输入模块和语音输出模块，所述输入界面用于人工输入工作时间，包括延时以及定时时间，语音输入模块和语音输出模块用于在危险情况时提供对外联系渠道；

所述存储模块用来存储信号检测模块采集的烟雾浓度、光亮度、温度、湿度、人类活动数据以及现场视频画面和预先设置的控制程序，以供主控模块调用；

所述通信模块用于向移动接收控制终端或者消防监控中心发送采集处理的烟雾浓度、光亮度、温度、湿度、人类活动数据以及现场视频画面或者接收移动接收控制终端的指令信息送入主控模块以供调用；

所述移动接收控制终端用于实时接收系统电压、电流、烟雾浓度、光亮度温度、湿度、人类活动数据以及现场视频画面，并根据需要人为远程设定管控参数以供主控模块调用。

优选地，所述主控模块为FPGA、ARM、DSP中的一种。

优选地，所述输出适配器模块包括整流滤波电路、开关振荡电路、多路高频脉宽调制电压电路、低压整流滤波电路、DC 取样电路、震荡和脉宽调制控制电路，以及DC 输出电路组；整流滤波电路的输入与外部市电或蓄电池组连接，整流滤波电路的输出与开关振荡电路的一路输入连接，开关振荡电路的输出通过多路高频脉宽调制电压电路与低压整流滤波电路的输入相连，低压整流滤波电路的输出分别与DC 取样电路、DC 输出电路组的输入相连，DC 取样电路的一路输出与DC 输出电路相连，DC 取样电路的另一路输出与震荡和脉宽调制控制电路的输入相连，震荡和脉宽调制控制电路的输出与开关振荡电路的另一路输入连接。

优选地，所述存储模块包括随机存储器模块、SD卡模块、USB接口模块，所述随机存储器模块用于与主控模块的配合使用以增加内存和数据处理的速度，所述SD卡模块用于长时间存储采集的各种数据，所述USB接口模块方便导出复制数据。

优选地，所述显示报警模块包括LED电子显示屏、语音播报模块、报警灯以及报警呼叫器。

优选地，所述应急灯具为LED灯。

优选地，所述通信模块包括WiFi通信模块和Zigbee 通信模块。

优选地，所述移动接收控制终端包括移动接收设备和安装在设备上的APP；

所述移动接收设备为智能手环、智能手机、平板电脑中的一种。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明的一种基于无线通信的多用途应急灯智能控制系统的主控模块采用了FPGA、ARM、DSP中的一种微处理器，其功耗较小、可靠性性较高、编程简单、效率较高、价格较低、数据处理速度较快、指令执行速度更快，能够有效提高管控系统的灵敏度和可靠性，降低的能耗，节约了资源。

（2）本发明的一种基于无线通信的多用途应急灯智能控制系统的输出适配器模块，可接受的电源输入范围宽，同时适配器具有多路输出，可以输出多路不同的直流电压，并有相互隔离的直流电压，互不影响，输出的稳压或稳流电能够有效提高整个系统工作的可靠性，同时能够延长各个模块特备是灯具模块的使用寿命。

（3）本发明的一种基于无线通信的多用途应急灯智能控制系统中的充放电控制模块对不同容量蓄电池模块设定不同的最大充电电流，对不同电压的蓄电池模块设置不同的充电电压，当蓄电池模块电压较低时，在设定的最大电流下充电，随着蓄电池模块电压的不断增加，充电电流随之减小，最终将蓄电池模块恒定在一个设定的电压值上，进行浮充，避免超出蓄电池模块的容量或出现虚满，能够最大程度的保护电池，节约了资源，减少了能耗、延长了电池的使用寿命

（4）本发明的一种基于无线通信的多用途应急灯智能控制系统的信号检测模块能够有效采集温度、湿度、烟雾浓度、光亮度、红外传感数据，使得消防应急灯不仅在停电时亮灯，同时在环境光很暗时，或者有人的活动声音时，或者现场烟雾过大有火灾迹象，照明灯具模块也会亮灯，从而实现了智能管控的功能，另一方面视频监控的引入能够实时监控现场情况，不仅在火灾发生时能够第一时间掌握最新情况，平时也具有防盗监控的作用。

（5）本发明的一种基于无线通信的多用途应急灯智能控制系统中设置的人机交互系统可以为被困在火场的人员提供可信赖的对外联系渠道；通过双向语音传输可以让被困人员报告自身的状态、人员数量，受伤与否，提高了消防救援的效率。

（6）本发明的一种基于无线通信的多用途应急灯智能控制系统采用的通信模块包括WiFi通信模块和Zigbee通信模块能够无线传输数据，一方面减少了施工难度，另一方面能够实时的与移动接收控制终端进行通信，将相关信息传送给移动接收控制终端的同时还能够接收移动接收控制终端，大大提高了发明的控制系统的监控效果和功能。

（7）本发明的一种基于无线通信的多用途应急灯智能控制系统中采用的显示报警模块包括LED电子显示屏、语音播报模块、报警灯以及报警呼叫器，能够使工作人员直观的掌握到电压、电流、烟雾浓度、光亮度数据，并能根据危险等级进行语音播报和鸣笛警报，大大提高了整个消防应急灯管控系统的效率和功能。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的一种基于无线通信的多用途应急灯智能控制系统示意图；

图2为本发明的一种基于无线通信的多用途应急灯智能控制系统的输出适配器模块示意图；

图3为本发明的一种基于无线通信的多用途应急灯智能控制系统的充放电控制模块示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示，本实施例中提供了一种基于无线通信的多用途应急灯智能控制系统，包括：主控模块1、输出适配器模块2、充放电控制模块3、电池参数采集模块4、电源模块5、照明灯具模块6、信号检测模块7、显示报警模块8、人机交互模块9、存储模块10、通信模块11、移动接收控制终端12；

所述主控模块1用于接收处理信号检测模块7、电池参数采集模块4检测到的数据、人机交互模块9输入的信号以及通信模块11接收的移动接收控制终端12发出的控制信号，并根据分析处理后的结果对输出适配器模块2、充放电控制模块3、电源模块5、照明灯具模块6、显示报警模块8、存储模块10发出相应的指令信号；

所述输出适配器模块2具有多路输出，用于将电源模块5输入的较宽范围电压或电流进行调制整流，输出多路互补干扰的不同电压或电流用以给各模块提供电力供应；

所述电源模块5包括市电模块和蓄电池模块，用于向适配器模块2提供市电，以及在电力异常或者主控模块发出相应指令时利用蓄电池给系统提供必要的电力来源；

所述充放电控制模块3包括电流检测电路31、可控硅调压器32、全桥整流器33、蓄电池充电电路34，用于根据主控模块1的指令控制电源模块5在充放电工作状态中合理切换，以及能够根据电池参数采集模块4的反馈信号设定不同的最大充电电流、不同的充电电压；

所述电池参数采集模块4用于采集蓄电池模块的电压、容量、温度数据送入主控模块1以供调用处理；

所述照明灯模块6用于提供用户所需亮度、颜色的照明光源；

所述信号检测模块7包括烟雾传感器、光亮度传感器、温度传感器、湿度传感器、热释电红外传感器、摄像头；用于采集烟雾浓度、光亮度、温度、湿度、人类活动数据以及现场视频画面送入主控模块1或者存储模块10等待数据处理；

所述显示报警模块8用来实时显示应急灯的工作状态、相应的环境参数以及电参数，并在相关参数超过预定阈值时发出相应的报警铃声或者语音提醒；

所述人机交互模块9与主控模块1相连，包括输入界面、用于采集现场音频信号的语音输入模块和语音输出模块，所述输入界面用于人工输入工作时间，包括延时以及定时时间，语音输入模块和语音输出模块用于在危险情况时提供对外联系渠道；

所述存储模块10用来存储信号检测模块采集7的烟雾浓度、光亮度、温度、湿度、人类活动数据以及现场视频画面和预先设置的控制程序，以供主控模块1调用；

所述通信模块11用于向移动接收控制终端12或者消防监控中心发送采集处理的烟雾浓度、光亮度、温度、湿度、人类活动数据以及现场视频画面或者接收移动接收控制终端12的指令信息送入主控模块1以供调用；

所述移动接收控制终端12用于实时接收系统电压、电流、烟雾浓度、光亮度温度、湿度、人类活动数据以及现场视频画面，并根据需要人为远程设定管控参数以供主控模块1调用。

本实施例中主控模块1为DSP微处理器。

本实施例中输出适配器模块2包括整流滤波电路21、开关振荡电路22、多路高频脉宽调制电压电路23、低压整流滤波电路24、DC 取样电路25、震荡和脉宽调制控制电路26，以及DC 输出电路27组；整流滤波电路21的输入与外部市电或蓄电池组连接，整流滤波电路21的输出与开关振荡电路22的一路输入连接，开关振荡电路22的输出通过多路高频脉宽调制电压电路23与低压整流滤波电路24的输入相连，低压整流滤波电路24的输出分别与DC 取样电路25、DC 输出电路组27的输入相连，DC 取样电路25的一路输出与DC 输出电路27相连，DC 取样电路25的另一路输出与震荡和脉宽调制控制电路26的输入相连，震荡和脉宽调制控制电路26的输出与开关振荡电路22的另一路输入连接。

本实施例中存储模块10包括随机存储器模块、SD卡模块、USB接口模块，所述随机存储器模块用于与主控模块的配合使用以增加内存和数据处理的速度，所述SD卡模块用于长时间存储采集的各种数据，所述USB接口模块方便导出复制数据。

本实施例中显示报警模块8包括LED电子显示屏、语音播报模块、报警灯以及报警呼叫器。

本实施例中照明灯具为LED灯。

本实施例中通信模块11包括WiFi通信模块和Zigbee 通信模块。

本实施例中移动接收控制终端12包括移动接收设备和安装在设备上的APP；

所述移动接收设备为智能手环、智能手机、平板电脑中的一种。

本发明的一种基于无线通信的多用途应急灯智能控制系统可以自动根据需要及时控制应急灯的关闭，实时反馈相关参数信息，电池的充放电切换自如，输出适配器具有多路输出，输出电流电压较为稳定，有效延长了电池和灯具的使用寿命，同时人机交互系统在危险情况时提供对外联系渠道，通过双向语音传输系统能够大大减少救援时间，管控准确灵敏效率高、控制智能灵活耗能少，具有较广泛的应用前景。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种基于无线通信的多用途应急灯智能控制系统，其特征在于，包括：主控模块、输出适配器模块、充放电控制模块、电池参数采集模块、电源模块、照明灯具模块、信号检测模块、显示报警模块、人机交互模块、存储模块、通信模块、移动接收控制终端；

所述主控模块用于接收处理信号检测模块、电池参数采集模块检测到的数据、人机交互模块输入的信号以及通信模块接收的移动接收控制终端发出的控制信号，并根据分析处理后的结果对输出适配器模块、充放电控制模块、电源模块、照明灯具模块、显示报警模块、存储模块发出相应的指令信号；

所述输出适配器模块具有多路输出，用于将电源模块输入的较宽范围电压或电流进行调制整流，输出多路互补干扰的不同电压或电流用以给各模块提供电力供应；

所述电源模块包括市电模块和蓄电池模块，用于向适配器模块提供市电，以及在电力异常或者主控模块发出相应指令时利用蓄电池给系统提供必要的电力来源；

所述充放电控制模块包括电流检测电路、可控硅调压器、全桥整流器、蓄电池充电电路，用于根据主控模块的指令控制电源模块在充放电工作状态中合理切换，以及能够根据电池参数采集模块的反馈信号设定不同的最大充电电流、不同的充电电压；

所述电池参数采集模块用于采集蓄电池模块的电压、容量、温度数据送入主控模块以供调用处理；

所述照明灯模块用于提供用户所需亮度、颜色的应急灯具；

所述信号检测模块包括烟雾传感器、光亮度传感器、温度传感器、湿度传感器、热释电红外传感器、摄像头；用于采集烟雾浓度、光亮度、温度、湿度、人类活动数据以及现场视频画面送入主控模块或者存储模块等待数据处理；

所述显示报警模块用来实时显示照明灯模块的工作状态、相应的环境参数以及电参数，并在相关参数超过预定阈值时发出相应的报警铃声或者语音提醒；

所述人机交互模块与主控模块相连，包括输入界面、用于采集现场音频信号的语音输入模块和语音输出模块，所述输入界面用于人工输入工作时间，包括延时以及定时时间，语音输入模块和语音输出模块用于在危险情况时提供对外联系渠道；

所述存储模块用来存储信号检测模块采集的烟雾浓度、光亮度、温度、湿度、人类活动数据以及现场视频画面和预先设置的控制程序，以供主控模块调用；

所述通信模块用于向移动接收控制终端或者消防监控中心发送采集处理的烟雾浓度、光亮度、温度、湿度、人类活动数据以及现场视频画面或者接收移动接收控制终端的指令信息送入主控模块以供调用；

所述移动接收控制终端用于实时接收系统电压、电流、烟雾浓度、光亮度温度、湿度、人类活动数据以及现场视频画面，并根据需要人为远程设定管控参数以供主控模块调用。

2.根据权利要求1所述的一种基于无线通信的多用途应急灯智能控制系统，其特征在于，所述主控模块为FPGA、ARM、DSP中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种基于无线通信的多用途应急灯智能控制系统，其特征在于，所述输出适配器模块包括整流滤波电路、开关振荡电路、多路高频脉宽调制电压电路、低压整流滤波电路、DC 取样电路、震荡和脉宽调制控制电路，以及DC 输出电路组；整流滤波电路的输入与外部市电或蓄电池组连接，整流滤波电路的输出与开关振荡电路的一路输入连接，开关振荡电路的输出通过多路高频脉宽调制电压电路与低压整流滤波电路的输入相连，低压整流滤波电路的输出分别与DC 取样电路、DC 输出电路组的输入相连，DC 取样电路的一路输出与DC 输出电路相连，DC 取样电路的另一路输出与震荡和脉宽调制控制电路的输入相连，震荡和脉宽调制控制电路的输出与开关振荡电路的另一路输入连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于无线通信的多用途应急灯智能控制系统，其特征在于，所述存储模块包括随机存储器模块、SD卡模块、USB接口模块，所述随机存储器模块用于与主控模块的配合使用以增加内存和数据处理的速度，所述SD卡模块用于长时间存储采集的各种数据，所述USB接口模块方便导出复制数据。

5.根据权利要求1所述的一种基于无线通信的多用途应急灯智能控制系统，其特征在于，所述显示报警模块包括LED电子显示屏、语音播报模块、报警灯以及报警呼叫器。

6.根据权利要求1所述的一种基于无线通信的多用途应急灯智能控制系统，其特征在于，所述应急灯具为LED灯。

7.根据权利要求1所述的一种基于无线通信的多用途应急灯智能控制系统，其特征在于，所述通信模块包括WiFi通信模块和Zigbee 通信模块。

8.根据权利要求1所述的一种基于无线通信的多用途应急灯智能控制系统，其特征在于，所述移动接收控制终端包括移动接收设备和安装在设备上的APP；

所述移动接收设备为智能手环、智能手机、平板电脑中的一种。