CN107121953A - 一种基于光伏发电的消防管控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于光伏发电的消防管控系统，包括：主控模块、光伏发电与市电输出模块、应急灯具模块、消防信号检测模块、电参数采集模块、显示报警模块、存储模块、通信模块、移动接收控制终端。本发明可以实时监控建筑楼栋中的各消防相关参数，并能根据异常情况及时发现通报火灾，打开应急照明以及逃生指示模块，并通过语音播报准确向逃生人群提供必要的现场信息，系统管控准确灵敏效率高、控制智能灵活耗能少，同时本发明的消防管控系统的电力来源为光伏发电技术与市电相结合，将光能转化为所需电能，缓解了能源压力，降低了污染达到了节能环保的效果，同时停电后能提供备用电源，增加了系统的抗风险性，具有较广泛的应用前景。

Description

一种基于光伏发电的消防管控系统

技术领域

本发明涉及通信控制系统技术领域，具体涉及一种基于光伏发电的消防管控系统。

背景技术

近年来，建筑楼宇的结构越来越趋于高层多功能化和复杂化，消防监控系统已成为大型楼宇所必需的装置。这种装置在发生火灾等紧急情况时，对于保证人员生命安全至关重要，因此受到各国重视并大力发展。消防报警系统又称火灾报警系统，消防自动报警系统一般由火灾报警主机、火灾特征或火灾早期特征传感器、人工火灾报警设备、输出控制设备组成。传感器完成对火灾特征或火灾早期特征的探测，并将相关信号传送到火灾报警主机。报警主机完成对信号的显示、记录，并完成相应的输出控制。火灾自动报警系统是人们为了早期发现通报火灾，并及时采取有效措施，控制和扑灭火灾，而设置在建筑物中或其它场所的一种自动消防设施，是人们同火灾作斗争的有力工具。

目前国内外生产使用的消防照明监控系统有多种多样，按其工作实现方式划分有独立控制型、集中控制型和子母控制型。这些产品一般使用双绞线等专用通信线缆作为通信信道构建控制络，从而增加了建设成本。特别是对于一些已建成的楼宇，在整座建筑内重新铺设线缆困难重重，甚至会破坏建筑已有结构。现有的消防管控系统监测目标不够全面，灵敏度不够、设计施工过于麻烦同时不能很好的根据需要实时自动对环境进行控制和优化。

另一方面现有的消防系统一般使用市电供电，电费开支也成为其中不可省略的部分，对于部分企业而言，更是成为了沉重的负担。而太阳能作为一种新能源，取之不尽，用之不竭，是一种洁净的能源，在开发利用时，不会产生废渣、废水、废气、也没有噪音，更不会影响生态平衡，绝对不会造成污染和公害，因此在提倡环保的今天，广为被人们所青睐。太阳能发电是一种常见的太阳能利用方式，现行的太阳能发电都采用大规模的发电站进行太阳能发电，大规模的太阳能发电站由于其规模大、成本高、占地面积大，因此也急需一种适合建筑楼栋的供电系统，使其结构简明、成本较低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于光伏发电的消防管控系统，该管控系统实时监控建筑楼栋中的各消防相关参数，并能根据异常情况及时发现通报火灾，打开应急照明以及逃生指示模块，并通过语音播报准确向逃生人群提供必要的现场信息，系统管控准确灵敏效率高、控制智能灵活耗能少，同时本发明的消防管控系统的电力来源为光伏发电技术与市电相结合，将光能转化为所需电能，缓解了能源压力，降低了污染达到了节能环保的效果，同时停电后能提供备用电源，增加了系统的抗风险性，具有较高的实用价值和较广泛的应用前景。

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光伏发电的消防管控系统包括：

主控模块、光伏发电与市电输出模块、应急灯具模块、消防信号检测模块、电参数采集模块、显示报警模块、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消防信号检测模块检测到的数据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或者移动接收控制终端发出信号对光伏发电与市电输出模块、应急灯具模块、显示报警模块发出相应的指令信号；

所述光伏发电与市电输出模块包括光伏发电输出模块、市电输出模块、输出切换管控模块、安全保护模块；所述光伏发电输出模块、市电输出模块用于给其他模块提供必要的稳定直流电源或交流电源；所述输出切换管控模块用于根据负载功率的变化或主控模块的指令信号，在光伏发电输出、市电输出间进行合理切换，用以保证在满足负载需求的情况下，尽可能提高光伏发电利用效率；所述安全保护模块用于根据主控模块发出的指令或者负载数据发生异常超过阈值时，及时断开系统的电流输出，达到了保护系统其他模块不受损害以及防止人身安全事故的作用；

所述应急灯具模块包括应急照明灯具模块和应急逃生指示灯模块，用于在发生火灾危险或者异常情况时提供用户所需照明亮度，以及指示安全出口和逃生通道；

所述消防信号检测模块包括烟雾传感器、光亮度传感器、环境湿度传感器、环境温度传感器、热释电红外传感器、视频采集模块；所述消防信号检测模块用于采集烟雾浓度、光亮度、监控视频、环境温度、湿度以及人流量数据送入主控模块或者存储模块等待数据处理；

所述电参数采集模块包括蓄电池数据采集模块、负荷数据采集模块和光伏发电数据采集模块；所述蓄电池数据采集模块用于采集蓄电池组的电压、温度、电量以及充电状态数据；所述负荷数据采集模块用于采集系统其他模块的消耗电能数据；所述光伏发电数据采集模块用于采集光伏组件的输出功率、输出电压、输出电流以及太阳光辐照度数据；

所述显示报警模块用来实时显示消防信号检测模块采集到的参数信息以及电参数采集模块采集到的光伏发电数据，并在相关参数或数据超过预定阈值时发出相应的报警信号；

所述存储模块用来存储消防信号检测模块采集的烟雾浓度、光亮度、监控视频、环境温度、湿度以及人流量数据以及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发送采集处理的烟雾浓度、光亮度、监控视频、环境温度、湿度以及人流量数据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应急灯的电压、电流、烟雾浓度、光亮度数据参数，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，所述光伏发电输出模块包括光伏组件模块、光伏控制模块、逆变器模块、蓄电池模块、充放电控制模块；

所述光伏组件模块包括安装于屋顶的多个光伏发电子单元，用于接收太阳光中的光辐射能量并转化为电能，通过光伏控制模块一路经过充放电控制模块送入蓄电池模块存储，另一路通过逆变器模块转换成交流电输出供其他模块使用；

所述光伏控制模块根据主控模块发出的指令信号一方面调节光伏组件模块中每个光伏发电子单元的电流通断，从而调节光伏组件的发电输出功率；另一方面对输出功率在送入蓄电池存储和直接转化为交流电使用两路间进行合理分配；

所述逆变器模块为正弦波逆变器用于将光伏组件或者蓄电池模块输入的直流电转化为交流电输出，以供其他模块使用；

所述蓄电池模块包括蓄电池组和充电保护电路，所述充电保护电路与蓄电池组连接，用于保护电池且对电池实行智能充电，避免了过电流和过电压现象，有效提高了电池的使用寿命；

所述充放电控制模块根据主控模块发出的指令信号，一方面控制蓄电池模块合理的在充电和放电间进行切换，另一方面控制输出的电流在直接供给负载使用和通过逆变器转换为交流电使用两路间进行和例分配。

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、监控显示屏、语音播报模块、报警灯以及报警呼叫器。

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。

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，所述消防管控系统还通过通信模块与消防局控制中心实时联网通信。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明的一种基于光伏发电的消防管控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）本发明的一种基于光伏发电的消防管控系统的电力来源为光伏发电技术与市电相结合，将光能转化为所需电能，缓解了能源压力，降低了污染达到了节能环保的效果，同时停电后能提供备用电源，增加了系统的抗风险性，另一方面采用的安全保护模块能够在负载发生异常或者人为需要时及时自动断开电流输出，最大程度的保护了人身财产安全。

（3）本发明的一种基于光伏发电的消防管控系统中的消防信号检测模块能够有效采集烟雾传感器、光亮度传感器、视频采集模块、环境湿度传感器、环境温度传感器、热释电红外传感器，使得应急灯具模块不仅在停电时亮灯，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时，照明灯具模块也会亮灯，从而实现了智能管控的功能。

（4）本发明的一种基于光伏发电的消防管控系统中采用的显示报警模块包括LED电子显示屏、监控显示屏、语音播报模块、报警灯以及报警呼叫器，能够使监控工作人员直观的掌握到烟雾浓度、光亮度、监控视频、环境温度、湿度以及人流量数据，并能根据危险等级进行语音播报和鸣笛警报，大大提高了整个基于光伏发电的消防管控系统的效率和功能。

（5）本发明的一种基于光伏发电的消防管控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，大大提高了发明的管控系统的监控效果和功能。

（6）本发明的一种基于光伏发电的消防管控系统中的光伏组件模块使用多个光伏发电子单元，将光伏组件的电流进行汇流，通过光伏控制模块控制汇流电流的流向，汇流电流一方面通过逆变器转换为交流电为其他模块工作电流，另一方面光伏发电产生的多余电能通过充放电控制模块装置存储在蓄电池中，在无光照的条件下，充放电控制模块控制蓄电池放电，提供给其他模块使用；另一方面系统采用的光伏控制模块，能够根据主控模块发出的指令信号调节光伏组件模块中每个光伏发电子单元的电流通断，从而调节光伏组件的发电输出功率，能够最大程度的提高光伏发电的效率，同时保护了系统电流的稳定持续性。

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光伏发电的消防管控系统示意图；

图2为本发明的一种基于光伏发电的消防管控系统的光伏发电与市电输出模块示意图；

图3为本发明的一种基于光伏发电的消防管控系统的消防信号检测模块和电参数采集模块示意图。

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光伏发电的消防管控系统，包括：主控模块1、光伏发电与市电输出模块2、应急灯具模块3、消防信号检测模块4、电参数采集模块5、显示报警模块6、存储模块7、通信模块8、移动接收控制终端9；

所述主控模块1用于接收处理消防信号检测模块4检测到的数据以及通信模块8接收的移动接收控制终端9发出的控制信号，并根据分析处理后的结果或者移动接收控制终端9发出信号对光伏发电与市电输出模块2、应急灯具模块3、显示报警模块6发出相应的指令信号；

所述光伏发电与市电输出模块2包括光伏发电输出模块21、市电输出模块22、输出切换管控模块23、安全保护模块24；所述光伏发电输出模块21、市电输出模块22用于给其他模块提供必要的稳定直流电源或交流电源；所述输出切换管控模块23用于根据负载功率的变化或主控模块1的指令信号，在光伏发电输出、市电输出间进行合理切换，用以保证在满足负载需求的情况下，尽可能提高光伏发电利用效率；所述安全保护模块用于根据主控模块1发出的指令或者负载数据发生异常超过阈值时，及时断开系统的电流输出，达到了保护系统其他模块不受损害以及防止人身安全事故的作用；

所述应急灯具模块3包括应急照明灯具模块和应急逃生指示灯模块，用于在发生火灾危险或者异常情况时提供用户所需照明亮度，以及指示安全出口和逃生通道；

所述消防信号检测模块4包括烟雾传感器41、光亮度传感器42、环境湿度传感器43、环境温度传感器44、热释电红外传感器45、视频采集模块46；所述消防信号检测模块4用于采集烟雾浓度、光亮度、监控视频、环境温度、湿度以及人流量数据送入主控模块1或者存储模块7等待数据处理；

所述电参数采集模块5包括蓄电池数据采集模块51、负荷数据采集模块52和光伏发电数据采集模块53；所述蓄电池数据采集模块51用于采集蓄电池组的电压、温度、电量以及充电状态数据；所述负荷数据采集模块52用于采集系统其他模块的消耗电能数据；所述光伏发电数据采集模块53用于采集光伏组件的输出功率、输出电压、输出电流以及太阳光辐照度数据；

所述显示报警模块6用来实时显示消防信号检测模块4采集到的参数信息以及电参数采集模块5采集到的光伏发电数据，并在相关参数或数据超过预定阈值时发出相应的报警信号；

所述存储模块7用来存储消防信号检测模块4采集的烟雾浓度、光亮度、监控视频、环境温度、湿度以及人流量数据以及预先设置的控制程序，以供主控模块调用；

所述通信模块8用于向移动接收控制终端9发送采集处理的烟雾浓度、光亮度、监控视频、环境温度、湿度以及人流量数据或者接收移动接收控制终端9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9用于实时接收烟雾浓度、光亮度、监控视频、环境温度、湿度以及人流量数据，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FPGA微处理器。

本实施例中光伏发电输出模块21包括光伏组件模块211、光伏控制模块212、逆变器模块213、蓄电池模块214、充放电控制模块215；

所述光伏组件模块211包括安装于屋顶的多个光伏发电子单元，用于接收太阳光中的光辐射能量并转化为电能，通过光伏控制模块212一路经过充放电控制模215块送入蓄电池模块214存储，另一路通过逆变器模块213转换成交流电输出供系统其他模块使用；

所述光伏控制模块212根据主控模块1发出的指令信号一方面调节光伏组件模块211中每个光伏发电子单元的电流通断，从而调节光伏组件的发电输出功率；另一方面对输出功率在送入蓄电池存储和直接转化为交流电使用两路间进行合理分配；

所述逆变器模块213为正弦波逆变器用于将光伏组件或者蓄电池模块214输入的直流电转化为交流电输出，以供系统其他模块使用；

所述蓄电池模块214包括蓄电池组2142和充电保护电路2141，所述充电保护电路2141与蓄电池组连接，用于保护电池且对电池实行智能充电，避免了过电流和过电压现象，有效提高了电池的使用寿命；

所述充放电控制模块215根据主控模块1发出的指令信号，一方面控制蓄电池模块214合理的在充电和放电间进行切换，另一方面控制输出的电流在直接供给负载使用和通过逆变器转换为交流电使用两路间进行和例分配。

本实施例中存储模块7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6包括LED电子显示屏、监控显示屏、语音播报模块、报警灯以及报警呼叫器。

本实施例中移动接收控制终端9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机。

本实施例中通信模块8包括WiFi通信模块和Zigbee 通信模块。

本实施例中消防管控系统还通过通信模块8与消防局控制中心实时联网通信。

本发明可以实时监控建筑楼栋中的各消防相关参数，并能根据异常情况及时发现通报火灾，打开应急照明以及逃生指示模块，并通过语音播报准确向逃生人群提供必要的现场信息，系统管控准确灵敏效率高、控制智能灵活耗能少，数据越限时可自动进行相应处理，使整个系统更为自动化，相对减少了人力物力的消耗，同时本发明的消防管控系统的电力来源为光伏发电技术与市电相结合，将光能转化为所需电能，缓解了能源压力，降低了污染达到了节能环保的效果，同时停电后能提供备用电源，增加了系统的抗风险性。该系统具有开放式、模块化的特点，实用性高，可广泛用于各类消防应急场所，具有较高的实用价值和广泛地应用前景。

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)

1.一种基于光伏发电的消防管控系统，其特征在于，包括：主控模块、光伏发电与市电输出模块、应急灯具模块、消防信号检测模块、电参数采集模块、显示报警模块、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消防信号检测模块检测到的数据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或者移动接收控制终端发出信号对光伏发电与市电输出模块、应急灯具模块、显示报警模块发出相应的指令信号；

所述光伏发电与市电输出模块包括光伏发电输出模块、市电输出模块、输出切换管控模块、安全保护模块；所述光伏发电输出模块、市电输出模块用于给其他模块提供必要的稳定直流电源或交流电源；所述输出切换管控模块用于根据负载功率的变化或主控模块的指令信号，在光伏发电输出、市电输出间进行合理切换，用以保证在满足负载需求的情况下，尽可能提高光伏发电利用效率；所述安全保护模块用于根据主控模块发出的指令或者负载数据发生异常超过阈值时，及时断开系统的电流输出，达到了保护系统其它模块不受损害以及防止人身安全事故的作用；

所述应急灯具模块包括应急照明灯具模块和应急逃生指示灯模块，用于在发生火灾危险或者异常情况时提供用户所需照明亮度，以及指示安全出口和逃生通道；

所述消防信号检测模块包括烟雾传感器、光亮度传感器、监控视频采集模块、环境湿度传感器、环境温度传感器、热释电红外传感器；所述消防信号检测模块用于采集烟雾浓度、光亮度、监控视频、环境温度、湿度以及人流量数据送入主控模块或者存储模块等待数据处理；

所述电参数采集模块包括蓄电池数据采集模块、负荷数据采集模块和光伏发电数据采集模块；所述蓄电池数据采集模块用于采集蓄电池组的电压、温度、电量以及充电状态数据；所述负荷数据采集模块用于采集系统其他模块的消耗电能数据；所述光伏发电数据采集模块用于采集光伏组件的输出功率、输出电压、输出电流以及太阳光辐照度数据；

所述显示报警模块用来实时显示消防信号检测模块采集到的参数信息以及电参数采集模块采集到的光伏发电数据，并在相关参数或数据超过预定阈值时发出相应的报警信号；

所述存储模块用来存储消防信号检测模块采集的烟雾浓度、光亮度、监控视频、环境温度、湿度以及人流量数据以及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发送采集处理的烟雾浓度、光亮度、监控视频、环境温度、湿度以及人流量数据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烟雾浓度、光亮度、监控视频、环境温度、湿度以及人流量数据，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所述的一种基于光伏发电的消防管控系统，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所述的一种基于光伏发电的消防管控系统统，其特征在于，所述光伏发电输出模块包括光伏组件模块、光伏控制模块、逆变器模块、蓄电池模块、充放电控制模块；

所述光伏组件模块包括安装于屋顶的多个光伏发电子单元，用于接收太阳光中的光辐射能量并转化为电能，通过光伏控制模块一路经过充放电控制模块送入蓄电池模块存储，另一路通过逆变器模块转换成交流电输出供各模块使用；

所述光伏控制模块根据主控模块发出的指令信号一方面调节光伏组件模块中每个光伏发电子单元的电流通断，从而调节光伏组件的发电输出功率；另一方面对输出功率在送入蓄电池存储和直接转化为交流电使用两路间进行合理分配；

所述逆变器模块为正弦波逆变器用于将光伏组件或者蓄电池模块输入的直流电转化为交流电输出，以供其他模块使用；

所述蓄电池模块包括蓄电池组和充电保护电路，所述充电保护电路与蓄电池组连接，用于保护电池且对电池实行智能充电，避免了过电流和过电压现象，有效提高了电池的使用寿命；

所述充放电控制模块根据主控模块发出的指令信号，一方面控制蓄电池模块合理的在充电和放电间进行切换，另一方面控制输出的电流在直接供给负载使用和通过逆变器转换为交流电使用两路间进行和例分配。

4.根据权利要求1所述的一种基于光伏发电的消防管控系统，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所述的一种基于光伏发电的消防管控系统，其特征在于，所述显示报警模块包括LED电子显示屏、监控显示屏、语音播报模块、报警灯以及报警呼叫器。

6.根据权利要求1所述的一种基于光伏发电的消防管控系统，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。

7.根据权利要求1所述的一种基于光伏发电的消防管控系统，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所述的一种基于光伏发电的消防管控系统，其特征在于，所述消防管控系统还通过通信模块与消防局控制中心实时联网通信。