CN107767613B - 一种通用型的消防控制装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种通用型的消防控制，包括：CAN总线通信电路，包括至少一个CAN控制器和CAN收发器；控制主机，其连接CAN总线通信电路，能够监测系统的工作状态并且有效地控制系统的运行；多个控制分机，其连接CAN控制器，控制分机能够独立完成相应的数据处理和实现与CAN总线通信电路之间的通信功能；多个烟雾传感器，其分别连接控制分机，用于监测环境遮光率，并将数据进行传输；多个温度传感器，其分别连接控制分机，用于监测环境温度，并将数据传输；多个报警模块，其电联控制主机，用于进行消防报警；其中，控制主机能够控制控制分机中的一个或多个完成数据采集并输出、监控CAN总线通信电路的状态，进行火灾消防报警。

Description

一种通用型的消防控制装置及方法
技术领域
本发明涉及消防设备控制领域，具体涉及一种通用型的消防控制装置及方法。
背景技术
按照《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013规定，与火灾自动报警系统相关的消防设备均应由专用的消防监控系统监视和控制，例如，消防电源监控系统、防火门监控系统、电气火灾监控系统、可燃气体探测报警系统、气体灭火监控系统、应急照明监控系统等，日后还会相继推出防排烟监控系统、消防泵监控系统等等。
一般来说，每种消防监控系统均由多个智能型终端设备和一个专用型控制主机组成，其中，智能型终端设备设于消防设备附近，主要功能是监视和控制该消防设备；专用型控制主机设于消防控制室，主要功能是集中管理该系统内的所有该类型消防设备。
智能型终端设备和专用型控制主机间采用某种总线型通信协议通信；当终端设备需要电源时，一般也由该专用型控制主机采用低电压集中供给，此时系统采用二层结构：专用型控制主机+智能型终端设备；当二者距离较远时，为了使终端设备能稳定工作，中间会增设专用型控制分机，此时系统采用三层结构：专用型控制主机+专用型控制分机+智能型终端设备。
对于单体建筑来说，即使终端设备分散设置，它们与专用型控制主机的距离一般都会在系统允许的范围内，所以采用二层结构即可；而对于建筑群，特别是规模较大的住宅小区来说，一般就得采用三层结构，即专用型控制主机设于小区消防控制室，每个住宅单体设置一台(或多台)专用型控制分机，专用型控制分机管理该单体内的该类型消防设备，专用型控制主机管理全小区的所有该类型消防设备。
发明内容
本发明设计开发了一种通用型的消防控制装置，本发明的发明目的是通过控制分机对监控环境进行实时数据采集，并且基于CAN总线的分布针对独立控制分机进行实时数据上传，准确预报。
本发明设计开发了一种通用型的消防控制方法，本发明的发明目的之一是通过遮光率预处理进行监控数据的经验校正，增加烟雾传感器遮光率数据的准确性。
本发明的发明目的之二是通过模糊控制模型，通过预处理后的遮光率数据和环境温度对消防预报的数据输出进行预判，提高预报的准确性，减少误报的发生。
本发明提供的技术方案为：
一种通用型的消防控制装置，其特征在于，包括：
CAN总线通信电路，包括至少一个CAN控制器和CAN收发器，具有接收、发送功能并能够完成报文滤波；
控制主机，其连接所述CAN总线通信电路，能够监测系统的工作状态并且有效地控制系统的运行；
多个控制分机，其连接所述CAN控制器，所述控制分机能够独立完成相应的数据处理和实现与所述CAN总线通信电路之间的通信功能；
多个烟雾传感器，其分别连接所述控制分机，用于监测环境遮光率，并将数据进行传输；
多个温度传感器，其分别连接所述控制分机，用于监测环境温度，并将数据传输；
多个报警模块，其电联所述控制主机，用于进行消防报警；
其中，所述控制主机能够控制所述控制分机中的一个或多个完成数据采集并输出、监控所述CAN总线通信电路的状态，进行火灾消防报警。
优选的是，所述控制主机包括模糊控制器。
优选的是，所述烟雾传感器为光电式烟雾传感器。
一种通用型的消防控制方法，包括如下步骤；
步骤一、采集烟雾传感器的遮光率、温度传感器的环境温度并将数据传输至控制分机，控制分机对所述遮光率进行经验预处理得到预处理遮光率；
步骤二、将进行预处理后的预处理遮光率和环境温度传输至CAN控制器后，输出至CAN总线通信电路；
步骤三、控制主机通过CAN总线通信电路接收到预处理遮光率和环境温度后对是否消防报警预报进行判断；
步骤四、如果进行消防预报，则报警模块启动，进行消防报警；
其中，在所述步骤一，对遮光率进行预处理包括：
当环境温度T的范围在45≤T≤105时，预处理遮光率δ′如下进行计算：
当环境温度T的范围在T＜45或者T＞105时，遮光率进行实际输出，传输至CAN控制器；
式中，δ′为预处理遮光率，δ为遮光率，δ0为经验比较遮光率，T为环境温度，T0为经验比较环境温度。
优选的是，在所述步骤三中，采用模糊控制模型输出消防预报概率进而判断消防报警预报是否输出，包括如下步骤：
分别将预处理遮光率变化率绝对值、环境温度变化率绝对值以及消防预报概率转换为模糊论域中的量化等级；
将预处理遮光率变化率绝对值以及环境温度变化率绝对值输入模糊控制模型，均分为5个等级；
模糊控制模型输出为所述消防预报概率，分为5个等级；
根据所述消防预报概率判断是否将所述消防报警预报输出。
优选的是，所述预处理遮光率变化率绝对值的论域为[0，1]，所述环境温度变化率绝对值的论域为[0，1]，所述消防预报概率的论域为[0，1]，设量化因子都为1，设定消防预报概率的阈值为0.38～0.43中的一个值。
优选的是，所述预处理遮光率变化率绝对值的模糊集为{ZO，PS，PM，PB，PVB}，所述环境温度变化率绝对值的模糊集为{ZO，PS，PM，PB，PVB}，所述消防预报概率的模糊集为{S，SM，M，MB，B}；隶属函数均选用三角函数。
优选的是，所述模糊控制模型的控制规则为：
如果预处理遮光率变化率绝对值为PVB，环境温度变化率绝对值为PB或PVB，则消防预报概率为B，即数据可输出；
如果预处理遮光率变化率绝对值为ZO，环境温度变化率绝对值为PS或ZO，则消防预报概率为S，即数据不可输出。
优选的是，根据所述消防预报概率进行数据输出，如果所述消防预报概率输出为S或者SM，则数据不可输出；如果所述消防预报概率输出为MB或者B，则数据可输出；如果所述消防预报概率输出为M，则消防预报概率为阈值。
优选的是，所述阈值为0.40。
本发明与现有技术的有益效果：
1、本发明通过对环境遮光率和环境温度进行实时监控，采用CAN总线对数据实时监控，对消防预报进行实时判断预报，有效的简化了监控系统；
2、本发明中对温度范围在45℃～105℃区间内的遮光率进行实时预处理，减少在这一温度区间的遮光率监测误差，使烟雾传感器的遮光率数据更为准确；
3、本发明中采用模糊控制模型对消防预报的输出进行模糊控制，增加预报准确性，降低误报率，尤其温度范围在45℃～105℃区间内的遮光率进行了有效的精准预报。
附图说明
图1为本发明所述的CAN总线控制系统的结构框图。
图2为预处理遮光率变化率绝对值的隶属函数。
图3为环境温度变化率绝对值的隶属函数。
图4为消防预报概率的隶属函数。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本发明提供了一种通用型的消防控制，包括：CAN总线通信电路、控制主机110、控制分机120、烟雾传感器131、温度传感器132和报警模块140；其中，CAN总线通信电路包括至少一个CAN控制器和CAN收发器，具有接收、发送功能并能够完成报文滤波，控制主机110连接CAN总线通信电路，能够监测系统的工作状态并且有效地控制系统的运行，多个控制分机120连接CAN控制器，控制分机120能够独立完成相应的数据处理和实现与CAN总线通信电路之间的通信功能，控制分机120分别独立的安装在需要监控的环境中，多个烟雾传感器131分别连接控制分机120，用于监测环境中遮光率，并将数据进行传输，多个温度传感器132分别连接控制分机120，用于监测环境温度，并将数据传，多个报警模块140电联控制主机110，用于进行消防报警；其中，控制主机110能够控制控制分机中的一个或多个完成数据采集并输出、监控CAN总线通信电路的状态，进行火灾消防报警。
在另一种实施例中，控制主机110包括模糊控制器。
在另一种实施例中，烟雾传感器131为光电式烟雾传感器，
本发明提供了一种通用型的消防控制方法，包括如下步骤：
步骤一、采集烟雾传感器的遮光率δ、温度传感器的环境温度T并将数据传输至控制分机，控制分机对所述遮光率进行经验预处理得到预处理遮光率δ′；
步骤二、将进行预处理后的预处理遮光率δ′和环境温度T传输至CAN控制器后，输出至CAN总线通信电路；
步骤三、控制主机通过CAN总线通信电路接收到预处理遮光率δ′和环境温度T后对是否消防报警预报进行判断；
步骤四、如果进行消防预报，则报警模块启动，进行消防报警；
其中，由于在实时监测的过程中，通过烟雾传感器131对遮光率的监测对数据的预报性起到了关键作用，同时在温度范围在45℃～105℃区间内会发生误报的情况，因此对遮光率δ进行实时预处理，包括如下计算过程：
当环境温度T的范围在45≤T≤105时，预处理遮光率δ′如下进行计算：
当环境温度T的范围在T＜45或者T＞105时，遮光率进行实际输出，传输至CAN控制器；式中，δ′为预处理遮光率，单位为％FT，δ为遮光率，单位为％FT，δ0为经验比较遮光率，单位为％FT，T为环境温度，单位为℃，T0为经验比较环境温度，单位为℃；在本实施例中，δ0＝9.5％FT，T0＝60℃。
在另一种实施例中，在步骤三中，采用模糊控制模型输出所述数据进而判断所述数据是否输出，包括如下步骤：分别将预处理遮光率变化率绝对值Eδ、环境温度变化率绝对值ET以及消防预报概率转换为模糊论域中的量化等级；将预处理遮光率变化率绝对值Eδ以及环境温度变化率绝对值ET输入模糊控制模型，模糊控制模型输出为消防预报概率，进而进行数据是否输出的预测，消防预报概率的阈值为0.38～0.43中的一个值，如果消防预报概率达到设定阈值，则表明消防预报数据可输出，进行消防预警；如果数据消防预报概率没有达到设定阈值，则表明消防预报数据不可输出，不进行消防预警；在本实施例中，为了保证控制的精度，使其在不同的环境下都能够很好地进行控制，根据反复试验，将阈值确定为0.40。
预处理遮光率变化率绝对值Eδ的变化范围为[0，1]，环境温度变化率绝对值ET的变化范围为[0，1]，设定量化因子都为1，因此，预处理遮光率变化率绝对值Eδ以及环境温度变化率绝对值ET的论域分别为[0，1]和[0，1]，消防预报概率的论域为[0，1]；为了保证控制的精度，使其在不同的环境下都能够很好地进行控制，根据反复试验，最终将预处理遮光率变化率绝对值Eδ的变化范围分为5个等级，模糊集为{ZO，PS，PM，PB，PVB}，ZO表示零，PS表示小，PM表示中等，PB表示大，PVB表示极大；环境温度变化率绝对值ET的变化范围分为5个等级，模糊集为{ZO，PS，PM，PB，PVB}，ZO表示零，PS表示小，PM表示中等，PB表示大，PVB表示极大；输出的消防预报概率分为5个等级，模糊集为{S，SM，M，MB，B}，S表示小，SM表示较小，M表示中等，MB表示较大，B表示大；隶属函数均选用三角形隶属函数，如图2、3、4所示。
模糊控制模型的控制规则选取经验为：
如果预处理遮光率变化率绝对值Eδ为极大，环境温度变化率绝对值ET为大或极大，则消防预报概率为大，即数据可输出；
如果预处理遮光率变化率绝对值Eδ为零，环境温度变化率绝对值ET为小或零，则消防预报概率为小，即数据不可输出，此时不进行消防预警的预报。
也就是说，如果消防预报概率为“小或较小”，则数据不可输出；如果消防预报概率为“大或较大”，则数据可输出；如果消防预报概率为“中等”，则该消防预报概率为阈值；具体的模糊控制规则如表1所示。
表1模糊控制规则
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种通用型的消防控制方法，其特征在于，包括如下步骤；
步骤一、采集烟雾传感器的遮光率、温度传感器的环境温度并将数据传输至控制分机，控制分机对所述遮光率进行经验预处理得到预处理遮光率；
步骤二、将进行预处理后的预处理遮光率和环境温度传输至CAN控制器后，输出至CAN总线通信电路；
步骤三、控制主机通过CAN总线通信电路接收到预处理遮光率和环境温度后对是否消防报警预报进行判断；
步骤四、如果进行消防预报，则报警模块启动，进行消防报警；
其中，在所述步骤一，对遮光率进行预处理包括：
当环境温度T的范围在45℃≤T≤105℃时，预处理遮光率δ′如下进行计算：
当环境温度T的范围在T＜45℃或者T＞105℃时，遮光率进行实际输出，传输至CAN控制器；
式中，δ′为预处理遮光率，δ为遮光率，δ0为经验比较遮光率，T为环境温度，T0为经验比较环境温度。
2.如权利要求1所述的通用型的消防控制方法，其特征在于，在所述步骤三中，采用模糊控制模型输出消防预报概率进而判断消防报警预报是否输出，包括如下步骤：
分别将预处理遮光率变化率绝对值、环境温度变化率绝对值以及消防预报概率转换为模糊论域中的量化等级；
将预处理遮光率变化率绝对值以及环境温度变化率绝对值输入模糊控制模型，均分为5个等级；
模糊控制模型输出为所述消防预报概率，分为5个等级；
根据所述消防预报概率判断是否将所述消防报警预报输出。
3.如权利要求2所述的通用型的消防控制方法，其特征在于，所述预处理遮光率变化率绝对值的论域为[0，1]，所述环境温度变化率绝对值的论域为[0，1]，所述消防预报概率的论域为[0，1]，设量化因子都为1，设定消防预报概率的阈值为0.38～0.43中的一个值。
4.如权利要求3所述的通用型的消防控制方法，其特征在于，所述预处理遮光率变化率绝对值的模糊集为{ZO，PS，PM，PB，PVB}，所述环境温度变化率绝对值的模糊集为{ZO，PS，PM，PB，PVB}，所述消防预报概率的模糊集为{S，SM，M，MB，B}；隶属函数均选用三角函数。
5.如权利要求3或4所述的通用型的消防控制方法，其特征在于，所述模糊控制模型的控制规则为：
如果预处理遮光率变化率绝对值为PVB，环境温度变化率绝对值为PB或PVB，则消防预报概率为B，即数据可输出；
如果预处理遮光率变化率绝对值为ZO，环境温度变化率绝对值为PS或ZO，则消防预报概率为S，即数据不可输出。
6.如权利要求5所述的通用型的消防控制方法，其特征在于，根据所述消防预报概率进行数据输出，如果所述消防预报概率输出为S或者SM，则数据不可输出；如果所述消防预报概率输出为MB或者B，则数据可输出；如果所述消防预报概率输出为M，则消防预报概率为阈值。
7.如权利要求6所述的通用型的消防控制方法，其特征在于，所述阈值为0.40。
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