CN107833428A - 一种基于lora无线通信的火灾自动报警系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于LORA无线通信的火灾自动报警系统及方法，系统包括主控系统、火灾探测设备、警报设备、消防执行器件和LORA无线通信网络，火灾探测设备用于监测火灾信号，并将火灾信号发送给主控系统；主控系统接收到火灾信号后发送报警信号给报警设备，同时发送消防控制信号给消防执行器件；警报设备接收到报警信号后通过发出高强度的声光警报信号报警方式通知用户火灾警情；消防执行器件根据消防控制信号控制现场的被执行消防设备进行灭火防火。本发明采用LORA无线通信技术，真正实现了现有有线消防自动报警系统的报警及消防联动功能，避免了有线火灾自动报警系统布线复杂、人工安装困难多及维修检修复杂的麻烦。

Description

一种基于LORA无线通信的火灾自动报警系统及方法

技术领域

本发明涉及消防监控技术领域，具体地说是一种基于LORA无线通信的火灾自动报警系统及方法。

背景技术

现有火灾自动报警系统一般根据美标、欧标和国标三大系统标准设计开发，现行的产品标准全是按照有线火灾自动报警系统设计开发，无线火灾自动报警系统没明确的标准和市场准入，但随着无线通信技术的发展，越来越多的标准化组织开始意识到无线已经以势不可挡的势头慢慢侵入到火灾防控的市场，据英国标准协会BSI透露，目前欧标对于烟感的标准(EN14604)修订稿已经加入关于RF部分的要求，但现行标准从修订到进入市场尚需两年的时间。中国国家标准在家用火灾报警系统中(GB22370-2008)提及无线系统的存在但未提供具体的检测方法与测试标准。这一系列的标准性问题致使各大公司尚未投入技术力量进入到无线消防联动控制系统中。

有线火灾自动报警系统，是通过报警探测器探测到火灾，发报警信号给报警控制器，报警控制器联动控制消防水泵或是防火阀、排烟风机、防火卷帘等联动设备，达到防火灭火的功能。同时，启动声光警报器，发出声光警报，实现整个防护区域的火灾报警，报警控制器的信号传给消防控制室，通过图形显示装置，显示报警区域信息，有线火灾自动报警系统，需要在一幢建筑在刚建设的时候就得留有消防管道或是消防接口，设计好整个消防系统的布局。而在现在的很多老小区，没有预留消防管路，就没法实现后续消防报警产品的安装。同时，有线火灾自动报警系统需要大面积布线，工程成本很高，如果系统出现问题，检修周期长。

随着无线通信技术的发展，无线消防产品也越来越多在市场上涌现出来，无线烟感探测器大都采用433MHZ及315MHZ等其他通讯技术，大都是消防探测器或是火灾防控系统，LORA也有开始应用于火灾探测系统，但是现有的无线通信技术只是实现了火灾的探测报警，并没有真正实现火灾自动报警系统的系统联动功能。

在专利号为20161249848.9的一种基于LORA的免布线联网型火灾报警系统，只是由火灾感应探头，无线网关及报警主机组成的简单的当地报警系统。没有火灾自动报警系统的声光警报器，手动报警按钮及联动控制组件，也没有消防云平台对数据进行分析，仅仅是实现了简单的火灾报警。

综上所述，现有火灾报警系统主要存在以下问题：

1、现有有线火灾自动报警及联动系统，其通信采用有线传输方式，通信方式决定了其需要复杂的布线与安装预埋盒，需要大量的人力物力成本，且远距离有线传输，会有大量的电力损耗，且当系统出现故障时，故障排查需要耗费较长的时间，处理故障效率及其低下。

2、现有无线火灾报警系统，其通信方式大多采用窄带无线通信技术，且为了获得市场准入其执行标准决定了其无法实现联动控制功能，其适用场合只适用于家用，特别是主机可带的负载点数不足，通信距离在200米左右，远的在1000米，实现远距离传输的成本高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种基于LORA无线通信的火灾自动报警系统及方法，其能够实现整个火灾自动报警系统的联动控制功能。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是：

一方面，本发明实施例提供的一种基于LORA无线通信的火灾自动报警系统，它包括主控系统、火灾探测设备、警报设备、消防执行器件和LORA无线通信网络，所述的火灾探测设备、警报设备和消防执行器件通过LORA无线通信网络与主控系统相连；所述火灾探测设备用于监测火灾信号发出火灾报警声音，并将火灾信号发送给主控系统；所述主控系统接收到火灾信号后发送报警信号给警报设备，同时发送消防控制信号给消防执行器件；所述警报设备接收到报警信号后通过发出声光警报信号方式通知用户火灾警情；所述消防执行器件根据主控系统发出的消防控制信号控制现场的被执行消防设备进行灭火防火。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述主控系统包括火灾报警控制器和消防云平台，所述火灾报警控制器包括第一中央处理器、声光警报模块、联动控制信息存储模块、第一LORA无线射频模块和无线上传网络模块，所述第一中央处理器通过第一LORA无线射频模块接入LORA无线通信网络分别与火灾探测设备、警报设备和消防执行器件相连，所述声光警报模块和联动控制信息存储模块分别与第一中央处理器相连，所述第一中央处理器通过无线上传网络模块与消防云平台相连；

所述火灾报警控制器用于检测火灾探测设备和消防执行器件的工作状态，接收火灾探测设备发来的报警信息并将被执行消防设备的启停控制指令发送给消防执行器件，同时存储火灾自动报警系统的联动控制信息、设备类型信息、故障记录和报警记录信息；

所述消防云平台用于检测火灾报警控制器的工作状态，实时接收并显示火灾报警控制器上传的所有监控信息。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述消防云平台包括：

地图显示模块，用于实时显示火灾报警区域的地址信息；

数据库，用于进行数据存储；

数据分析模块，用于通过大量用户的报警信息进行大数据决策分析，并针对不同的报警种类和故障信息主动为客户端发送处理信息。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述火灾探测设备包括LORA感烟探测器、LORA感温探测器、LORA手动报警按钮和LORA燃气探测器，所述的LORA感烟探测器、LORA感温探测器和LORA燃气探测器分别进行监测烟雾信号、温度信号和燃气泄露信息并通过LORA无线通信网络发送给火灾报警控制器，所述LORA手动报警按钮用于将现场人工火灾报警信息通过LORA无线通信网络发送给火灾报警控制器。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述火灾探测设备包括第二中央处理器、声光警报模块、测试按键、第二LORA无线射频模块和信息采集处理模块，所述信息采集处理模块包括烟雾传感器、温度传感器、燃气传感器和/或手动控制开关；所述第二中央处理器通过第二LORA无线射频模块接入LORA无线通信网络与火灾报警控制器相连，所述的声光警报模块、测试按键和信息采集处理模块分别与第二中央处理器相连；所述信息采集处理模块用于采集处理火灾信号并发送给第二中央处理器，所述第二中央处理器将接收到的火灾信号发送给火灾报警控制器并控制声光警报模块进行本地报警，所述测试按键用于对火灾探测设备进行设置和调测。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述消防执行器件包括LORA输入输出模块，所述LORA输入输出模块用于通过LORA无线通信网络接收火灾报警控制器发送的消防控制信号，并根据接收到的消防控制信号对现场的被执行消防设备进行操作控制。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述消防执行器件还包括LORA信号中继器，所述LORA输入输出模块直接接入LORA无线通信网络与火灾报警控制器相连，或者通过LORA信号中继器接入LORA无线通信网络与火灾报警控制器相连。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述被执行消防设备至少包括消防水泵、防火阀和通风空调系统中的一种或多种。

另一方面，本发明实施例提供的一种基于LORA无线通信的火灾自动报警方法，它包括火灾报警与联动控制过程和系统监控巡检过程；

所述火灾报警与联动控制过程包括以下步骤：

S11，火灾探测设备实时监测火灾信号；

S12，当发生火灾时，火灾探测设备将火灾信号通过LORA无线通信网络发送给火灾报警控制器；

S13，火灾报警控制器接收到火灾信号后根据联动控制信息发送报警信号给警报设备进行火灾警情报警，同时发送消防控制信号给火灾现场及其周边的消防执行器件；

S14，消防执行器件根据消防控制信号控制被执行消防设备进行灭火防火；

所述系统监控巡检过程包括以下步骤：

S21，在未发生火灾状态下，火灾报警控制器定时巡检火灾探测设备、警报设备和消防执行器件的工作状态；

S22，当火灾探测设备、警报设备和消防执行器件出现故障时，火灾报警控制器进行故障信息显示并将故障信息上报给消防云平台；

S23，消防云平台将故障信息发送给客户端通知管理人员进行及时排除故障。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述系统监控巡检过程还包括以下步骤：

S24，火灾报警控制器通过短信平台将故障信息发送给管理人员的移动终端上。

本发明实施例的技术方案可以具有的有益效果如下：

本发明实施例技术方案采用LORA无线扩频通信技术，将火灾报警信号通过LORA无线传输给报警主机(火灾报警控制器)，实现有线消防系统里的火灾报警及消防联动功能；本发明完全实现了有线火灾自动报警系统的所有功能，系统安装过程无需布线，无需建筑预埋安装盒，操作极其简单方便，大大减少人工物料成本；本发明的报警信息通过火灾报警控制器上传给报警消防云平台，消防云平台有地图显示功能，能显示报警地点及具体报警房间等信息，云平台还可以对报警数据进行大数据分析，更好的起到系统预警及报警功能；本系统的火灾报警控制器，当收到报警信号时，可以第一时间打电话或是发短信给用户或拨打119报警电话，告知有火情发生，而现有的有线火灾自动报警系统，只能实现当地播报，如果消防控制室的值班人员出现临时脱岗，会错过灭火和报告火警的有效时间；本发明打破了传统联动控制系统中的有线方案独裁地位，是目前独立于欧标、美标与国标之外的新技术的应用，未来有很好的发展前景；与现有市场上的一些应用于火灾自动报警系统的无线通信技术相比，LORA通信技术能更多的延长通信距离、节省了中继器的使用，降低了系统成本及人工安装的复杂性，同时真正实现了无线自动报警系统的联动控制功能。此外，本发明采用LORA无线技术和专有的通信协议，数据传输可靠性高，系统稳定；本发明采用LORA扩频通信技术，较窄带无线通信(如433MHz)接收灵敏度高，通信距离远，基本在负载2000个点的情况下传输5Km-7Km，在同等距离传输情况下减少无线信号中继器的使用量，减少系统功耗，降低了系统成本。

本发明采用LORA无线通信技术，在火灾自动系统的应用，省去了有线系统大面积布线，降低了工程成本，减少了长距离传输的电力损耗，避免了系统维修周期长的缺点，真正实现了现有有线消防自动报警系统的报警及消防联动功能，避免了有线火灾自动报警系统布线复杂、人工安装困难多及维修检修复杂的麻烦。

本发明采用LORA无线通信技术，实现了现有无线产品没法实现的整个火灾自动报警系统的消防联动控制功能，可以远程信息传输，对大数据进行分析。同时，通过对470MHz的LORA扩频实现远距离空旷传输5Km-7Km；每个报警控制器的容量大，达到2000个点的容量。此外，采用了专有的通信协议格式进行数据传输，具有信号稳定，抗干扰能力强的优点。

附图说明

图1是根据一示例性实施例示出的一种基于LORA无线通信的火灾自动报警系统的示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种基于LORA无线通信的火灾自动报警系统的具体组成示意图；

图3是根据一示例性实施例示出的一种火灾报警控制器的示意图；

图4是根据一示例性实施例示出的一种火灾报警控制器的工作流程示意图；

图5是根据一示例性实施例示出的一种火灾探测设备的示意图；

图6是根据一示例性实施例示出的一种火灾探测设备的工作流程示意图；

图7是根据一示例性实施例示出的一种执行器件(警报设备和消防执行器件)的示意图；

图8是根据一示例性实施例示出的一种执行器件(警报设备和消防执行器件)的工作流程示意图；

图9是根据一示例性实施例示出的一种火灾报警与联动控制过程的示意图；

图10是根据一示例性实施例示出的系统监控巡检过程的示意图。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

图1是根据一示例性实施例示出的一种基于LORA无线通信的火灾自动报警系统的示意图。如图1所示，本发明实施例提供的一种基于LORA无线通信的火灾自动报警系统，它包括主控系统、火灾探测设备、警报设备、消防执行器件和LORA无线通信网络，所述的火灾探测设备、警报设备和消防执行器件通过LORA无线通信网络与主控系统相连；所述火灾探测设备用于监测火灾信号发出火灾报警声音，并将火灾信号发送给主控系统；所述主控系统接收到火灾信号后发送报警信号给警报设备，同时发送消防控制信号给消防执行器件；所述警报设备接收到报警信号后通过发出高强度的声光警报信号的报警方式通知用户火灾警情；所述消防执行器件根据主控系统发出的消防控制信号控制现场的被执行消防设备进行灭火防火。

在一种可能的实现方式中，所述主控系统包括火灾报警控制器和消防云平台等用户交互设备，如图3所示，所述火灾报警控制器包括第一中央处理器、声光警报模块、联动控制信息存储模块、第一LORA无线射频模块和无线上传网络模块，所述第一中央处理器通过第一LORA无线射频模块接入LORA无线通信网络分别与火灾探测设备、警报设备和消防执行器件相连，所述声光警报模块和联动控制信息存储模块分别与第一中央处理器相连，所述第一中央处理器通过无线上传网络模块与消防云平台相连；

所述火灾报警控制器用于检测火灾探测设备和消防执行器件的工作状态，接收火灾探测设备发来的报警信息并将被执行消防设备的启停控制指令发送给消防执行器件，同时存储火灾自动报警系统的联动控制信息、设备类型信息、故障记录和报警记录信息；

所述消防云平台用于检测火灾报警控制器的工作状态，实时接收并显示火灾报警控制器上传的所有监控信息。

在一种可能的实现方式中，所述消防云平台包括：

地图显示模块，用于实时显示火灾报警区域的地址信息；

数据库，用于进行数据存储；

数据分析模块，用于通过大量用户的报警信息进行大数据决策分析，并针对不同的报警种类和故障信息主动为客户端发送处理信息。

在一种可能的实现方式中，所述火灾探测设备包括LORA感烟探测器、LORA感温探测器、LORA手动报警按钮和LORA燃气探测器，所述的LORA感烟探测器、LORA感温探测器和LORA燃气探测器分别进行监测烟雾信号、温度信号和燃气泄露信息并通过LORA无线通信网络发送给火灾报警控制器，所述LORA手动报警按钮用于将现场人工火灾报警信息通过LORA无线通信网络发送给火灾报警控制器。

在一种可能的实现方式中，如图5所示，所述火灾探测设备包括第二中央处理器、声光警报模块、测试按键、第二LORA无线射频模块和信息采集处理模块，所述信息采集处理模块包括烟雾传感器、温度传感器、燃气传感器和/或手动控制开关；所述第二中央处理器通过第二LORA无线射频模块接入LORA无线通信网络与火灾报警控制器相连，所述的声光警报模块、测试按键和信息采集处理模块分别与第二中央处理器相连；所述信息采集处理模块用于采集处理火灾信号并发送给第二中央处理器，所述第二中央处理器将接收到的火灾信号发送给火灾报警控制器并控制声光警报模块进行本地报警，所述测试按键用于对火灾探测设备进行设置和调测。

在一种可能的实现方式中，所述消防执行器件包括LORA输入输出模块，所述LORA输入输出模块用于通过LORA无线通信网络接收火灾报警控制器发送的消防控制信号，并根据接收到的消防控制信号对现场的被执行消防设备进行操作控制。

在一种可能的实现方式中，所述消防执行器件还包括LORA信号中继器，所述LORA输入输出模块直接接入LORA无线通信网络与火灾报警控制器相连，或者通过LORA信号中继器接入LORA无线通信网络与火灾报警控制器相连。

在一种可能的实现方式中，所述被执行消防设备至少包括消防水泵、防火阀和通风空调系统中的一种或多种。

另一方面，本发明实施例提供的一种基于LORA无线通信的火灾自动报警方法，它包括火灾报警与联动控制过程和系统监控巡检过程；

所述火灾报警与联动控制过程包括以下步骤：

S11，火灾探测设备实时监测火灾信号；

S12，当发生火灾时，火灾探测设备将火灾信号通过LORA无线通信网络发送给火灾报警控制器；

S13，火灾报警控制器接收到火灾信号后根据联动控制信息发送报警信号给警报设备进行火灾警情报警，同时发送消防控制信号给火灾现场及其周边的消防执行器件；

S14，消防执行器件根据消防控制信号控制被执行消防设备进行灭火防火；

所述系统监控巡检过程包括以下步骤：

S21，在未发生火灾状态下，火灾报警控制器定时巡检火灾探测设备、警报设备和消防执行器件的工作状态；

S22，当火灾探测设备、警报设备和消防执行器件出现故障时，火灾报警控制器进行故障信息显示并将故障信息上报给消防云平台；

S23，消防云平台将故障信息发送给客户端通知管理人员进行及时排除故障。

在一种可能的实现方式中，所述系统监控巡检过程还包括以下步骤：

S24，火灾报警控制器通过短信平台将故障信息发送给管理人员的移动终端上。

如图1至图10所示，本发明的一种基于LORA无线通信的火灾自动报警系统由消防云平台1、LORA火灾报警控制器(简称火警报警控制器)2、LORA感烟探测器(简称烟感)3、LORA感温探测器(简称温感)4、LORA手动报警按钮(简称手报)5、LORA燃气探测器(简称燃气)6、警报设备(采用LORA声光警报器，简称声光报)7、LORA输入输出模块(简称输入输出模块)8、LORA信号中继器(简称中继器)9、这些设备组成，其中1、2(即主控系统中的消防云平台和火灾报警控制器)属于(一)用户交互设备，3、4、5、6属于(二)火灾探测设备，火灾探测设备内部采用电池供电的超低功耗设计，电池使用寿命在5年以上。7、8、9属于(三)执行类设备，另外系统可以联动(四)被执行设备。

其中(一)用户交互设备中可以存储和记录火灾报警记录、报警地区用户信息、警报设备的联动状态及联动设备信号反馈信息等。(二)火灾探测设备能够从温度、烟雾、甲烷环境探测到火灾的发生，并把火灾信号通过LORA无线通信传输给用户交互设备。(三)执行类设备用于将无线的火灾警情传输给需要启动的联动设备来进行灭火或火灾警情预报。(四)被执行设备包括消防水泵、防火卷帘、防排烟风机等需要消防联动的设施启动进行防火灭火。

本发明的系统组成设备的功能及其实现：

1、消防云平台：检测所有火灾报警控制器的工作状态，实时接收显示火灾报警控制器上传的所有监控信息。消防云平台有地图显示功能，能实时显示火灾报警区域的地址信息，还能进行数据存储，云平台通过大量用户的报警信息，能分析报警数据通过对大数据进行决策分析，针对不同的报警种类和故障信息主动为客户端发送处理信息从而及时提醒用户消除故障或火灾隐患。

2、火灾报警控制器：检测下属的(二)火灾报警探测器和(三)执行类设备的工作状态，同时存储系统的联动控制信息、设备类型信息、故障记录、报警记录等设备运行信息。负责被执行设备的启停控制和报警信息的接收，火灾报警控制器容量大，能最多带2000个点的附属设备，而现有市场的无线系统基本在200个点左右，火灾报警控制器是本系统的核心控制器。

3、感烟探测器：通过检测环境中烟雾浓度判断是否发生火灾，并把火灾信息或故障信息通过LORA无线传输给火灾报警控制器，烟感探测器利用超低功耗系统设计，使用锂电池进行工作，工作年限能达8-10年，同时还使用了特定的烟雾检测算法，具有灵敏度高，抗环境污染能力强的优点。

4、感温探测器：通过检测环境温度高低判断是否发生火灾，并把火灾信息或故障信息通过LORA无线传输给火灾报警控制器，温感探测器利用超低功耗系统设计，使用锂电池进行工作，工作年限能达8-10年。

5、手动报警按钮:通过判断手报上的报警按钮是否按下，来判断是否发生火灾，并把火灾信息或故障信息通过LORA无线传输给火灾报警控制器，手报利用超低功耗系统设计，使用锂电池进行工作，工作年限能达5-6年。

6、燃气探测器:通过检测环境燃气浓度的高低判断是否发生燃气泄漏，并把火灾信息或故障信息通过LORA无线传输给火灾报警控制器，燃气探测器一般用在家用火灾报警系统里，直接接220V交流电，同时燃气探测器具有电磁阀输出信号，当检测到燃气泄漏时，自动切断气源。

7、声光警报器:接收到LORA火灾报警控制器启停信号，决定是否发出高强度的当地火灾报警声光信号。

8、输入输出模块:能够将火灾报警系统里，高位水箱的流量开关、低压压力开关、水流指示器等的动作信号，上传给火灾报警控制器，同时能接收火灾报警控制器的信号实现自身开关量信号的输出或关闭。

9、信号中继器:加大控制系统通信距离，决定是否转发设备数据

本发明所述的火灾报警与联动控制的具体过程如下：

当(二)火灾探测设备(如烟感探测器、温感探测器、燃气探测器等)的地址信息，包括楼栋、单元、房间号、序号等信号，都先存储到火灾报警控制器的信息列表里。同时通过输入输出模块，提前将输入输出模块输出线与需要联动的消防控制室，消防水泵房、通风空调系统等连接好，探测到火灾发生时，火灾探测设备通过内置LORA模块将火灾信息以无线信号形式传输给(一)用户交互设备中的火警报警控制器，报警控制器在接收到火灾报警信息后对报警信息进行检索，当被检索信息存在于系统设备列表中时，表明此报警信息存在于这个火灾报警控制器的监测范围内，火灾报警控制器发出火灾声光警报信号，然后依据预设联动关系通过LORA模块发送对应(三)执行类设备的动作信号，火灾报警控制器将需要联动的启动信号发给输入输出模块的输入端，输入输出模块发信号给消防水泵房、消防控制室、通风调节系统等执行类设备(四)。执行类设备控制(四)接收到动作信号就会启动消防水泵抽水、关闭防火阀、关闭通风空调系统等进行灭火、排烟、切电等工作，以最快速度的进行火灾灭火。火灾报警控制器同时打电话、发短信将信息传输给消防云平台和相应的火灾警情负责人，使远程人员尽快的发现火灾警情的存在，同时可以启动消防应急广播，从真正意义上实现了无线消防报警及联动系统的功能，是消防行业未来发展的方向，也是新技术全面应用于消防行业的尝试。

本发明所述的系统监控巡检的具体过程：

平时在未发生火灾报警状态下，火灾报警控制器会定时巡检(二)火灾报警探测器和(三)执行类设备的工作状态，当(二)(三)设备发生故障(如设备供电电池欠压、供电电源中断、通信链路出现阻塞或干扰、设备被移除等系统故障)时，火灾报警控制器能及时的发现故障信息本地播报或显示出来并通过GPRS或WiFi网络将故障信息上报给消防云平台，提醒消防负责人员及时排除故障，消灭火灾隐患。火灾报警控制器通过不定时的与消防云平台信息交互，消防云平台负责人员实时了解各火灾报警控制器的工作状态，消防云平台负责人及时的将火灾报警控制器上传的故障信息、报警信息显示出来，同时消防云平台能够显示火灾报警控制器的工作状态，及时的发现工作异常的火灾报警控制器，提醒平台管理人员系统故障信息，保证整个系统的正常运行。云平台还有地图显示功能，能显示报警区域，还能进行数据存储，云平台通过大量用户的报警信息，能分析报警数据，通过对大数据进行决策分析，针对不同的报警种类和故障信息主动为客户端发送处理信息从而及时提醒用户消除故障或火灾隐患。

当有火灾发生时，烟感探测器，温感探测器检测到火灾信号，利用LORA无线通信技术，将火灾报警信号传给火灾报警控制器，或是当在着火区域，有人发现火灾警情可以启动手动报警按钮，手动报警按钮启动后会通过LORA通信技术发无线报警信号给火灾报警控制器。火灾报警控制器接收到报警信号，通过GSM模块等给用户发短信或拨打电话，第一时间通知用户火灾警情；同时，火灾报警控制器通过LORA无线通信技术，发无线信号给声光警报器，火灾防护区内的声光警报器发出当地报警声，警示有火灾发生，警示人员及早撤离火灾区域。同时火灾报警控制器的报警信号也通过LORA无线通信技术，启动需要联动的警报设备。火灾发生时，两个独立的烟感或温感探测器的报警信号发给火灾报警控制器时，火灾报警控制器发启动消防水泵或是防火卷帘等的动作信号给输入输出模块，输入输出模块将启动水泵、防火卷帘等的开关量信号发给消防水泵房或是消防控制室，消防水泵或防火卷帘等就会启动进行灭火防火。灭火时如水喷淋系统等的低压压力开关、水流指示器、流量开关等的信号会发给输入输出模块，模块将信号上传给火灾报警控制器，报警控制器接收到各部件的反馈信号，实现消防水泵等的联动控制，同时水泵起泵信号也会反馈给输入输出模块，输入输出模块将信号反馈给火灾报警控制器，实时监控联动器件是否处于正常启动状态或是停止状态，实现了无线火灾自动报警系统的联动控制功能。火灾报警控制器的报警信号也会通过GPRS/wifi通信技术，上传给消防云平台，云平台有地图显示功能，能显示报警区域，还能进行数据存储，云平台通过大量用户的报警信息，能分析报警数据通过对大数据进行决策分析，针对不同的报警种类和故障信息主动为客户端发送处理信息从而及时提醒用户消除故障或火灾隐患。本发明的基于LORA无线通信技术的火灾自动报警系统，真正实现了现有有线消防自动报警系统的报警及消防联动功能，避免了有线火灾自动报警系统布线复杂、人工安装困难多及维修检修复杂的麻烦。

本发明实施例技术方案采用LORA无线扩频通信技术，将火灾报警信号通过LORA无线传输给报警主机(火灾报警控制器)，实现有线消防系统里的火灾报警及消防联动功能；本发明完全实现了有线火灾自动报警系统的所有功能，系统安装过程无需布线，无需建筑预埋安装盒，操作极其简单方便，大大减少人工物料成本；本发明的报警信息通过火灾报警控制器上传给报警消防云平台，消防云平台有地图显示功能，能显示报警地点及具体报警房间等信息，云平台还可以对报警数据进行大数据分析，更好的起到系统预警及报警功能；本系统的火灾报警控制器，当收到报警信号时，可以第一时间打电话或是发短信给用户或拨打119报警电话，告知有火情发生，而现有的有线火灾自动报警系统，只能实现当地播报，如果消防控制室的值班人员出现临时脱岗，会错过灭火和报告火警的有效时间；本发明打破了传统联动控制系统中的有线方案独裁地位，是目前独立于欧标、美标与国标之外的新技术的应用，未来有很好的发展前景；与现有市场上的一些应用于火灾自动报警系统的无线通信技术相比，LORA通信技术能更多的延长通信距离、节省了中继器的使用，降低了系统成本及人工安装的复杂性，同时真正实现了无线自动报警系统的联动控制功能。此外，本发明采用LORA无线技术和专有的通信协议，数据传输可靠性高，系统稳定；本发明采用LORA扩频通信技术，较窄带无线通信(如433MHz)接收灵敏度高，通信距离远，基本在负载2000个点的情况下传输5Km-7Km，在同等距离传输情况下减少无线信号中继器的使用量，减少系统功耗，降低了系统成本。

本发明采用无线通信技术，在火灾自动系统的应用，省去了有线系统大面积布线，降低了工程成本，减少了长距离传输的电力损耗，避免了系统维修周期长的缺点，真正实现了现有有线消防自动报警系统的报警及消防联动功能，避免了有线火灾自动报警系统布线复杂、人工安装困难多及维修检修复杂的麻烦。

本发明采用LORA无线通信技术，实现了现有无线产品没法实现的整个火灾自动报警系统的消防联动控制功能，可以远程信息传输，对大数据进行分析。同时，通过对470MHz的LORA扩频实现远距离空旷传输5Km-7Km；每个报警控制器的容量大，达到2000个点的容量。此外，采用了专有的通信协议格式进行数据传输，具有信号稳定，抗干扰能力强的优点。

本发明采用LORA无线通信技术，实现了现有无线产品没法实现的整个火灾自动报警系统的消防联动控制功能，可以远程信息传输，对大数据进行分析。同时，通过对470MHz的LORA扩频实现远距离空旷传输5Km-7Km；每个报警控制器的容量大，达到2000个点的容量。此外，采用了专有的通信协议格式进行数据传输，具有信号稳定，抗干扰能力强的优点。

本发明具有以下特点：

1、本系统是无线技术在消防行业全面替代有线技术的首次尝试2、本系统通过LORA无线通信技术不仅实现了火灾自动报警，更完美的实现了系统的联动控制，使无线消防不只停留在预警阶段，还实际的参与到灭火控制阶段。

3、本系统所使用的LORA扩频通信技术应用在消防行业，实现了容量达2000个探测器，通讯距离长达5Km-7Km的远距离传输，同时系统容量大，通过专有通信协议，抗干扰能力强。

相对于其他远距离无线通信，大大减少了信号中继器的使用，拓展了信号的传输范围。本系统具有低功耗，一次性投入后期无服务费用的优势。

本系统的云平台，不仅通过地图显示报警区域信息，还能存储报警及故障等信息，通过大数据分析，更好的起到预警作用。

与现有有线火灾自动报警系统相比本发明实现了所有信号的无线传输，整个安装过程无需布线，施工简单，降低了工程成本，并且系统维修方便。

与现有无线消防技术相比本发明实现了无线技术在联动控制功能上的应用，且通过LORA扩频通信技术实现的信号传输，在同等距离传输时大大节省了系统的功耗，减少信号中继器使用数量，大大的为用户降低了成本。

与现有NB-IOT新兴技术相比，本发明具有一次性投入，无后期成本，且NB-IOT技术属于新型技术，尚且没有应用在消防的先例。

以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于LORA无线通信的火灾自动报警系统，其特征是，包括主控系统、火灾探测设备、警报设备、消防执行器件和LORA无线通信网络，所述的火灾探测设备、警报设备和消防执行器件通过LORA无线通信网络与主控系统；所述火灾探测设备用于监测火灾信号发出火灾报警声音，并将火灾信号发送给主控系统；所述主控系统接收到火灾信号后发送报警信号给警报设备，同时发送消防控制信号给消防执行器件；所述警报设备接收到报警信号后通过发出声光警报信号方式通知用户火灾警情；所述消防执行器件根据主控系统发出的消防控制信号控制现场的被执行消防设备进行灭火防火。

2.如权利要求1所述的一种基于LORA无线通信的火灾自动报警系统，其特征是，所述主控系统包括火灾报警控制器和消防云平台，所述火灾报警控制器包括第一中央处理器、声光警报模块、联动控制信息存储模块、第一LORA无线射频模块和无线上传网络模块，所述第一中央处理器通过第一LORA无线射频模块接入LORA无线通信网络分别与火灾探测设备、警报设备和消防执行器件相连，所述声光警报模块和联动控制信息存储模块分别与第一中央处理器相连，所述第一中央处理器通过无线上传网络模块与消防云平台相连；

所述火灾报警控制器用于检测火灾探测设备和消防执行器件的工作状态，接收火灾探测设备发来的报警信息并将被执行消防设备的启停控制指令发送给消防执行器件，同时存储火灾自动报警系统的联动控制信息、设备类型信息、故障记录和报警记录信息；

所述消防云平台用于检测火灾报警控制器的工作状态，实时接收并显示火灾报警控制器上传的所有监控信息。

3.如权利要求2所述的一种基于LORA无线通信的火灾自动报警系统，其特征是，所述消防云平台包括：

地图显示模块，用于实时显示火灾报警区域的地址信息；

数据库，用于进行数据存储；

数据分析模块，用于通过大量用户的报警信息进行大数据决策分析，并针对不同的报警种类和故障信息主动为客户端发送处理信息。

4.如权利要求2所述的一种基于LORA无线通信的火灾自动报警系统，其特征是，所述火灾探测设备包括LORA感烟探测器、LORA感温探测器、LORA手动报警按钮和LORA燃气探测器，所述的LORA感烟探测器、LORA感温探测器和LORA燃气探测器分别进行监测烟雾信号、温度信号和燃气泄露信息并通过LORA无线通信网络发送给火灾报警控制器，所述LORA手动报警按钮用于将现场人工火灾报警信息通过LORA无线通信网络发送给火灾报警控制器。

5.如权利要求2所述的一种基于LORA无线通信的火灾自动报警系统，其特征是，所述火灾探测设备包括第二中央处理器、声光警报模块、测试按键、第二LORA无线射频模块和信息采集处理模块，所述信息采集处理模块包括烟雾传感器、温度传感器、燃气传感器和/或手动控制开关；所述第二中央处理器通过第二LORA无线射频模块接入LORA无线通信网络与火灾报警控制器相连，所述的声光警报模块、测试按键和信息采集处理模块分别与第二中央处理器相连；所述信息采集处理模块用于采集处理火灾信号并发送给第二中央处理器，所述第二中央处理器将接收到的火灾信号发送给火灾报警控制器并控制声光警报模块进行本地报警，所述测试按键用于对火灾探测设备进行设置和调测。

6.如权利要求2所述的一种基于LORA无线通信的火灾自动报警系统，其特征是，所述消防执行器件包括LORA输入输出模块，所述LORA输入输出模块用于通过LORA无线通信网络接收火灾报警控制器发送的消防控制信号，并根据接收到的消防控制信号对现场的被执行消防设备进行操作控制。

7.如权利要求6所述的一种基于LORA无线通信的火灾自动报警系统，其特征是，所述消防执行器件还包括LORA信号中继器，所述LORA输入输出模块直接接入LORA无线通信网络与火灾报警控制器相连，或者通过LORA信号中继器接入LORA无线通信网络与火灾报警控制器相连。

8.如权利要求2所述的一种基于LORA无线通信的火灾自动报警系统，其特征是，所述被执行消防设备至少包括消防水泵、防火阀和通风空调系统中的一种或多种。

9.一种基于LORA无线通信的火灾自动报警方法，其特征是，包括火灾报警与联动控制过程和系统监控巡检过程；

所述火灾报警与联动控制过程包括以下步骤：

S11，火灾探测设备实时监测火灾信号；

S12，当发生火灾时，火灾探测设备将火灾信号通过LORA无线通信网络发送给火灾报警控制器；

S13，火灾报警控制器接收到火灾信号后根据联动控制信息发送报警信号给警报设备进行火灾警情报警，同时发送消防控制信号给火灾现场及其周边的消防执行器件；

S14，消防执行器件根据消防控制信号控制被执行消防设备进行灭火防火；

所述系统监控巡检过程包括以下步骤：

S21，在未发生火灾状态下，火灾报警控制器定时巡检火灾探测设备、警报设备和消防执行器件的工作状态；

S22，当火灾探测设备、警报设备和消防执行器件出现故障时，火灾报警控制器进行故障信息显示并将故障信息上报给消防云平台；

S23，消防云平台将故障信息发送给客户端通知管理人员进行及时排除故障。

10.如权利要求9所述的一种基于LORA无线通信的火灾自动报警方法，其特征是，所述系统监控巡检过程还包括以下步骤：

S24，火灾报警控制器通过短信平台将故障信息或报警信息发送给管理人员的移动终端上。