CN108525186A - 一种家居自动灭火系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种家居自动灭火系统及方法。该系统包括：火焰传感器、控制器、伺服电机和灭火机构；火焰传感器的输出端与控制器的输入端连接，控制器的输出端与伺服电机和灭火机构连接，灭火机构安装在伺服电机上，与伺服电机的输出轴连接；伺服电机转动时带动灭火机构沿水平方向旋转；火焰传感器用于检测火焰数据；控制器用于确定发生火灾的方向，控制伺服电机和灭火机构朝火灾的方向灭火；火焰传感器为多个，多个火焰传感器均匀分布在圆盘的圆周边缘，每个火焰传感器与相邻的两个火焰传感器的距离相等，且每个火焰传感器的探测方向朝向圆周外侧。本发明公开的系统及方法，能够从根源避免火灾的蔓延，减少火灾造成的生命及财产的损失。

Description

一种家居自动灭火系统及方法

技术领域

本发明涉及家庭安全领域，特别是涉及一种家居自动灭火系统及方法。

背景技术

随着人们生活水平的日益提高，家庭中的用电设备越来越多，用电量也越来越大，随之而来的是安全隐患也越来越多，因此更多的家庭开始注重家庭安全的保障，开始将具备火情的自动检测和报警功能的家居产品引入家庭中。该类产品主要是利用烟雾传感器或者火焰传感器进行火情的检测，当达到一定门限时，通过声音或光线进行报警。然而该类产品仅限于检测和报警，并不能从根源减少火灾造成的生命及财产的损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种家居自动灭火系统及方法，从根源避免火灾的蔓延，减少火灾造成的生命及财产的损失。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种家居自动灭火系统，包括：火焰传感器、控制器、伺服电机和灭火机构；

所述火焰传感器的输出端与所述控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与所述伺服电机和所述灭火机构连接，所述灭火机构安装在所述伺服电机上，与所述伺服电机的输出轴连接；所述伺服电机转动时带动所述灭火机构沿水平方向旋转；

所述火焰传感器用于检测火焰数据，并将所述火焰数据输出到所述控制器；

所述控制器用于根据所述火焰数据确定发生火灾的方向，控制所述伺服电机和所述灭火机构朝火灾的方向灭火；

所述火焰传感器为多个，多个所述火焰传感器均匀分布在圆盘的圆周边缘，每个所述火焰传感器与相邻的两个火焰传感器的距离相等，且每个所述火焰传感器的探测方向朝向圆周外侧。

可选的，该家居自动灭火系统还包括摄像头，所述摄像头为旋转摄像头；所述摄像头与所述控制器连接，在所述控制器的控制下转向火灾的方向并拍摄图像。

可选的，该家居自动灭火系统还包括声光报警器，所述声光报警器与所述控制器连接，用于在所述控制器的控制下发出声光报警信号。

可选的，所述火焰传感器的型号为TELESKY。

可选的，所述灭火机构为电磁悬挂式灭火装置或电动悬挂灭火装置。

本发明还公开了一种家居自动灭火方法，应用于上述的家居自动灭火系统，所述家居自动灭火方法包括：

获取多个所述火焰传感器采集的数据；

将所述数据与预设阈值进行对比从而判断是否发生火灾；

当发生火灾时，根据各个火焰传感器采集的数据的大小确定火灾的方向；

控制所述伺服电机驱动所述灭火机构转动到所述火灾的方向进行灭火。

可选的，所述将所述数据与预设阈值进行对比从而判断是否发生火灾，具体包括：

在当前数据采集周期内判断各个火焰传感器采集的数据是否超过预设阈值，得到第一判断结果；

若所述第一判断结果表示不存在超过所述预设阈值的数据，则获取下个采集周期内的数据；

若所述第一判断结果表示存在超过所述预设阈值的数据，则确定超过所述预设阈值的数据对应的火焰传感器为核心火焰传感器；

在预设时间段内连续获取所述核心火焰传感器采集的火焰数据以及所述核心火焰传感器两侧的第一火焰传感器和第二火焰传感器采集的火焰数据，得到核心数据集、第一数据集和第二数据集；

分别计算所述核心数据集、所述第一数据集和所述第二数据集中数据的均值，得到核心数据均值、第一数据均值和第二数据均值；

判断所述核心数据均值是否是所述核心数据均值、所述第一数据均值和所述第二数据均值中的最大值，得到第二判断结果；

若所述第二判断结果表示否，则以所述第一数据均值和所述第二数据均值中的最大值对应的火焰传感器为核心火焰传感器重新获取核心数据集、第一数据集和第二数据集；

若所述第二判断结果表示是，则判断所述核心数据均值是否小于预设动作阈值，得到第三判断结果；

若所述第三判断结果表示大于或等于，则确定发生火灾；

若所述第三判断结果表示小于，则确定未发生火灾。

可选的，所述根据各个火焰传感器采集的数据的大小确定火灾的方向，具体包括：

根据所述核心数据均值、所述第一数据均值和所述第二数据均值计算火灾方向偏离所述核心火焰传感器正对方向的偏离角度；

根据所述第一数据均值和所述第二数据均值的大小确定火灾方向偏离所述核心火焰传感器正对方向的偏离方向；

根据所述偏离角度、所述偏离方向以及所述核心火焰传感器正对的方向确定火灾的方向。

可选的，在所述根据各个火焰传感器采集的数据的大小确定火灾的方向之后，还包括：

控制摄像头朝向所述火灾的方向进行拍照，并将拍摄的图片远程发送到用户和/或报警机构。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明公开的系统，通过将火焰传感器等距分布在圆盘的圆周边缘，从而能够实现四周火焰的检测，确定火焰的具体方位，从而为灭火机构提供灭火方位，实现在发生火灾时能够及时自动灭火，从根源避免火灾的蔓延，减少火灾造成的生命及财产的损失。同时，本发明提供的方法通过对各个火焰传感器的数据进行分析从而准确确定火灾是否发生以及发生火灾的具体方位，实现了火灾方位的检测的同时能够提高火灾方位确定的准确性，保证了灭火机构及时灭火，减少火灾造成的生命及财产的损失。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明家居自动灭火系统实施例的系统结构图；

图2为本发明家居自动灭火系统实施例的火焰传感器分布结构图；

图3为本发明家居自动灭火方法实施例的方法流程图；

图4为本发明家居自动灭火方法实施例的确定是否发生火灾以及火灾方向的方法流程图。

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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明家居自动灭火系统实施例的系统结构图。

参见图1，该家居自动灭火系统，包括：火焰传感器1、控制器2、伺服电机3、灭火机构4、声光报警器5、摄像头6和远程通信装置7。所述火焰传感器1的输出端与所述控制器2的输入端连接，所述控制器2的输出端与所述伺服电机3和所述灭火机构4连接，所述灭火机构4安装在所述伺服电机3上，与所述伺服电机3的输出轴连接；所述伺服电机3转动时带动所述灭火机构4沿水平方向旋转；所述火焰传感器1用于检测火焰数据，并将所述火焰数据输出到所述控制器2；所述控制器2用于根据所述火焰数据确定发生火灾的方向，控制所述伺服电机3和所述灭火机构4朝火灾的方向灭火；所述声光报警器5与所述控制器2连接，用于在所述控制器2的控制下发出声光报警信号；所述摄像头6为旋转摄像头6；所述摄像头6与所述控制器2连接，在所述控制器2的控制下转向火灾的方向并拍摄图像；所述远程通信装置7与所述控制器2和所述摄像头6连接，用于将摄像头6拍摄的图像远程发送给用户和/或报警机构。

所述火焰传感器1的型号为TELESKY。

所述灭火机构4为电磁悬挂式灭火装置或电动悬挂灭火装置。

所述伺服电机包括400W减速机和1.5KW步进伺服电机。

图2为本发明家居自动灭火系统实施例的火焰传感器分布结构图。

参见图2，所述火焰传感器1为多个，多个所述火焰传感器1均匀分布在圆盘的圆周边缘，每个所述火焰传感器1与相邻的两个火焰传感器1的距离相等，且每个所述火焰传感器1的探测方向朝向圆周外侧。

在本发明的一个具体实施方式中，火焰传感器1的数量为12个，朝向12个不同的方向，则每个火焰传感器与相邻的火焰传感器1之间形成的圆心角为30度。

图3为本发明家居自动灭火方法实施例的方法流程图。

参见图3，该家居自动灭火方法，应用于上述的家居自动灭火系统，所述家居自动灭火方法包括：

步骤301：获取多个所述火焰传感器采集的数据；各个火焰传感器按周期进行采集，在本发明的一个实施方式中，以24秒作为一个数据采集周期；火焰传感器的数量为12个，沿顺时针依次编号，则用Z₁、Z₂、Z₃、…、Z₁₂依次表示在某个周期内各个火焰传感器采集的数据。

步骤302：将所述数据与预设阈值进行对比从而判断是否发生火灾；

步骤303：当发生火灾时，根据各个火焰传感器采集的数据的大小确定火灾的方向；当未发生火灾时，返回步骤101；

步骤304：控制摄像头朝向所述火灾的方向进行拍照，并将拍摄的图片远程发送到用户和/或报警机构。

步骤305：控制所述伺服电机驱动所述灭火机构转动到所述火灾的方向进行灭火。

图4为本发明家居自动灭火方法实施例的确定是否发生火灾以及火灾方向的方法流程图。

参见图4，上述步骤302和步骤303，具体包括：

步骤3001：在当前数据采集周期内判断各个火焰传感器采集的数据是否超过预设阈值，得到第一判断结果；

步骤3002：若所述第一判断结果表示不存在超过所述预设阈值的数据，则获取下个采集周期内的数据；

步骤3003：若所述第一判断结果表示存在超过所述预设阈值的数据，则确定超过所述预设阈值的数据对应的火焰传感器为核心火焰传感器；

步骤3004：在预设时间段内连续获取所述核心火焰传感器采集的火焰数据以及所述核心火焰传感器两侧的第一火焰传感器和第二火焰传感器采集的火焰数据，得到核心数据集、第一数据集和第二数据集；

步骤3005：分别计算所述核心数据集、所述第一数据集和所述第二数据集中数据的均值，得到核心数据均值、第一数据均值和第二数据均值；

步骤3006：判断所述核心数据均值是否是所述核心数据均值、所述第一数据均值和所述第二数据均值中的最大值，得到第二判断结果；

步骤3007：若所述第二判断结果表示否，则以所述第一数据均值和所述第二数据均值中的最大值对应的火焰传感器为核心火焰传感器重新获取核心数据集、第一数据集和第二数据集；

步骤3008：若所述第二判断结果表示是，则判断所述核心数据均值是否小于预设动作阈值，得到第三判断结果；

步骤3009：若所述第三判断结果表示大于或等于，则确定发生火灾；

步骤3010：若所述第三判断结果表示小于，则确定未发生火灾。

通过两次阈值判断确定火灾是否发生，大大提高了火灾判断的准确度。

步骤3011：根据所述核心数据均值、所述第一数据均值和所述第二数据均值计算火灾方向偏离所述核心火焰传感器正对方向的偏离角度；以12个火焰传感器为例进行说明，所述核心火焰传感器采集的数据的均值，即核心数据均值用表示，位于核心火焰传感器左侧的火焰传感器采集的数据的均值，即第一数据均值用表示，位于核心火焰传感器右侧的火焰传感器采集的数据的均值，即第二数据均值用表示，则偏离角度的计算公式为：

其中x为核心火焰传感器的编号，b为偏离角度，K为系统校正参数，可为2.36。m为偏离方向系数，由第一数据均值和第二数据均值的大小决定。

步骤3012：根据所述第一数据均值和所述第二数据均值的大小确定火灾方向偏离所述核心火焰传感器正对方向的偏离方向；具体为：

若所述第一数据均值大于所述第二数据均值，则火灾的方向位于所述所述核心火焰传感器正对方向的左侧，此时m为1，则

若所述第一数据均值小于所述第二数据均值，则火灾的方向位于所述核心火焰传感器正对方向的右侧，此时m为0，则

若所述第一数据均值等于所述第二数据均值，则火灾的方向为所述核心火焰传感器正对方向，此时b＝0。

步骤3013：根据所述偏离角度、所述偏离方向以及所述核心火焰传感器正对的方向确定火灾的方向。以编号为12的火焰传感器为基准，即角度为0，则火灾方向所对应的角度为

a＝x*30°+b

其中a为火灾方向所对应的角度。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明公开的系统，通过将火焰传感器等距分布在圆盘的圆周边缘，从而能够实现四周火焰的检测，确定火焰的具体方位，从而为灭火机构提供灭火方位，实现在发生火灾时能够及时自动灭火，从根源避免火灾的蔓延，减少火灾造成的生命及财产的损失。同时，本发明提供的方法通过对各个火焰传感器的数据进行分析从而准确确定火灾是否发生以及发生火灾的具体方位，实现了火灾方位的检测的同时能够提高火灾方位确定的准确性，保证了灭火机构及时灭火，减少火灾造成的生命及财产的损失。

对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种家居自动灭火系统，其特征在于，包括：火焰传感器、控制器、伺服电机和灭火机构；

所述火焰传感器的输出端与所述控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与所述伺服电机和所述灭火机构连接，所述灭火机构安装在所述伺服电机上，与所述伺服电机的输出轴连接；所述伺服电机转动时带动所述灭火机构沿水平方向旋转；

所述火焰传感器用于检测火焰数据，并将所述火焰数据输出到所述控制器；

所述控制器用于根据所述火焰数据确定发生火灾的方向，控制所述伺服电机和所述灭火机构朝火灾的方向灭火；

所述火焰传感器为多个，多个所述火焰传感器均匀分布在圆盘的圆周边缘，每个所述火焰传感器与相邻的两个火焰传感器的距离相等，且每个所述火焰传感器的探测方向朝向圆周外侧。

2.根据权利要求1所述的一种家居自动灭火系统，其特征在于，还包括摄像头，所述摄像头为旋转摄像头；所述摄像头与所述控制器连接，在所述控制器的控制下转向火灾的方向并拍摄图像。

3.根据权利要求1所述的一种家居自动灭火系统，其特征在于，还包括声光报警器，所述声光报警器与所述控制器连接，用于在所述控制器的控制下发出声光报警信号。

4.根据权利要求1所述的一种家居自动灭火系统，其特征在于，所述火焰传感器的型号为TELESKY。

5.根据权利要求1所述的一种家居自动灭火系统，其特征在于，所述灭火机构为电磁悬挂式灭火装置或电动悬挂灭火装置。

6.一种家居自动灭火方法，应用于如权利要求1～5中任意一项所述的家居自动灭火系统，所述家居自动灭火方法包括：

获取多个所述火焰传感器采集的数据；

将所述数据与预设阈值进行对比从而判断是否发生火灾；

当发生火灾时，根据各个火焰传感器采集的数据的大小确定火灾的方向；

控制所述伺服电机驱动所述灭火机构转动到所述火灾的方向进行灭火。

7.根据权利要求6所述的家居自动灭火方法，其特征在于，所述将所述数据与预设阈值进行对比从而判断是否发生火灾，具体包括：

在当前数据采集周期内判断各个火焰传感器采集的数据是否超过预设阈值，得到第一判断结果；

若所述第一判断结果表示不存在超过所述预设阈值的数据，则获取下个采集周期内的数据；

若所述第一判断结果表示存在超过所述预设阈值的数据，则确定超过所述预设阈值的数据对应的火焰传感器为核心火焰传感器；

在预设时间段内连续获取所述核心火焰传感器采集的火焰数据以及所述核心火焰传感器两侧的第一火焰传感器和第二火焰传感器采集的火焰数据，得到核心数据集、第一数据集和第二数据集；

分别计算所述核心数据集、所述第一数据集和所述第二数据集中数据的均值，得到核心数据均值、第一数据均值和第二数据均值；

判断所述核心数据均值是否是所述核心数据均值、所述第一数据均值和所述第二数据均值中的最大值，得到第二判断结果；

若所述第二判断结果表示否，则以所述第一数据均值和所述第二数据均值中的最大值对应的火焰传感器为核心火焰传感器重新获取核心数据集、第一数据集和第二数据集；

若所述第二判断结果表示是，则判断所述核心数据均值是否小于预设动作阈值，得到第三判断结果；

若所述第三判断结果表示大于或等于，则确定发生火灾；

若所述第三判断结果表示小于，则确定未发生火灾。

8.根据权利要求7所述的家居自动灭火方法，其特征在于，所述根据各个火焰传感器采集的数据的大小确定火灾的方向，具体包括：

根据所述核心数据均值、所述第一数据均值和所述第二数据均值计算火灾方向偏离所述核心火焰传感器正对方向的偏离角度；

根据所述第一数据均值和所述第二数据均值的大小确定火灾方向偏离所述核心火焰传感器正对方向的偏离方向；

根据所述偏离角度、所述偏离方向以及所述核心火焰传感器正对的方向确定火灾的方向。

9.根据权利要求6所述的家居自动灭火方法，其特征在于，在所述根据各个火焰传感器采集的数据的大小确定火灾的方向之后，还包括：

控制摄像头朝向所述火灾的方向进行拍照，并将拍摄的图片远程发送到用户和/或报警机构。