CN109544845A - 火灾逃生指引物联网系统 - Google Patents

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Abstract

火灾逃生指引物联网系统，涉及消防安全领域，包括实时感测单元、物联网分析处理中心和可携式逃生指示器；所述实时感测单元设于室内和走廊处，所述可携式逃生指示器供受困者携带；实时感测单元实时获取建筑物信息、人员与火灾发生位置并通过无线传输模块传送到物联网分析处理中心，物联网分析处理中心制定出实时的逃生路线，并通过可携式逃生指示器的指向模块为受困者指定逃生方向。

Description

火灾逃生指引物联网系统
技术领域
本发明涉及消防安全领域，尤其涉及火灾逃生指引物联网系统。
背景技术
目前的火灾探测报警装置和疏散指示设备之间的联系机制缺少有效的传感装置与运作，当发生火灾后，常发生断电、室内通道被破坏、产生高温与浓烟，因此在环境昏暗下不易找到出口，而且消防疏散指示灯所指引的方向也可能遭受了火灾破坏，阻碍疏散通道。此外，救援人员或逃生人员是无法得知火灾现场实时损害的情况，而且安全出口的指示方向可能也发生火灾产生高温浓烟，因此可能会误导受困者走向高度危险区域，且救援人员在不知火场是否还有受困者的情况下可能会延误救援时机。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供火灾逃生指引物联网系统，可获得最真实以及实时的火灾情况和受困者情况，从而可帮助火灾现场受困者掌握最实时、快速且准确的信息。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
火灾逃生指引物联网系统，包括实时感测单元、物联网分析处理中心和可携式逃生指示器；所述实时感测单元设于室内和走廊处，所述可携式逃生指示器供受困者携带；
所述实时感测单元包括火灾传感模块、毫米波雷达模块、定位模块和无线传输模块；所述火灾传感模块设有温度传感器和烟雾传感器，温度传感器和烟雾传感器用于感测是否发生火灾，并将火灾感测信息通过无线传输模块传送到物联网分析处理中心；所述毫米波雷达模块用于实时扫描建筑物格局，并将建筑物扫描信息通过无线传输模块传送到物联网分析处理中心；所述定位模块用于将实时感测单元的位置信息通过无线传输模块传送到物联网分析处理中心；
所述可携式逃生指示器包括定位模块、指向模块和无线传输模块；所述定位模块用于将受困者的位置信息通过无线传输模块传送到物联网分析处理中心；所述指向模块用于为受困者提供逃生方向；
所述物联网分心中心用于将火灾感测信息、建筑物扫描信息和受困者的位置信息进行综合分析，以制定出实时的逃生路线，并通过可携式逃生指示器的指向模块为受困者指定逃生方向。
所述实时感测单元设有旋转轴、模块支架和导轨；所述旋转轴的一端通过固定座与天花板连接，固定座内设有电机和齿轮可使旋转轴沿轴向旋转360°；模块支架的一端通过连接座与旋转轴连接，模块支架的另一端与毫米波雷达模块连接，所述连接座内设有电机和齿轮可使模块支架在竖直平面内移动180°；所述导轨固定设于旋转轴上，以使模块支架沿着导轨移动。
所述实时感测单元和可携式逃生指示器还包括不间断电源模块；所述不间断电源模块用于保持断电后为实时感测单元和可携式逃生指示器提供电能。
所述定位模块内设有GPS定位件、三轴加速度计和三轴陀螺仪。
所述可携式逃生指示器还包括语音对话模块，所述语音对话模块通过无线传输模块与物联网分析处理中心连接，语音对话模块用于救援人员实时引导受困者进行逃生。
所述可携式逃生指示器为四方体结构，可携式逃生指示器具有1个上盖板，所述上盖板上设有8个方向的指示箭头，物联网分析处理中心通过无线传输模块并根据逃生路线选择开启或关闭指示箭头。
所述可携式逃生指示器还设有4个侧盖板，所述侧盖板上相对应指示箭头设有8个照明灯，物联网分析处理中心通过无线传输模块并根据逃生路线选择开启或关闭照明灯。
所述指示箭头和照明灯采用LED光源。
基于火灾逃生指引物联网系统的逃生方法如下:物联网分析处理中心通过无线传输模块获取火灾传感模块的火灾感测信息，以确定是否发生火灾，当有火灾状况发生时，物联网分析处理中心立即启动毫米波雷达模块持续扫描建筑物与人员状况，并启动定位模块传送发生火灾的位置和受困者的位置信息，经物联网分析处理中心处理后制定最佳的逃生路线，并根据逃生路线控制指向模块的指示方向和照明方向，同时由定位模块回传受困者的实时位置更新与指示方向，以使物联网分析处理中心根据火灾现场和受困者位置实时更新最佳的逃生路线。
毫米波雷达模块扫描步骤如下：设定当旋转轴与模块支架间夹角为90°时为毫米波雷达模块扫描的初始位置，并定义该初始位置为毫米波雷达模块扫描的起始角度0°，在初始位置由毫米波雷达模块发射信号与取得回波信号，然后将旋转轴旋转360°，并同时由毫米波雷达模块执行发射信号与取得回波信号，即可得0°扫描的起始角度数据；之后再将模块支架沿导轨往顺时针方向移动一定角度，并将旋转轴360°旋转，同时由毫米波雷达模块执行发射信号与取得回波信号；重复以上行为直到模块支架转至180°位置为止即完成一次三维扫描参数，将半球形之三维参数，通过无线传输模块传送至物联网分析处理中心处理迭加后，即可建立建筑物空间图，当未发生火警通报时每隔一段时间扫描一次，当发生火警时不停扫描建筑物格局，以实时取得建筑物格局、阻碍物、疏散通道以及是否有人员受困的信息，随时更新逃生大楼室内建筑结构与地貌，以协助救援人员了解受困者周边情况。
相对于现有技术，本发明技术方案取得的有益效果是：
1、本发明设有实时感测单元，当火灾传感模块检测到火灾发生后，毫米波雷达模块实时三维扫描屋内受损情况与受困者，将三维扫描参数经由无线传输模块传输到物联网分析处理中心，定位模块将位置参数传送到物联网分析处理中心，物联网分析处理中心将信息参数整合和分析处理制定出最佳逃生路线，并将逃生路线讯息传送至可携式逃生指示器，控制指向模块的指示方向和照明方向。
2、在发生火灾后，毫米波雷达模块进行持续扫描，以获得最真实以及实时的火灾情况和受困者情况，从而可帮助火灾现场受困者掌握最实时、快速且准确的信息，同时由定位模块回传受困者的实时位置更新与指示方向，以使物联网分析处理中心根据火灾现场和受困者位置实时更新最佳的逃生路线。
3、由于可携式逃生指示器内定位模块设有三轴加速度计和三轴陀螺仪，可携式逃生指示器的位置参数在物联网分析处理中心处理后可于任何角度下指出正确方向与产生对应方向之照明。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为毫米波雷达模块的工作原理示意图；
图3为可携式逃生指示器的结构示意图。
附图说明：毫米波雷达模块1，旋转轴2，固定座3，模块支架4，连接座5，导轨6，指示箭头7，照明灯8，麦克风9，喇叭10，人工模式开关11。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，火灾逃生指引物联网系统，包括实时感测单元、物联网分析处理中心和可携式逃生指示器；所述实时感测单元设于室内和走廊处，所述可携式逃生指示器供受困者携带。
所述实时感测单元包括火灾传感模块、毫米波雷达模块、定位模块和无线传输模块；所述火灾传感模块内设有温度传感器和烟雾传感器，温度传感器和烟雾传感器用于感测是否发生火灾，并将火灾感测信息通过无线传输模块传送到物联网分析处理中心；所述毫米波雷达模块用于实时扫描建筑物格局，并将建筑物扫描信息通过无线传输模块传送到物联网分析处理中心；所述定位模块用于将实时感测单元的位置信息通过无线传输模块传送到物联网分析处理中心。
所述可携式逃生指示器包括定位模块、指向模块和无线传输模块；所述定位模块用于将受困者的位置信息通过无线传输模块传送到物联网分析处理中心；所述指向模块用于为受困者提供逃生方向。
所述物联网分心中心使用公用物联网云平台或自建物联网云平台，物联网分心中心用于将火灾感测信息、建筑物扫描信息和受困者的位置信息进行综合分析，以制定出实时的最佳逃生路线，并通过可携式逃生指示器的指向模块为受困者指定逃生方向。
所述无线传输模块使用wifi无线网络或4G/5G通讯传送和接收信息到物联网分析处理中心。
如图2所示，所述实时感测单元设有旋转轴2、模块支架4和导轨6；所述旋转轴2的一端通过固定座3与天花板连接，固定座3内设有电机和齿轮可使旋转轴2沿轴向旋转360°；模块支架4的一端通过连接座5与旋转轴2连接，模块支架4的另一端与毫米波雷达模块1连接，所述连接座5内设有电机和齿轮可使模块支架4在竖直平面内移动180°；所述导轨6固定设于旋转轴2上，以使模块支架4沿着导轨6移动。
所述实时感测单元和可携式逃生指示器还包括不间断电源模块；所述不间断电源模块用于保持断电后为实时感测单元和可携式逃生指示器提供电能，可保持断电后系统在72小时内持续用电量。
所述定位模块内设有GPS定位件、三轴加速度计和三轴陀螺仪。
本实施例中实时感测单元内的定位模块可计算方位与旋转角度参数，从而与毫米波雷达模块结合定时更新大楼地物与地貌之座标；可携式逃生指示器的定位模块可传送受困者手上的可携式逃生指示器的方位、移动或转动的变化量，从而帮助受困者找到最佳逃生路线并在最短时间内逃离火灾现场。
如图3所示，所述可携式逃生指示器还包括语音对话模块和人工模式开关11，语音对话模块设有麦克风9与喇叭10，所述语音对话模块通过无线传输模块与物联网分析处理中心连接，在人工模式下，受困者可使用语音对话模块与物联网分析处理中心或与救灾人员双向对话并传送受困者位置，救援人员可实时引导受困者进行逃生。
如图3所示，本实施例中指向模块包括指示箭头7和照明灯8，具体如下：所述可携式逃生指示器为四方体结构，可携式逃生指示器具有1个上盖板和4个侧盖板，所述上盖板上设有8个方向的指示箭头7以指示逃生方向，所述侧盖板上相对应指示箭头7设有8个照明灯8，所述指示箭头7和照明灯8采用LED光源，物联网分析处理中心通过无线传输模块并根据逃生路线选择开启或关闭指示箭头7和照明灯8，从而在黑暗中照亮逃生方向。
当LED点亮一个指示箭头7时，即表示指引受困者往该方向移动，同时也结合定位模块回传受困者位置，因而具有实时方向导航功能，侧盖板上具有8个照明灯，用于照亮逃生通道，当物联网分析处理中心传送逃生方向时，也传送对应的LED照明灯8同样亮起信号，帮助受困者在火灾停电状况下，照亮黑暗的室内空间，可携式逃生指示器内之定位模块内具有GPS定位、三轴加速度计和三轴陀螺仪，可传送受困者手上之可携式逃生指示器方位、移动或转动的变化量给物联网分析处理中心，经过校正变化量与误差后可精准指示正确逃生方向。
本实施例中，毫米波雷达模块1扫描步骤如下：设定当旋转轴2与模块支架4间夹角为90°时为毫米波雷达模块1扫描的初始位置，并定义该初始位置为毫米波雷达模块1扫描的起始角度0°，在初始位置由毫米波雷达模块1发射信号与取得回波信号，然后将旋转轴2旋转360°，并同时由毫米波雷达模块1执行发射信号与取得回波信号，即可得0°扫描的起始角度数据；之后再将模块支架4沿导轨6往顺时针方向移动一定角度，并将旋转轴360°旋转，同时由毫米波雷达模块1执行发射信号与取得回波信号；重复以上行为直到模块支架4转至180°位置为止即完成一次三维扫描参数，将半球形之三维参数，通过无线传输模块传送至物联网分析处理中心处理迭加后，即可建立建筑物空间图，当未发生火警通报时每隔一段时间扫描一次，当发生火警时不停扫描建筑物格局，以实时取得建筑物格局、阻碍物、疏散通道以及是否有人员受困的信息，以协助救援人员了解受困者位置。
物联网分析处理中心的火灾逃生指引分为自动与人工两种模式，系统默认在自动模式下运作。自动模式如下：物联网分析处理中心通过无线传输模块获取火灾传感模块的火灾感测信息，以确定否发生火灾，当有火灾状况发生时，物联网分析处理中心立即启动毫米波雷达模块持续扫描建筑物与人员状况，并启动定位模块传送发生火灾的位置和受困者的位置信息，经物联网分析处理中心处理后制定最佳的逃生路线，并根据逃生路线控制指向模块的指示方向和照明方向，同时由定位模块回传受困者的实时位置更新与指示方向，以使物联网分析处理中心根据火灾现场和受困者位置实时更新最佳的逃生路线。
受困者可在可携式逃生指示器上的侧面打开人工模式开关11，切换为人工模式，受困者可使用麦克风9与喇叭10传送与接收语音信号与物联网分析处理中心的救灾人员双向沟通，救援人员可实时引导受困者进行逃生。

Claims (10)

1.火灾逃生指引物联网系统，其特征在于：包括实时感测单元、物联网分析处理中心和可携式逃生指示器；所述实时感测单元设于室内和走廊处，所述可携式逃生指示器供受困者携带；
所述实时感测单元包括火灾传感模块、毫米波雷达模块、定位模块和无线传输模块；所述火灾传感模块设有温度传感器和烟雾传感器，温度传感器和烟雾传感器用于感测是否发生火灾，并将火灾感测信息通过无线传输模块传送到物联网分析处理中心；所述毫米波雷达模块用于实时扫描建筑物格局，并将建筑物扫描信息通过无线传输模块传送到物联网分析处理中心；所述定位模块用于将实时感测单元的位置信息通过无线传输模块传送到物联网分析处理中心；
所述可携式逃生指示器包括定位模块、指向模块和无线传输模块；所述定位模块用于将受困者的位置信息通过无线传输模块传送到物联网分析处理中心；所述指向模块用于为受困者提供逃生方向；
所述物联网分心中心用于将火灾感测信息、建筑物扫描信息和受困者的位置信息进行综合分析，以制定出实时的逃生路线，并通过可携式逃生指示器的指向模块为受困者指定逃生方向。
2.如权利要求1所述的火灾逃生指引物联网系统，其特征在于：所述实时感测单元设有旋转轴、模块支架和导轨；所述旋转轴的一端通过固定座与天花板连接，固定座内设有电机和齿轮可使旋转轴沿轴向旋转360°；模块支架的一端通过连接座与旋转轴连接，模块支架的另一端与毫米波雷达模块连接，所述连接座内设有电机和齿轮可使模块支架在竖直平面内移动180°；所述导轨固定设于旋转轴上，以使模块支架沿着导轨移动。
3.如权利要求1所述的火灾逃生指引物联网系统，其特征在于：所述实时感测单元和可携式逃生指示器还包括不间断电源模块；所述不间断电源模块用于保持断电后为实时感测单元和可携式逃生指示器提供电能。
4.如权利要求1所述的火灾逃生指引物联网系统，其特征在于：所述定位模块内设有GPS定位件、三轴加速度计和三轴陀螺仪。
5.如权利要求1所述的火灾逃生指引物联网系统，其特征在于：所述可携式逃生指示器还包括语音对话模块，所述语音对话模块通过无线传输模块与物联网分析处理中心连接，语音对话模块用于救援人员实时引导受困者进行逃生。
6.如权利要求1所述的火灾逃生指引物联网系统，其特征在于：所述可携式逃生指示器为四方体结构，可携式逃生指示器具有1个上盖板，所述上盖板上设有8个方向的指示箭头，物联网分析处理中心通过无线传输模块并根据逃生路线选择开启或关闭指示箭头。
7.如权利要求6所述的火灾逃生指引物联网系统，其特征在于：所述可携式逃生指示器还设有4个侧盖板，所述侧盖板上相对应指示箭头设有8个照明灯，物联网分析处理中心通过无线传输模块并根据逃生路线选择开启或关闭照明灯。
8.如权利要求7所述的火灾逃生指引物联网系统，其特征在于：所述指示箭头和照明灯采用LED光源。
9.基于火灾逃生指引物联网系统的逃生方法，其特征在于：物联网分析处理中心通过无线传输模块获取火灾传感模块的火灾感测信息，以确定是否发生火灾，当有火灾状况发生时，物联网分析处理中心立即启动毫米波雷达模块持续扫描建筑物与人员状况，并启动定位模块传送发生火灾的位置和受困者的位置信息，经物联网分析处理中心处理后制定最佳的逃生路线，并根据逃生路线控制指向模块的指示方向和照明方向，同时由定位模块回传受困者的实时位置更新与指示方向，以使物联网分析处理中心根据火灾现场和受困者位置实时更新最佳的逃生路线。
10.如权利要求9所述的基于火灾逃生指引物联网系统的逃生方法，其特征在于：毫米波雷达模块扫描步骤如下：设定当旋转轴与模块支架间夹角为90°时为毫米波雷达模块扫描的初始位置，并定义该初始位置为毫米波雷达模块扫描的起始角度0°，在初始位置由毫米波雷达模块发射信号与取得回波信号，然后将旋转轴旋转360°，并同时由毫米波雷达模块执行发射信号与取得回波信号，即可得0°扫描的起始角度数据；之后再将模块支架沿导轨往顺时针方向移动一定角度，并将旋转轴360°旋转，同时由毫米波雷达模块执行发射信号与取得回波信号；重复以上行为直到模块支架转至180°位置为止即完成一次三维扫描参数，将半球形之三维参数，通过无线传输模块传送至物联网分析处理中心处理迭加后，即可建立建筑物空间图，当未发生火警通报时每隔一段时间扫描一次，当发生火警时不停扫描建筑物格局，以实时取得建筑物格局、阻碍物、疏散通道以及是否有人员受困的信息。
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