CN109794031A - 用于消防水压表的物联网智能识别和报警的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于消防水压表的物联网智能识别和报警的系统和方法，系统包括：消防水压表物联网智能报警设备，用于识别消防水压表指针读数变化，判断水压异常情况，并针对异常情况发出告警信号；云服务器，与消防水压表物联网智能报警设备通信，用于接收消防水压表物联网智能报警设备上传的告警信号；报警监控平台，与云服务器通信，用于对告警信号进行管理、展示和工单处理。本发明的消防水压表物联网智能报警设备采用嵌入式硬件架构，集成度高，设计巧妙，采用独创的人工智能识别模式来监控指针式消防水压表，解决了现有的消防管道安装水压传感器需要停水破管的困难，同时，消防管道少量的跑冒滴漏不易监测的难题也迎刃而解。

Description

用于消防水压表的物联网智能识别和报警的系统和方法

技术领域

本发明涉及物联网消防水压监测领域，尤其涉及一种用于消防水压表的物联网智能识别和报警的系统和方法。

背景技术

目前，对于消防管道的水压监测普遍采用的是单晶硅压力传感器、电容式压力传感器等，不管采用哪种水压传感器，安装时都需要停水，有的甚至要破管安装导流管。不仅需要具有消防资质的专业人员进行施工安装，还会对整个消防设施产生影响。另外，传统的消防水压传感器的数据都需要汇集到服务器上进行判断和处理，大大增加了服务器的运行压力，随着接入点数的增加，服务器成本会大幅增加。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种不改变现有消防管道和消防水压表的基础上，能够快速组建消防水压监测系统的解决方案，即本发明的用于消防水压表的物联网智能识别和报警的系统和方法。

为实现上述技术效果，本发明的第一方面提供了一种用于消防水压表的物联网智能识别和报警的系统，所述系统包括：

消防水压表物联网智能报警设备，用于识别消防水压表指针读数变化，判断水压异常情况，并针对异常情况发出告警信号；

云服务器，与所述消防水压表物联网智能报警设备通信，用于接收所述消防水压表物联网智能报警设备上传的所述告警信号；以及

报警监控平台，与所述云服务器通信，用于对所述告警信号进行管理、展示和工单处理。

所述系统的改进在于，所述系统还包括手机报警APP，通过所述云服务器与所述报警监控平台通信，用于通过移动终端对所述告警信号进行接收、工单处理和处理反馈。

所述系统的改进在于，所述消防水压表物联网智能报警设备包括：

主控模块；

物联网网关，在所述主控模块的控制下与所述云服务器通信；

摄像模块，在所述主控模块的控制下，对所述消防水压表的表盘进行拍摄，获取水压表指针图像；

智能识别模块，在所述主控模块的控制下，将所述水压表指针图像按照设定的算法进行数字化处理和指针状态的智能识别，判断水压异常情况的种类，并根据判断结果向所述主控模块发送告警信号。

所述系统的改进在于，所述智能识别模块通过以下方法将所述水压表指针图像按照设定的算法进行数字化处理和指针状态的智能识别，判断水压异常情况的种类：

获取所述摄像模块定时拍摄的水压表指针图像；

在过压和欠压的指针区间分别画设报警框，一旦指针稳定落入报警框内，图像比对出现异常，即向所述主控模块发出过压或欠压的告警信号；

对水压表指针图像进行逐张叠加处理，对叠加后的图像中指针扇形面积与时间或图像张数相除，得出一个数值，当该数值超过预设告警值时，即向所述主控模块发送持续缓慢失压的告警信号；当在短时间内该数值骤然变大，即向所述主控模块发送短时失压的告警信号。

所述系统的改进在于，所述消防水压表物联网智能报警设备还包括报警模块，所述报警模块具有物联网传感器接口和开关量状态接口，用于获取物联网传感器的数据和设备的开关量状态数据，判断异常与否，并在异常情况下向所述主控模块发出预警信号。

所述系统的改进在于，所述物联网传感器包括温湿度传感器、烟雾传感器、粉尘传感器、空气质量传感器、水浸传感器中的一种或多种；所述设备包括消防栓、消防箱、应急灯、阀门、消防门中的一种或多种。

所述系统的改进在于，所述消防水压表物联网智能报警设备中还设有存储模块和电源模块。

所述系统的改进在于，所述消防水压表物联网智能报警设备采用嵌入式硬件架构。

本发明的第二方面提供了一种用于消防水压表的物联网智能识别和报警的方法，所述方法包括：

提供一消防水压表物联网智能报警设备，识别消防水压表指针读数变化，判断水压异常情况，并针对异常情况发出告警信号；

云服务器，与所述消防水压表物联网智能报警设备通信，接收所述消防水压表物联网智能报警设备上传的所述告警信号；以及

提供一报警监控平台，与所述云服务器通信，对所述告警信号进行管理、展示和工单处理。

所述方法的改进在于，所述方法还包括：提供一手机报警APP，通过所述云服务器与所述报警监控平台通信，通过移动终端对所述告警信号进行接收、工单处理和处理反馈。

本发明由于采用上述技术方案，使其具有以下有益效果：

本发明的消防水压表物联网智能报警设备采用嵌入式硬件架构，集成度高，设计巧妙，采用独创的人工智能识别模式来监控指针式消防水压表，解决了现有的消防管道安装水压传感器需要停水破管的困难，同时，消防管道少量的跑冒滴漏不易监测的难题也迎刃而解。另外，本发明所有的告警判断都在消防水压表物联网智能报警设备中完成，输出的是直接的数字化告警信号，大大减轻了服务器的运行压力。采用本发明装置的消防水压监控系统施工简便，节约成本，为消防设施的维护提供了有力的技术保障，大大节省了消防设施建设和维护的成本，提高了整个消防系统的安全性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1显示了根据本发明实施例的用于消防水压表的物联网智能识别和报警的系统的示例性框架示意图。

图2显示了根据本发明实施例中的消防水压表物联网智能报警设备的示例性模块示意图。

图3显示了根据本发明实施例中的智能识别模块的示例性模拟识别示意图。

图4显示了根据本发明实施例中的报警模块的示例性模块示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员应意识到，没有特定细节中的一个或更多，或者采用其它的方法、组元、材料等，也可以实践本发明的技术方案。在某些情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明。

首先请参见图1，显示了根据本发明实施例的用于消防水压表的物联网智能识别和报警的系统的示例性框架示意图，如图所示，本发明系统包括消防水压表物联网智能报警设备1、云服务器2、报警监控平台3以及手机报警APP 4。其中：

消防水压表物联网智能报警设备1为系统的核心设备，提供消防水压表的数据采集、智能识别、物联网传感器和开关状态量接入、告警判断和无线传输等功能。消防水压表物联网智能报警设备1安装在消防水压表10的附近，使摄像头能够拍摄到水压表的表盘；温度、烟雾、水浸传感器以及消防门、水箱盖开关量传感器通过线缆与消防水压表物联网智能报警设备1连接，提供环境及设备状态的数据输入；

消防水压表物联网智能报警设备1在获取这些数据并结合智能识别的结果，可通过内置的4G/NB-IoT网关将告警信息上传给云服务器2；云服务器2接收消防水压表物联网智能报警设备1上传的告警信号，提供信息接收、存储、传输和访问的功能。

报警监控平台3与云服务器2连接，提供告警信息的管理、展示和工单处理功能，实时显示告警处理的全过程，同时提供告警信息的统计、分析和查询的功能。

手机报警APP 4通过云服务器2和报警监控平台3连接，提供移动终端的告警接收、工单处理和工单反馈等功能，并把处理的整个过程通过云服务器2在报警监控平台3上显示。在一些实施例中，系统可不设置手机报警APP，用户直接从报警监控平台上获取告警信号，以及对告警信号进行管理和工单处理等。

参见图2，显示了根据本发明实施例中的消防水压表物联网智能报警设备的示例性模块示意图，如图所示，该消防水压表物联网智能报警设备1包括：物联网网关11、主控模块12、摄像模块13、智能识别模块14、报警模块15、存储模块16与电源模块17等，其中：

物联网网关11与主控模块12相连，实现数据和告警信号与云服务器2的无线路由连接及数据收发功能，本实施例中无线传输采用4G/NB-IoT双模组，可根据实际的网络环境和应用需求进行切换使用。

主控模块12控制摄像模块13、智能识别模块14、报警模块15等的工作流程、参数配置以及存储、告警信号的传输等功能，同时负责整个系统的整体运行控制功能。在本实施例中，主控模块12以ARM运算芯片及其附属的存储、时钟、接口、看门狗、电源单元构成，一方面提供智能识别模块工作所需的运行环境，另一方面还负责物联网网关、摄像模块、报警模块的工作流、数据流的控制，同时还提供了设备驱动、系统整体控制的功能。

摄像模块13采用高对比度的高清黑白摄像机，并用LED光源进行补光，在主控模块12的控制下提供对消防水压表的表盘拍摄功能，获取水压表指针的图像数据。

智能识别模块14为消防水压表物联网智能报警设备1的核心部分。在普通的视频图像识别所采用的画设辅助线或报警框的识别模式基础上增加了长时间行为轨迹叠加识别处理模式，解决了消防管道缓慢滴漏而无法监测的难题。该智能识别模块14与摄像模块13连接，在主控模块12的控制下，将图像按照程序设定的算法进行数字化处理和指针状态的智能识别，针对不同的数据结果分别向主控模块12发送欠压、过压、持续缓慢失压(漏水)、短时失压(破损或开启阀门)四种告警状态。

报警模块15包含物联网传感器接口和开关量状态接口，在本实施例中连接温度、烟雾、水浸传感器和消防门、水箱盖开关量传感器，接收传感器的数据及开关量状态数据，若有异常情况(非法开启、烟雾、水浸、温度异常等)即向主控模块12发出预警信号。

存储模块16分别与主控模块12、摄像模块13、智能识别模块14、报警模块15连接，为这些模块提供运行所需的内存和存储空间。

电源模块17负责整个系统供电和各种电平的转换。

从上述描述中可知，所有的告警判断都在消防水压表物联网智能报警设备1中完成，输出的是直接的数字化的告警信号，大大减轻了云服务器2的运行压力。

进一步地，参见图3，显示了根据本发明实施例中的智能识别模块的示例性模拟识别示意图，如图所示，智能识别模块是消防水压表物联网智能报警设备的核心创新部分，其工作原理为：获取摄像模块定时拍摄的水压表指针图像；在过压/欠压的指针区间分别画设报警框，一旦指针稳定落入报警框内，图像比对出现异常，即向主控模块发出过压/欠压报警信号；对T至T+Δt时间段内的指针图像进行逐张叠加处理，对叠加后的图像中指针扇形面积S与时间Δt相除，得出一个数值，将该数值根据经验值分成三档，即高、中、低档，当该数值超过预设告警值的高、中、低值时，即向主控模块发送三档的持续缓慢失压告警(漏水)；在短时间内该数值骤然变大的话即向主控模块发送短时失压告警(破损或开启阀门)。在本实施例中，智能识别模块在常规的视频识别技术中采用的画设告警框的基础上，采用了创新的图像叠加比对模式，解决了消防水压表持续变化的量化和告警难题。

接着，再参见图4，显示了根据本发明实施例中的报警模块的示例性模块示意图，如图所示，该报警模块15包括物联网传感器接口151和开关量状态接口152，可连接多种物联网传感设备，如：温湿度传感器、烟雾传感器、粉尘传感器、空气质量传感器、水浸传感器等等；通过开关量状态接口可监控消防栓、消防箱、应急灯、阀门、消防门等的开闭情况。在本实施例中，连接了温度、烟雾、水浸传感器和消防门、水箱盖开关量传感器，接收传感器的数据及开关量状态数据，若有异常情况(非法开启水箱、消防门长开、烟雾、水浸、温度异常等)即发出告警信号。通过组合不同的传感器设备、不同设备的开关量状态再结合消防水压表的监控状态，可对多种应用场景进行预警和告警，减小了误报率，节省人工处理和维护成本，大大提高了整个消防系统的安全性和可靠性。

本实施例所述装置的工作过程和实现的功能归结如下：

消防水压表物联网智能报警设备1连接温度、烟雾、水浸传感器和消防门、水箱盖开关量传感器，同时对消防水压表进行视频智能识别；可发出欠压、过压、高、中、低三档持续缓慢失压(漏水)、短时失压(破损或开启阀门)四种告警功能；水箱盖开启、消防门长开告警或环境状态监控中温度、烟雾、水浸异常告警；告警信号通过网络上传给云服务器2；报警监控平台3与云服务器2连接，提供告警信息的管理、展示和工单处理功能，实时显示告警处理的全过程，提供告警数据的统计、分析和查询功能；手机报警APP 4通过云服务器2和报警监控平台3连接，提供移动终端的告警接收、工单处理和反馈等功能，并把处理的整个过程通过云服务器2在报警监控平台3上显示。

本实施例解决了现有的消防管道安装水压传感器需要停水破管的困难，同时，消防管道少量的跑冒滴漏不易监测的难题也迎刃而解。另外，本实施例中所有的告警判断都在消防水压表物联网智能报警设备1中完成，输出的是直接的数字化的告警信号，大大减轻了云服务器2的运行压力。同时本实施例施工简便，节约成本，为消防设施的维护提供了有力的技术保障，大大节省了消防设施建设和维护的成本，提高了整个消防系统的安全性和可靠性。

以上所述描述了本发明优选实施例的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化或改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种用于消防水压表的物联网智能识别和报警的系统，其特征在于，所述系统包括：

消防水压表物联网智能报警设备，用于识别消防水压表指针读数变化，判断水压异常情况，并针对异常情况发出告警信号；

云服务器，与所述消防水压表物联网智能报警设备通信，用于接收所述消防水压表物联网智能报警设备上传的所述告警信号；以及

报警监控平台，与所述云服务器通信，用于对所述告警信号进行管理、展示和工单处理。

2.如权利要求1所述的用于消防水压表的物联网智能识别和报警的系统，其特征在于，所述系统还包括手机报警APP，通过所述云服务器与所述报警监控平台通信，用于通过移动终端对所述告警信号进行接收、工单处理和处理反馈。

3.如权利要求1所述的用于消防水压表的物联网智能识别和报警的系统，其特征在于，所述消防水压表物联网智能报警设备包括：

主控模块；

物联网网关，在所述主控模块的控制下与所述云服务器通信；

摄像模块，在所述主控模块的控制下，对所述消防水压表的表盘进行拍摄，获取水压表指针图像；

智能识别模块，在所述主控模块的控制下，将所述水压表指针图像按照设定的算法进行数字化处理和指针状态的智能识别，判断水压异常情况的种类，并根据判断结果向所述主控模块发送告警信号。

4.如权利要求3所述的用于消防水压表的物联网智能识别和报警的系统，其特征在于，所述智能识别模块通过以下方法将所述水压表指针图像按照设定的算法进行数字化处理和指针状态的智能识别，判断水压异常情况的种类：

获取所述摄像模块定时拍摄的水压表指针图像；

在过压和欠压的指针区间分别画设报警框，一旦指针稳定落入报警框内，图像比对出现异常，即向所述主控模块发出过压或欠压的告警信号；

对水压表指针图像进行逐张叠加处理，对叠加后的图像中指针扇形面积与时间或图像张数相除，得出一个数值，当该数值超过预设告警值时，即向所述主控模块发送持续缓慢失压的告警信号；当在短时间内该数值骤然变大，即向所述主控模块发送短时失压的告警信号。

5.如权利要求3所述的用于消防水压表的物联网智能识别和报警的系统，其特征在于，所述消防水压表物联网智能报警设备还包括报警模块，所述报警模块具有物联网传感器接口和开关量状态接口，用于获取物联网传感器的数据和设备的开关量状态数据，判断异常与否，并在异常情况下向所述主控模块发出预警信号。

6.如权利要求5所述的用于消防水压表的物联网智能识别和报警的系统，其特征在于，所述物联网传感器包括温湿度传感器、烟雾传感器、粉尘传感器、空气质量传感器、水浸传感器中的一种或多种；所述设备包括消防栓、消防箱、应急灯、阀门、消防门中的一种或多种。

7.如权利要求4所述的用于消防水压表的物联网智能识别和报警的系统，其特征在于，所述消防水压表物联网智能报警设备中还设有存储模块和电源模块。

8.如权利要求7所述的用于消防水压表的物联网智能识别和报警的系统，其特征在于，所述消防水压表物联网智能报警设备采用嵌入式硬件架构。

9.一种用于消防水压表的物联网智能识别和报警的方法，其特征在于，所述方法包括：

提供一消防水压表物联网智能报警设备，识别消防水压表指针读数变化，判断水压异常情况，并针对异常情况发出告警信号；

云服务器，与所述消防水压表物联网智能报警设备通信，接收所述消防水压表物联网智能报警设备上传的所述告警信号；以及

提供一报警监控平台，与所述云服务器通信，对所述告警信号进行管理、展示和工单处理。

10.如权利要求9所述的用于消防水压表的物联网智能识别和报警的方法，其特征在于，所述方法还包括：提供一手机报警APP，通过所述云服务器与所述报警监控平台通信，通过移动终端对所述告警信号进行接收、工单处理和处理反馈。