一种物联网远程控制的智能消防栓及其系统
技术领域
本发明涉及物联网设备技术领域,具体地,涉及一种物联网远程控制的智能消防栓及其系统。
背景技术
消防栓正式叫法为消火栓,多大都是一种固定式消防设备,主要作用是由市政管道引水并在连接消防水管之后为消防作业供水,从而控制可燃物、隔绝助燃物、消除火源,特别适用于消防车不易进入的场所。但是现有的室外消防栓在实际使用的过程中还是存在一些不足,比如很多的室外消防栓都是设置在路边,这些消防栓都是露天安置,虽然消防刷的表面涂有油漆,但是长久以后还是会受到雨水的腐蚀,导致消防栓阀门及连接处生锈,影响消防栓的使用;同时随着城市发展,车流量大,地面空间使用有限,消防栓的裸露在外会占据一定的地面空间,给车辆的行驶和停放造成一定的阻碍;同时有些地区的消防栓甚至会发生被人为破坏后实施水资源盗用—例如灌溉田院或者洗车—的风险。
根据上述问题,经检索:中国专利号:CN201810341729.3的一种基于物联网的具有保护功能的消防设备,包括主体和消防栓,还包括保护机构和除湿机构,保护机构包括升降组件和密封组件,升降组件包括第一电机、第一齿轮、升降板和两个转动单元,密封组件包括两个翻转单元,除湿机构包括移动组件和除湿组件。该基于物联网的具有保护功能的消防设备中,通过保护机构,可以对消防栓起到保护作用,防止车辆撞击对消防栓造成损坏,并且通过密封板的封口,避免了部分别有用心的人偷盗公共资源,造成水资源的浪费,通过除湿机构,可以使得主体的内部保持干燥,防止消防栓被腐蚀,影响消防栓的使用,并且减少消防栓的维护次数,降低了维护成本,大大提高了消防设备的实用性。
上述方案的缺点在于,整体设备在装配过程中过于繁琐,同时该设备的升降机械方式,在实际安装中的具体角度、位置的要求标准过高,另外安装中所使用的容纳空间较大;并且该设备在上升过程中的速度稳定性难以保证,并且在上升时并未有提醒周边路人的措施,这样会导致意外发生。
另外,现有的升降消防栓的升起过程相对与消防作业的紧迫性来说,占用的时间比较长;由于其在地面以下不易看到,且实践当中未设置明显视觉标识、标识因日久而模糊不清、消防员对于陌生小区消防设施分布不熟悉等因素大量存在,给消防员及时寻找和启用带来障碍;另外也存在不法者私自升起消防栓取水或者卡住消防栓使其不可回位进而取水的现象。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种物联网远程控制的智能消防栓及其系统。
本发明公开的一种物联网远程控制的智能消防栓,所述智能消防栓包括埋设在路面内的用以安装消防栓的安装腔,还包括终端控制器、消防栓体、伸缩外管、伸缩内管、电控阀以及顶盖,消防栓体的底端与伸缩内管的一端通过法兰件相连接,伸缩内管的另一端能够活动的插设在伸缩外管的内壁间,伸缩外管在安装状态下乃是呈竖直姿态位于安装腔内,电控阀安装在伸缩外管始终远离消防栓体的一端,电控阀与终端控制器电性连接,终端控制器与物联网服务器通讯连接,法兰件的下表面安装有与之同轴的承重盘体,伸缩外管的外表面安装有联动件和伺服电机,联动件的输出端与承重盘体的下表面连接,联动件的输入端与伺服电机的主轴传动连接,且通过伺服电机能够使得伸缩内管沿伸缩外管的轴向活动,伺服电机与终端控制器电性连接,顶盖呈水平安装在消防栓体的顶端,终端控制器安装在伸缩外管上。
进一步地,顶盖的外形与安装腔的开口相同,安装腔的开口内边处设置有向下凹陷的承重阶梯槽,顶盖的下表面能够与承重阶梯槽上表面充分贴合。
进一步地,顶盖包括由上至下相互黏合的上层盖、中层盖以及底层盖,上层盖的上表面开设有防滑槽,上层盖和底层盖均为弹簧钢材质铸成,中层盖为橡胶材质制成,且厚度至少为5cm以上。
进一步地,联动件包括三个沿伸缩外管的周向等角度分布的子件,子件包括梯型丝杠、滑块和顶起框,梯型丝杠呈竖直轴接设置在伸缩外管的周边,且二者的轴向相平行,滑块套设在梯型丝杠上,梯型丝杠的末端安装有同步齿,顶起框的下端固定在滑块上,顶起框的上端与承重盘体的下表面固定连接,伺服电机呈倒置安装在其中的一个子件旁侧,并且该子件中的梯型丝杠的下端套设有伞齿一,伞齿一的旁侧轴接有与之相啮合的伞齿二,伺服电机的主轴通过联轴器与伞齿二传动连接,所有同步齿通过一个同步带传动连接。
进一步地,联动件还包括对称设于承重盘体周边的两个滑轨,滑轨呈竖直设置在安装腔内,承重盘体的外部设有两个能够分别与一个滑轨活动配合的滑轮。
进一步地,消防栓体的出水端安装有手动阀。
进一步地,承重盘体上开设有多个能够与法兰件上的所有螺栓相配合的螺纹孔。
进一步地,顶盖的底部安装有语音警报器,语音警报器与终端控制器电性连接。
进一步地,伸缩外管的内壁开设有多个沿之周向等角度分布的导向槽,导向槽的延伸方向与伸缩外管的轴向相同,伸缩内管的外壁设有多个能够与所有导向槽一一相配合的插合凸棱,插合凸棱为橡胶材质制成。
本发明还提供了一种物联网远程控制智能消防栓的控制系统,包括上述智能消防栓,以及物联网服务器、火灾报警系统、消防中心的远程控制系统以及消防员随身配置的移动终端;
其中,物联网服务器的管理数据库中登记了其负责的全部智能消防栓的编号和安装位置;从所述火灾报警系统收到火灾报警之后,根据火灾报警中包含的起火点位置信息以及火势等级信息,向与该起火点距离最近的N个智能消防栓的终端控制器下达控制指令,使其升起以及接通电控阀,处于可用状态;以及根据所述远程控制系统和/或移动终端的指示,下达控制指令以启动任何其它的智能消防栓或者回位已经升起的智能消防栓;
所述火灾报警系统通过网络连接所述物联网服务器并向其发送所述火灾报警;
所述远程控制系统和/或移动终端用于向所述物联网服务器发出指示,使所述物联网服务器下达控制指令以启动任何智能消防栓或者回位已经升起的智能消防栓。
进一步地,所述N的取值由所述物联网服务器根据火势等级予以决定。
进一步地,所述物联网服务器将被升起的智能消防栓和/或其它备用的智能消防栓的位置发送给消防中心的远程控制系统和消防员配置的移动终端。
进一步地,所述智能消防栓接到回位的控制指令,不论该智能消防栓是否成功回位,其电控阀都切换为关闭状态。
有益效果:本发明的一种物联网远程控制的智能消防栓,首先将该消防栓体的具体位置参数输入至物联网服务器内,该位置周边发生火情时,火灾报警系统会通知物联网服务器,进而物联网服务器发送指令到终端控制器内,终端控制器接受到指令后,开始指示伺服电机工作,并且其通过联动件使得承重盘体带着伸缩内管、消防栓体和顶盖实施上升,上升过程中,终端控制器还会事先指示语音警报器进行语音播放,目的提醒该设备周边的行人车辆注意避让,防止发生碰撞意外;上升完毕后,终端控制器也会指示电控阀进行开启工作,使得消防水源得以流通至伸缩外管内,并且经伸缩内管到达消防栓体内,同时消防人员手动调节手动阀,将消防栓体的输出端打开,便于连通消防水管,使得其内部水源得以被放出;电控阀的设置使得消防栓体不论是复位至地下还是仍旧在地面上方时,只要物联网服务器没有发送控制指令给终端控制器,打开手动阀消防栓体内仍旧没有水源,即无法发生盗用公共资源问题;同时,消防栓体工作完毕后,下降至地下内后,其顶盖下表面会配合承重阶梯槽,二者将安装腔的开口关闭,便于行人车辆通过;同时满足了废水无法进入到安装腔内,而不会影响到了消防栓体,本发明能够稳定将消防栓体进行上升和下降,有效杜绝消防栓体裸露在外而带来的种种不便,并且本发明结构简单、装配方便,可批量投入使用。并且,本发明提供的控制系统可以根据火情自动选取适当位置及数量的智能消防栓进行升起以及打开电控阀,进入备用状态,从而提高了消防作业的速度,使消防栓易于发现,并且避免过多的消防栓升起影响人员车辆撤离。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1为本发明的立体结构示意图一;
图2为本发明的平面示意图;
图3为本发明的立体结构示意图二;
图4为本发明的拆分结构示意图;
图5为本发明的控制系统的结构框图。
附图标记说明:安装腔1,承重阶梯槽1a,终端控制器1b。
消防栓体2,顶盖2a,防滑槽2b,中层盖2c。
伸缩内管3,法兰件3a。
伸缩外管4,电控阀4a。
承重盘体5。
梯型丝杠6,滑块6a,顶起框6b,同步齿6c,伞齿一6d,伞齿二6e。
伺服电机7,联轴器7a。
滑轨8。
手动阀9。
语音警报器10。
导向槽11,插合凸棱12。
具体实施方式
以下将以图式揭露本发明的多个实施方式,为明确说明起见,许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而,应了解到,这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说,在本发明的部分实施方式中,这些实务上的细节是非必要的。此外,为简化图式起见,一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
另外,在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,并非特别指称次序或顺位的意思,亦非用以限定本发明,其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
参照图1至图4所示的一种物联网远程控制的智能消防栓,所述地面上开设有用以安装消防栓的安装腔1、终端控制器1b、消防栓体2、伸缩外管4、伸缩内管3、电控阀4a以及顶盖2a,消防栓体2的底端与伸缩内管3的一端通过法兰件3a相连接,伸缩内管3的另一端能够活动的插设在伸缩外管4的内壁间,伸缩外管4在安装状态下乃是呈竖直姿态位于安装腔1内,电控阀4a安装在伸缩外管4始终远离消防栓体2的一端,电控阀4a位于安装腔1以下,电控阀4a与终端控制器1b电性连接,终端控制器1b与物联网服务器通讯连接,法兰件3a的下表面安装有与之同轴的承重盘体5,伸缩外管4的外表面安装有联动件和伺服电机7,联动件的输出端与承重盘体5的下表面连接,联动件的输入端与伺服电机7的主轴传动连接,且通过伺服电机7能够使得伸缩内管3沿伸缩外管4的轴向活动,伺服电机7与终端控制器1b电性连接,顶盖2a呈水平安装在消防栓体2的顶端,终端控制器1b安装在伸缩外管4上。
顶盖2a的外形与安装腔1的开口相同,安装腔1的开口内边处设置有向下凹陷的承重阶梯槽1a,顶盖2a的下表面能够与承重阶梯槽1a上表面充分贴合;顶盖2a的作用乃是在消防栓体2下降后,顶盖2a上表面可与地面保持齐平,并且还将安装腔1的开口闭合,这样便于车辆或行人的通过;承重阶梯槽1a乃是用以构成对顶盖2a的承托作用,同时配合了顶盖2a将安装腔1的开口实现闭合。
在施工时路面开挖竖向坑洞,将本智能消防栓埋入路面,并以混凝土予以封闭固定,安装腔1的上表面及顶盖2a上表面与路面平齐。
顶盖2a包括由上至下相互黏合的上层盖、中层盖2c以及底层盖,上层盖的上表面开设有防滑槽2b,上层盖和底层盖均为弹簧钢材质铸成,中层盖2c为橡胶材质制成,且厚度至少为5cm以上;上层盖和底层盖的材质适应了复杂的路面通行;中层盖2c的材质缓冲了部分压迫力的传递,防止应力破坏了顶盖2a整体或承重阶梯槽1a以及消防栓体2。
联动件包括三个沿伸缩外管4的周向等角度分布的子件,子件包括梯型丝杠6、滑块6a和顶起框6b,梯型丝杠6呈竖直轴接设置在伸缩外管4的周边,且二者的轴向相平行,滑块6a套设在梯型丝杠6上,梯型丝杠6的末端安装有同步齿6c,顶起框6b的下端固定在滑块6a上,顶起框6b的上端与承重盘体5的下表面固定连接,伺服电机7呈倒置安装在其中的一个子件旁侧,并且该子件中的梯型丝杠6的下端套设有伞齿一6d,伞齿一6d的旁侧轴接有与之相啮合的伞齿二6e,伺服电机7的主轴通过联轴器7a与伞齿二6e传动连接,所有同步齿6c通过一个同步带传动连接;伺服电机7工作,通过联轴器7a带动伞齿二6e,进而驱动伞齿二6e转动,目的通过同步带带动了所有同步齿6c转动,而后实现了所有梯型丝杠6的转动,由于梯型丝杠6的转动力,进而所有滑块6a发生同步上下运动,进而配合了各自的顶起框6b,而带动了承重盘体5的上升或下降,即满足了承重盘体5在上升和下降过程中,带着伸缩内管3实现了同步运动,使得消防栓体2实现了上升或下降的运动,实现了在需要工作的时候,上升至地面上,在不需要工作的时候,下降至地内;梯型丝杠6自锁性强,并且采用螺纹传动方式,稳定性高,上升速度平缓。
联动件还包括对称设于承重盘体5周边的两个滑轨8,滑轨8呈竖直设置在安装腔1内,承重盘体5的外部设有两个能够分别与一个滑轨8活动配合的滑轮;在承重盘体5进行上升或下降过程中,依靠了滑轮配合滑轨8,使得消防栓体2的运程十分稳定。
消防栓体2的出水端安装有手动阀9;消防栓体2到达地面后,消防人员可将消防栓体2的出水端与携带的消防水管接通,然后通过手动阀9进行手动开启消防栓体2的出水端。
承重盘体5上开设有多个能够与法兰件3a上的所有螺栓相配合的螺纹孔;承重盘体5与法兰件3a的下表面螺纹连接,简易了装配过程,同时承托盘体的上升作用力,使得法兰件3a与之始终稳定连接,二者连接性得以保障。
顶盖2a的底部安装有语音警报器10,语音警报器10与终端控制器1b电性连接;消防栓体2开始上升直至高出路面的过程中,语音警报器10会进行工作,通过语音播放形式提醒此时处于消防栓体2周边的行人和车辆,防止他们影响了消防栓体2的上升,从而造成意外破坏,同时避免意外碰撞造成人身和财产损失。
伸缩外管4的内壁开设有多个沿之周向等角度分布的导向槽11,导向槽11的延伸方向与伸缩外管4的轴向相同,伸缩内管3的外壁设有多个能够与所有导向槽11一一相配合的插合凸棱12,插合凸棱12为橡胶材质制成;伸缩内管3在上升过程中,依靠插合凸棱12与导向槽11相配合,加大了密封性。
工作原理:通过物联网服务器发送控制指令到终端控制器1b内,终端控制器1b接受到控制指令后,开始指示伺服电机7工作,并且其通过联动件使得承重盘体5带着伸缩内管3、消防栓体2和顶盖2a实施上升,上升过程中,终端控制器1b还会事先指示语音警报器10进行语音播放,目的提醒该设备周边的行人车辆注意避让,防止发生碰撞意外;上升完毕后,终端控制器1b也会根据控制指令指示电控阀4a进行开启工作,使得消防水源得以流通至伸缩外管4内,并且经伸缩内管3到达消防栓体2内,同时消防人员手动调节手动阀9,将消防栓体2的输出端打开,便于连通消防水管,使得其内部水源得以被放出;电控阀4a的设置使得消防栓体2不论是复位至地下还是处于地面上方时,只要物联网服务器没有发送控制指令给终端控制器1b,消防栓体2内仍旧没有水源,且电控阀4a位于与路面一体的安装腔1之下,难以收到人为破坏,这样即便有不法者撬开顶盖、卡住消防栓使其无法回复以及破坏手动阀,也无法发生盗用公共资源问题;同时,消防栓体2工作完毕后,下降至地下内后,其顶盖2a下表面会配合承重阶梯槽1a,二者将安装腔1的开口关闭,便于行人车辆通过;同时满足了雨水等废水无法进入到安装腔1内,而影响到了消防栓体2。
图5示出了物联网远程控制智能消防栓的控制系统的结构框图。该系统包括上文描述的智能消防栓F,其终端控制器1b基于NB-IoT协议接入无线物联网,从而与物联网服务器S通讯连接,NB-IoT通讯具有通信功耗低、带宽需求小的特点,尤其是其无线信号制式具备较强的穿透性能,在智能消防栓F降入路面之下以后可以使终端控制器1b保持较好的通信效果。并且,物联网服务器S还通过网络连接到社区或者建筑物的火灾报警系统A、消防中心的远程控制系统C、以及消防员随身配置的移动终端M——例如智能手机或者专用移动设备。物联网服务器S的管理数据库中登记了其负责的社区内部或者建筑物周边全部智能消防栓F的编号和安装位置。当物联网服务器S从所述火灾报警系统收到火灾报警之后,根据火灾报警中包含的起火点位置信息以及火势等级信息,向与该起火点距离最近的N个智能消防栓F的终端控制器1b下达控制指令,使其升起以及接通电控阀,处于可用状态,从而消防员赶到后即可以马上接通消防水管并打开手动阀实施消防作业,节约了救援时间,其中N的取值可以根据火势等级信息予以决定。例如,某小区共有4栋大型住宅楼,每栋住宅楼周边设立10个智能消防栓F,当其中某一栋住宅楼起火后,其内部的火灾报警系统根据所配置的温度、烟雾等传感器的探测数据,分析确定起火点位置并评估火势等级(可以根据温度高低、烟雾浓度划分火势等级),假设起火点位于该住宅楼1单元且火势等级为轻度,可以启动距离1单元最近的2个智能消防栓,假设火势等级发展为中度,启动距离1单元最近的5个智能消防栓,火势等级为严重则启动全部10个智能消防栓,这样在保障火灾扑救的前提下避免过多的消防栓升出地面,给车辆人员撤离带来阻碍。并且,物联网服务器S将被启动的智能消防栓F以及其它备用的智能消防栓的位置发送给消防中心的远程控制系统和消防员配置的移动终端,给消防作业提供便利。消防中心的远程控制系统和消防员配置的移动终端也可以指示该物联网服务器S下达控制指令以启动任何其它的智能消防栓F,或者回位已经升起的智能消防栓F,从而适应消防作业的需求,以及在消防作业完成后回位消防栓;一旦接到回位的控制指令,不论消防栓是否成功回位,所述电控阀都切换为关闭状态,防止有不法者以卡住消防栓不能回位的方式从消防栓取水。
上所述仅为本发明的实施方式而已,并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包括在本发明的权利要求范围之内。